摘要：針對珠三角城際軌道交通的運營需求及特點，論述信號系統(tǒng)采用中國列車運行控制系統(tǒng)2級增加列車自動駕駛功能(ATO)的系統(tǒng)方案。詳細闡述了系統(tǒng)方案中各子系統(tǒng)的結構、組成和功能，重點對列控系統(tǒng)進行了研究和分析。并指出該方案增加ATO功能存在一些不確定因素。
關鍵詞：珠三角；城際軌道交通；信號；列控；行車指揮
中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A
珠三角城際軌道交通是由鐵道部和廣東省政府共同出資，興建的將形成網(wǎng)絡的鐵路項目，它以安全、可靠、高效、經(jīng)濟合理、操作簡捷、維護方便為基本技術原則，積極采用先進、成熟的技術裝備，來滿足珠三角城際軌道交通的運營需求。
1 運營需求及特點
珠三角城際軌道交通有著“地鐵高密度、干線鐵路高速度、網(wǎng)絡跨線運行”的特點，具體表現(xiàn)在：運營時間：6：00-24：00；列車最小追蹤間隔：近期4min，遠期3min；采用CRH動車組，大站快車“200km／h，”站站停列車“140km／h；要求兩種不同速度列車均能在整個珠三角城際軌道交通網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)互聯(lián)互通跨線運營，具備ATP／ATO及車門與屏蔽門的聯(lián)動等功能；列車自動停車精度：±30cm；設置獨立的調度指揮系統(tǒng)，負責對城際鐵路列車運行的集中控制。
2 信號系統(tǒng)方案
2.1信號系統(tǒng)總體方案
通過對珠三角城際軌道交通運營需求及特點的分析，結合國產(chǎn)信號系統(tǒng)設備的實際情況。信號系統(tǒng)設備的選擇應以既有成熟中國列車運行控制系統(tǒng)2級(CTCS-2)技術體系，使用CTCS-2級系統(tǒng)設計技術、系統(tǒng)結構、系統(tǒng)硬件設備為原則，在此基礎上增加列車運行自動駕駛(ATO)功能，包括列車自動折返、車門與屏蔽門聯(lián)動及精確停車等。
2.2行車調度指揮系統(tǒng)
運輸調度指揮自動化和智能化是保障行車安全、提高運輸效率的重要手段，也是鐵路信息化建設的重要內(nèi)容。綜合考慮珠三角城際軌道交通運營需求及特點，從有利于保障行車安全、擴大運輸能力、優(yōu)化運輸組織和生產(chǎn)力布局調整、節(jié)約勞動力資源的角度出發(fā)，行車調度指揮擬采用分散自律調度集中系統(tǒng)(CTC)。
分散自律調度集中系統(tǒng)由調度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡子系統(tǒng)三部分構成。調度中心子系統(tǒng)以列車運行調整計劃控制為中心，實時監(jiān)控管轄區(qū)段的列車運行；車站子系統(tǒng)根據(jù)列車運行調整計劃完成進路選排、沖突檢測、控制輸出等功能；網(wǎng)絡子系統(tǒng)由網(wǎng)絡通信設備和傳輸通道構成雙環(huán)自愈網(wǎng)絡，采用迂回、環(huán)狀、冗余等方式提高其可靠性。針對本項目特點，在既有CTC技術標準基礎上增加列車自動運行調整功能，確保列車運行遵照時刻表。
分散自律調度集中系統(tǒng)(CTC)將作為運營調度系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，獨立組網(wǎng)、自成一體，在調度所內(nèi)實現(xiàn)調度集中子系統(tǒng)與運營調度系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)間的信息互聯(lián)，并實現(xiàn)與國鐵客運專線的互聯(lián)互通。
2.3列車運行控制系統(tǒng)
2.3.1列控系統(tǒng)總體方案
為實現(xiàn)珠三角城際軌道交通與國鐵客專互聯(lián)互通，采用CTCS-2級的列車運行控制系統(tǒng)，并根據(jù)本項目的運營需要，在CTCS-2系統(tǒng)基礎上增加ATO系統(tǒng)功能，配備必要的地面和車載設備。
CTCS-2級列控系統(tǒng)基于軌道電路和應答器傳輸控車信息。連續(xù)信息通過軌道電路傳輸，應答器用來傳輸臨時限速、線路信息和進路信息等，臨時限速信息由設于車站進、出站信號機處的有源應答器提供，臨時限速信息更新受到應答器設置位置的限制。
2.3.2列控系統(tǒng)設備構成。列車運行控制系統(tǒng)由地面設備和車載設備組成。
1)列控地面設備。地面設備主要包括列控中心(TCC)、軌道電路、應答器、地面電子單元(LEU)和臨時限速服務器(TSRS)等。
①列控中心(TCC)。各車站均設置列控中心(TCC)，列控中心(TCC)是CTCS-2級列控系統(tǒng)地面子系統(tǒng)的核心部分，負責車站、區(qū)間軌道電路發(fā)送端與接收端切換控制、軌道電路的編碼，站間信息傳輸、有源應答器的報文控制，并向車站聯(lián)鎖、CTC提供區(qū)間列車占用軌道信息。
