一种采用CTCS2及ATO列控系统缩短车站到发线有效长度的方法与流程

一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法
技术领域
1.本发明涉及铁路四电信号技术领域，尤其是一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法。


背景技术：

2.ctcs2及ato列控系统具有互联互通的网络化、标准化等方面的技术特征，但其在应用于城际铁路、市域铁路领域时在公交化、自动化以及到发线有效长方面有待进一步加强和提升。因此，当ctcs2及ato系统应用于具有上述特征的城际铁路、市域铁路时，为考虑快慢车交替运行以及越站运行等行车组织的需要，在中间车站须设置具有越行功能的到发线车站，以满足快慢车交替运行和越站运行要求。车站到发线有效长直接影响车站规模、行车安全、运行效率及工程投资。
3.目前《市域（郊）铁路设计规范》tb10624-2020和《城际铁路设计规范》tb10623-2014，对ctcs2及ato列控系统要求贯通式车站到发线有效长度不应小于400m。具体布置如图1所示。
4.根据国家铁路局发布国铁科法〔2021〕24号文对《城际铁路设计规范》相关内容进行局部修订，停靠8节编组动车的贯通式车站到发线有效长可由400m可调整至370m，具体布置如图2所示。
5.不论是之前规范要求的400m，还是规范调整后的370m，其车站到发线有效长均远大于远期列车编组长度，而到发线的长度直接影响整个车站总长和土建规模，对于具有越行功能的车站的土建工程量和征地拆迁工程量均影响非常大，并且由于车站土建工程量的增加，造成施工工期延长、工程投资将大幅增加。


技术实现要素：

6.本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，综合考虑了远期列车编组长度、出站应答器组安装位置、防护区段长度（含安全距离）等关键控制因素以及优化新增信号车载atp、联锁cbi、列控中心tcc、临时限速服务器tsrs等系统及接口功能；在既保证列车进站停车安全，又满足线路行车能力的基数上，以信号列控系统关键技术手段实现缩短车站到发线有效长的目标，解决了因到发线较长导致车站规模偏大、工程建设成本较高的难题。
7.本发明目的实现由以下技术方案完成：一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：将车站到发线的防护区段外移，令出站信号机内方至反向出站信号机道岔设为延续进路区段作为防护区段，在车站到发线股道于站台范围内设置应答器组，所述应答器组距所述站台的端头位置大于等于0m，所述应答器组之间的距离为5m，所述应答器组距离所述出站信号机距离不小于15m，所述出站信号机距警冲标距离不小于5m。
8.通过列控中心tcc向车站联锁cbi发送列车停稳信息，所述车站联锁cbi将延续进路状态信息发送给所述列控中心tcc，所述列控中心tcc向应答器增加发送延续进路报文，使所述防护区段外移为所述延续进路区段。
9.所述列控中心tcc新增延续进路特殊报文c58包的控制和发送功能；所述列控中心tcc的接口功能包括临时限速服务器tsrs发送给列控中心tcc的信息中新增股道停稳信息，列控中心tcc发送给联锁的信息新增股道停稳信息，向leu发送的信息新增特殊报文。
10.所述临时限速服务器tsrs新增列车停稳后，延续进路可解锁信息发送给所述列控中心tcc功能。
11.将车站到发线上的紧急防护距离与安全防护距离设置为完全重叠。
12.所述防护区段的解锁是所述车站到发线的出站信号机外方防护区段，当列车停稳收到零速度传递信息，并输出最大常用制动、牵引切断、行车许可终点撤回至到发线出站信号机前方后，所述防护区段立即解锁。
13.将列车的车载设备安全防护距离设为动态防护距离，所述动态防护距离是指，根据列车最近校正的位置与移动授权间的剩余距离动态调整的安全防护距离。
14.对列车的车载atp进行优化，使所述车载atp新增延续进路特殊报文包处理功能；新增获得延续进路特殊报文包后使用其信息进行行车许可终点位置调整功能；新增停车后延续进路特殊报文包删除功能；新增停车后与车辆之间的牵引切除接口功能；新增列车停稳后，向tsrs发送延续进路可解锁信息。
15.所述站台的长度根据远期列车编组长度以及列控系统停车的控制距离设计。
16.本发明的优点是：可将车站到发线有效长缩短至260m，较规范修改前规定的车站到发线长度减少140m，较国铁科法〔2021〕24号文局部修订规范后的车站到发线长度减少110m；在保证行车安全和运行效率的前提下，减小车站规模，降低工程建设投资，保证了建设工期质量，具有很大的理论和实践价值，并可获得良好的经济效益和社会效益。
附图说明
17.图1 为现有车站到发线有效长度布置示意图；图2 为修订规范后车站到发线有效长度布置示意图；图3为本发明中缩短紧急防护区段车站到发线有效长度布置示意图；图4为本发明中防护区段外移车站到发线有效长度布置示意图；图5为本发明的车站到发线有效长度布置示意图；图6为本发明的信号系统及接口功能实现原理图。
具体实施方式
18.以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-6所示，图中标记1-6分别表示为：进站信号机1、道岔2、出站信号机3、车站到发线4、接车进路5、延续进路6。
19.实施例：结合图1至图6所示，本实施例中采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，主要通过优化出站应答器组安装位置、含安全距离的防护区段长度设
计以及对信号系统功能进行新增设计的方式，对城际铁路、市域铁路、市郊铁路、市域快轨等领域的车站到发线进行设计，并且可有效缩短到发线的长度，同时不新增道岔，不改变站场规模、不增加信号系统投资，从信号系统内部功能优化，减少了与站场、轨道专业的接口交叉，可使得工程能更顺利实施。
20.如图1所示，现有车站的到发线的长度如下：考虑8辆编组车体长度，该车站长度取值为220m；安全防护距离：车站内列控系统安全防护距离取60m，考虑到一定的误差，应答器设于距出站信号机65m处，应答器组间距离5m；警冲标至绝缘节的距离5m，站台端部至防护区段绝缘节之间预留10m的余量，即到发线有效长=220m+(5m+65m+5m+5m+10m)
×
2 =400m。
21.如图2所示，修订规范后车站到发线有效长布置示意图，站台长度同样考虑8辆编组车体长度取值为220m；车站内列控系统安全防护区段长度取65m，警冲标至绝缘节的距离5m，站台端部至防护区段绝缘节之间预留5m的余量，即到发线有效长=220m+(5m+65m+5m)
×
2 =370m。
22.如图3所示，在本实施例中，出站信号机至警冲标或岔尖距离5m，不考虑过走防护距离，该过走防护距离是指为防止车列制动性能下降导致的冒进显示停车信号的危险后果（包括挤岔、侧冲等）所采取的安全防护措施距离；将安全防护距离与紧急防护距离（指出站信号机应答器至危险点警冲标的距离）由不完全重叠设置改为完全重叠设置，即上述两个防护区均设于出站信号机外方，但紧急防护按有限防护考虑。参考国铁科法〔2021〕24号文以及1/12道岔侧向速度和站台限速等因素，当vmax=45km/h时，站内轨道电路最小长度按52m，防护区段长度取52 m。此时站台长度220m，防护区段绝缘节距站台端头距离5m，防护区段长度52 m，信号机距警冲标距离5m组成，即到发线有效长=220m+(5m+52m+5m)