列控中心增加與車地雙向通信的接口，以及列控中心與屏蔽門控制系統(tǒng)的接口。列控中心通過安全繼電接口向屏蔽門控制系統(tǒng)發(fā)送打開或者關閉屏蔽門控制命令，同時采集屏蔽門完全關閉的信息，當屏蔽門未完全關閉時，禁止發(fā)車。
②軌道電路。正線區(qū)間采用國產(chǎn)ZPW-2000(UM)系列計算機編碼的無絕緣軌道電路設備；站內(nèi)采用與區(qū)間同制式的軌道電路。
③應答器。正線按照CTCS-2標準布設應答器，用于向CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設備提供進路信息、位置、等級轉換、定位、線路參數(shù)、限速、自動過分相等信息。在車站股道增加精確停車定位應答器，實現(xiàn)列車在ATO控制下的精確停車，滿足停車±30cm精度要求。
④地面電子單元(LEU)。地面電子單元(LEU)負責接收從列控中心傳送的應答器報文信息，并傳送給有源應答器。LEU應具備應答器電纜短路、斷路監(jiān)測功能。地面電子單元(LEU)原則上設置于室內(nèi)，控制高速正線有源應答器的LEU設備按1+1熱備冗余設置，控制側線有源應答器的LEU設備按N+1冷備用冗余配置。
⑤臨時限速服務器。臨時限速命令下發(fā)是列控系統(tǒng)的重要功能，臨時限速只允許在CTC行調合或臨時限速服務器操作終端上下達，且限速的下達原則統(tǒng)一。臨時限速下發(fā)的數(shù)量和車載設備有關。臨時限速的設置應滿足運輸安全，實現(xiàn)靈活設置。臨時限速命令由臨時限速服務器統(tǒng)一管理，在臨近調度中心車站設置臨時限速服務器及臨時限速維護終端。
2)車載設備。動車組按CTCS-2級增加ATO功能裝備列控車載設備，由車載安全計算機、軌道信息接收單元(STM)、應答器信息接收單元(BTM)、ATO單元設備、人機界面(DMI)、速度傳感器、記錄單元等組成。車載控制系統(tǒng)根據(jù)地面設備提供的信號信息、線路參數(shù)、臨時限速信息及有關列車數(shù)據(jù)等，生成控制速度和目標距離曲線，控制列車運行。同時記錄單元對列控系統(tǒng)有關數(shù)據(jù)及操作狀態(tài)信息實時動態(tài)記錄。動車組按CTCS-2級增加ATO功能裝備列控車載設備，需要對現(xiàn)有c2車載設備的功能進行調整：車載設備新增一套ATO單元設備，負責ATO功能的實現(xiàn)；在CTCS-2基礎上增加ATO駕駛曲線；車載ATP向ATO單元提供列車運行狀態(tài)、ATP監(jiān)控曲線、司機駕駛狀態(tài)、允許開關車門以及向車載ATO單元設備發(fā)出行車許可等信息；ATO處理單元直接向動車組輸出常用制動、施加牽引、切除牽引、開閉動車車門等信息；車載ATP新增動車組車門監(jiān)控接口，當列車未停穩(wěn)或者實際停車點超出了允許停車誤差范圍，則禁止打開車門；增加車載ATP與車地雙向通信系統(tǒng)接口。
2.4車站聯(lián)鎖系統(tǒng)。系統(tǒng)有自動監(jiān)測信號設備工作狀態(tài)、信息儲存、打印、狀態(tài)再現(xiàn)等功能，并向維修中心提供系統(tǒng)狀態(tài)信息，實現(xiàn)遠程故障診斷，具有全面的自診斷功能。聯(lián)鎖系統(tǒng)通過安全接口與列控系統(tǒng)互相通信，完成相應的列控編碼功能和互鎖功能，對已建立的列控授權進路，聯(lián)鎖系統(tǒng)不能隨意取消；同時，聯(lián)鎖系統(tǒng)與調度集中車站設備連接，實現(xiàn)現(xiàn)場狀態(tài)的上傳和進路控制命令的接收，并為信號集中監(jiān)測系統(tǒng)提供相關信息。
2.5集中監(jiān)測系統(tǒng)。集中監(jiān)測系統(tǒng)對室內(nèi)外信號設備和信號機械室動力環(huán)境工況等進行實時監(jiān)測，并將有關信息傳遞至相關部門(領工區(qū)、電務段等)，實現(xiàn)信號設備的遠程監(jiān)督、測試、診斷。系統(tǒng)由車站子系統(tǒng)、維修中心子系統(tǒng)、維修車間子系統(tǒng)以及廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成。
3 存在的問題
CTCS-2級列控系統(tǒng)本身不具有ATO功能，珠三角城際軌道交通所要求的ATO功能需要重新開發(fā)，其系統(tǒng)研發(fā)存在不確定性，并需取得第三方的安全及互聯(lián)認證。
結束語：隨著珠三角城際軌道交通工程的進一步實施，CTCS-2+ATO功能的信號系統(tǒng)方案將更加合理和完善。近年來我國出現(xiàn)了眾多的都市經(jīng)濟圈，作為連接圈內(nèi)城鎮(zhèn)重要紐帶的城際軌道交通可能會被更多的建設，珠三角城際軌道交通信號系統(tǒng)方案會具有借鑒意義。
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