×
2=344m。
23.如图4所示，在本实施例中，防护区外移延伸设于道岔区段，仅考虑办理列车接车进路紧急防护区的延伸。因为防护区设置在出站信号机的内方道岔区段，所以需要对该道岔进行安全防护。防护措施包括检查该道岔区段空闲、锁闭道岔在某个位置直至接入的列车停稳。由于将防护区域延伸至道岔区，需要牺牲一部分行车效率，列车进入股道后3min防护区域才能解锁。
24.此时站台长度220m，应答器距站台端头0m，应答器组间距离5m，应答器距离出站信号机距离25m，信号机距警冲标距离5m组成，即车站到发线的有效长度为220m+(5m+25m+5m)
×
2=290m 。
25.如图5所示，在本实施例中，当防护区段外移后，防护区段为出站信号机内方延续进路区段，股道站台范围内设置精确定位应答器组。此时，站台可缩短至长度210m，应答器距站台端头0m，应答器组间距离5m，应答器距离出站信号机距离15m，信号机距警冲标距离5m组成。
26.即到发线有效长=210m+(0m+5m+15m+5m)
×
2=260m。较设计规范修改前的400m有效长，车站长度缩短140m；较修订规范后的370m有效长，车站整体长度缩短110m。
27.本实施例除了结合远期列车编组长度、出站应答器组安装位置、防护区段长度（含安全距离）等控制因素对到发线的有效长度进行设计，同时还对信号车载atp、联锁cbi、列控中心tcc、临时限速服务器tsrs等系统及相关接口功能进行了新增及优化，以进一步满足缩短车站到发线的目标，同时也进一步保证列车在缩短后的车站到发线上运营的效率和安全性。
28.如图6所示，列车车载设备实时通过tcr车载atp天线接收zpw-2000轨道电路的行车许可信息，并在列车经过进出站和区间闭塞分区入口处的应答器时，如进站信号机1或出站信号机3，通过其btm天线接收应答器的相关信息，获取线路参数、行车许可等固定和可变行车信息，列车经接车进路5进入到到发线4并形成一次制动曲线。通过lte-m无线网络向临时限速服务器tsrs传递列车停稳信息，临时限速服务器tsrs将列车停稳在到发线4上的停稳信息转发给列控中心tcc，由列控中心tcc实现站台门与车门联动功能。列控中心tcc将停稳信息转发车站联锁cbi，车站联锁cbi实现延续进路6的解锁。进路解锁后，车站联锁cbi向列控中心tcc发送延续进路解锁状态。在以上信息流程中，本实施例的关键技术为新增了列控中心tcc向车站联锁cbi发送列车停稳信息，车站联锁cbi将延续进路状态信息发送给列控中心tcc，列控中心tcc向有源应答器增加发送延续进路报文。
29.本实施例在具体实施时：本实施例的方法包括：车站到发线、ctcs2及ato列控系统、站台长度、出站应答器组安装位置、紧急防护距离、过走防护距离、防护区段外移、外延防护区段解锁、车载设备安全防护距离、车载atp功能优化、联锁cbi功能优化、列控中心tcc功能优化、临时限速服务器tsrs功能优化组成；车站到发线的有效长度包括满足远期列车编组站台长度、防护区段距离、警冲标至出站信号机距离。
30.本实施例的应用场景包括采用ctcs2及ato列车运行控制系统的城际铁路、市域铁路、市郊铁路、市域快轨。该ctcs2及ato列控系统是在ctcs-2级列控系统技术上，增加ato自动折返、车站自动发车、区间自动运行、车站自动停车、车门自动开门（防护）、车门/站台门联动控制、列车运行节能控制等功能。
31.到发线是具列车接、发作业功能的股道侧线和正线，其站台长度根据远期列车编组长度以及列控系统停车的精确控制距离组成。
32.出站应答器组宜距离出站信号机距离不小于15m，靠近站台的无源应答器安装位置与站台端部距离宜大于等于0m。
33.出站信号机设置在距离警冲标不小于5m的位置。
34.防护区段外移伸设于出站信号机内方至反向出站信号机道岔区段，办理列车接车进路防护区段的延伸，包括检查该道岔区段空闲、锁闭道岔在定位或反位、反向进站信号关闭直至进站列车在站台停稳。
35.外延防护区段解锁是到发线出站信号机外方防护区段，在列车停稳收到零速度传递信息、输出最大常用制动、牵引切断、行车许可终点撤回至到发线出站信号机前方后，防护区段立即解锁。
36.车载设备安全防护距离由固定防护距离改为动态防护距离，即根据列车最近校正的位置与移动授权间的剩余距离动态调整安全防护距离，用于解决当c58包无效时车载设备移动授权回缩会触发制动的问题。
37.车载atp功能优化包括新增延续进路特殊报文包处理功能；新增获得延续进路特殊报文包后使用其信息进行行车许可终点位置调整功能；新增停车后延续进路特殊报文包删除功能；新增停车后与车辆之间的牵引切除接口功能；新增列车停稳后，向tsrs发送延续进路可解锁信息。
38.联锁cbi功能优化包括接收tcc转发列车停稳时的延续进路可解锁信息；以及向tcc传递延续进路状态信息，包括延续进路锁闭状态和解锁状态。
39.列控中心tcc功能优化包括新增延续进路特殊报文c58包的控制和发送功能；列控中心tcc接口功能优化包括tsrs发送给tcc的信息中新增股道停稳信息，tcc发送给联锁的信息新增股道停稳信息，给leu发送的信息新增特殊报文。
40.临时限速服务器tsrs功能优化包括新增列车停稳后，延续进路可解锁信息发送给列控中心tcc的功能。
41.虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

技术特征：
1.一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：将车站到发线的防护区段外移，令出站信号机内方至反向出站信号机道岔设为延续进路区段作为防护区段，在车站到发线股道于站台范围内设置应答器组，所述应答器组距所述站台的端头位置大于等于0m，所述应答器组之间的距离为5m，所述应答器组距离所述出站信号机距离不小于15m，所述出站信号机距警冲标距离不小于5m。2.根据权利要求1所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：通过列控中心tcc向车站联锁cbi发送列车停稳信息，所述车站联锁cbi将延续进路状态信息发送给所述列控中心tcc，所述列控中心tcc向应答器增加发送延续进路报文，使所述防护区段外移为所述延续进路区段。3.根据权利要求2所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：所述列控中心tcc新增延续进路特殊报文c58包的控制和发送功能；所述列控中心tcc的接口功能包括临时限速服务器tsrs发送给列控中心tcc的信息中新增股道停稳信息，列控中心tcc发送给联锁的信息新增股道停稳信息，向leu发送的信息新增特殊报文。4.根据权利要求3所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：所述临时限速服务器tsrs新增列车停稳后，延续进路可解锁信息发送给所述列控中心tcc功能。5.根据权利要求1所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：将车站到发线上的紧急防护距离与安全防护距离设置为完全重叠。6.根据权利要求1所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：所述防护区段的解锁是所述车站到发线的出站信号机外方防护区段，当列车停稳收到零速度传递信息，并输出最大常用制动、牵引切断、行车许可终点撤回至到发线出站信号机前方后，所述防护区段立即解锁。7.根据权利要求1所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：将列车的车载设备安全防护距离设为动态防护距离，所述动态防护距离是指，根据列车最近校正的位置与移动授权间的剩余距离动态调整的安全防护距离。8.根据权利要求1所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：对列车的车载atp进行优化，使所述车载atp新增延续进路特殊报文包处理功能；新增获得延续进路特殊报文包后使用其信息进行行车许可终点位置调整功能；新增停车后延续进路特殊报文包删除功能；新增停车后与车辆之间的牵引切除接口功能；新增列车停稳后，向tsrs发送延续进路可解锁信息。9.根据权利要求1所述的一种采用ctcs2及ato列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，其特征在于：所述站台的长度根据远期列车编组长度以及列控系统停车的控制距离设计。

技术总结
本发明涉及一种采用CTCS2及ATO列控系统缩短车站到发线有效长度的方法，将车站到发线的防护区段外移，令出站信号机内方至反向出站信号机道岔设为延续进路区段作为防护区段，在车站到发线股道于站台范围内设置应答器组，所述应答器组距所述站台的端头位置大于等于0m，所述应答器组之间的距离为5m，所述应答器组距离所述出站信号机距离不小于15m，所述出站信号机距警冲标距离不小于5m。本发明的优点是：在保证行车安全和运行效率的前提下，减小车站规模，降低工程建设投资，保证了建设工期质量，具有很大的理论和实践价值，并可获得良好的经济效益和社会效益。济效益和社会效益。济效益和社会效益。


技术研发人员：刘智平 刘洋 赵博
受保护的技术使用者：中铁上海设计院集团有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/1/5