CBTC与ETCS1系统共线运营列车移动授权分析

CBTC与ETCS1系统共线运营列车移动授权分析

郝鹏刚

郝鹏刚中铁第五勘察设计院集团有限公司，助理工程师,北京,100026

摘要：基于CBTC和ETCS1系统列车共线运营，在控制中心满足追踪间隔的前提下，针对CBTC和ETCS1系统列车共线运营模式下两种列车移动授权问题进行分析，提出解决方法以供参考。

关键词：移动闭塞系统；CBTC；ETCS1；共线运营；移动授权；OCC

1概述

移动闭塞系统（CBTC）的特点是利用无线通信媒体代替轨道电路媒体实现列车和地面设备的双向通信，传输信息量大，传输速度快，大量减少区间敷设电缆，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制。

移动授权(MA)是指列车按照给定的运行方向被授权进入和通过一个特定的轨道区段。移动授权在每一个通信周期前由区域控制器(ZC)签发和监督。车载控制器(CC)执行移动授权，以维持安全的列车间隔，并通过联锁提供防护。

在地理位置所限或一些特殊地段，地铁列车和客货运营列车需要共线运营，在此情况下，线路需要给地铁和客货列车排出进路，这就需要运营控制中心为两种模式下的列车排出进路，给予授权，并且满足列车追踪间隔要求，此时，移动授权就显得尤为重要，在保证安全的前提下，同时为两种模式下的列车排好最有效的进路，提高运营效率。

2共线运营模式系统

此系统由CBTC与E1（ETCS1）系统接口部分、CBTC自身系统部分、ETCS1自身系统部分及CBTC与ETCS1共线运营模式系统部分构成。

2.1CBTC系统与E1(ETCS1)系统接口

CBTC-TMS、ETCS1-TMS、局控WSs(工作台)_及联锁通过F.O连至同一网络，它们共享一个存储信号信息的关键数据库，因此，CBTC-TMS和ETCS1-TMS之间带有逻辑关系并有信息转移。CBTC和ETCS1列车之间的移动授权通过CBTC-TMS和ETCS1-TMS工作台显示。

主要功能和接口：（1）进路人工设置和控制；（2）实时列车情况显示；（3）列车时刻表系统；（4）进路自动设置；（5）自动操作；（6）列车通告牌和运行；（7）信号报警管理；（8）事件记录；（9）EBI屏控制运行设施。

通过这些接口，保证了列车信息的实时共享和对列车的实时监控以及移动授权安全地对列车进行控制。

2.2CBTC系统

CBTC自身系统主要由ATP(列车自动防护)、ATO（列车自动运行）、ATS（列车自动监控）、联锁系统构成，其系统结构见图1。

图1CBTC系统基本结构

2.3ETCS1系统

ETCS1系统主要由EBI（联锁型号）屏服务器、局部控制室、计算机联锁及室外设备构成，其结构见图2。

图2ETCS1系统结构

2.4CBTC与ETCS1共线运营模式系统方案

基于以上CBTC和ETCS1系统方案，在共线运营模式下，可使用图3方案完成共线运营模式下移动授权。此方案中，由CBTC系统的区域ATP和ETCS1系统计算机联锁进行相互间的信息传输，EBI屏为两者操作员共用。

图3CBTC与ETCS1共线运营模式系统方案

3移动授权过程

3.1CBTC列车移动授权

当线路只运行CBTC列车时，移动授权过程的表现形式是一段带有运行许可方向的轨道线路，由联锁系统提供防护。其中ZC（区域控制器）作为CBTC轨旁安全处理的重要部件，负责移动授权的分配和监督，根据地面传输的信息，为控制区域内的列车分配移动授权，并及时通过DCS（通信分配系统）系统发送给VOBC（车载控制器），从而控制列车。

3.2ETCS1列车运行过程

在ETCS1运营模式下，所有运行需要的信息通过应答器传给列车，一些信息通过沿线一定距离设置的传统灯光信号直接传给司机，一些定义为“被控的”应答器（有源应答器），通过对象控制器和联锁与信号系统接口，以便其传输的信息反映信号系统的状态。其他称为“固定”应答器（无源应答器）的被预先设定程序，一直给已配置的通过列车发送某些数据。

信息通过驾驶室安装的MMI（人机接口）传达给驾驶员，如果列车运行过快或与联锁命令不一致的时候，车载子系统在一些情况下可以控制和减缓速度。车载子系统在ETCS1模式下运行时不要求传输信息给轨旁设施，应答器设置在信号机和各种其他设施相邻或越过的位置，也可在ETCS1转换临界点。

3.3CBTC与ETCS1共线运营模式移动授权过程

在此情况下，建立管理列车运行的联锁间的通过授权顺序，来控制双方向的列车运行，此项操作可通过局部操作设备或OCC远程方式实现。过程如下：

（1）当CBTC列车需要通过前方区段时，CBTC线路操作员发送通过授权序列请求给ETCS1联锁，此请求在列车所在车站发出通告并局部限制ETCS1列车继续运行，ETCS1操作员授权操纵并开放信号，此信号允许CBTC列车前行。

（2）同样，ETCS1列车要通过前方区段也是相似的过程，在此情况下，ETCS1操作员发起请求序列。

ETCS1和CBTC操作员位置都必须有通过车站的整体视图以便能看到操作。因而受影响的联锁通过网络允许两种列车的运行。两者关系见表1。

表1ETCS1与CBTC授权关系表

4共线运营模式的操作

RATP（区域ATP）和联锁系统共同保证各种类型列车的安全，由线路控制器请求、联锁系统设置列车进路。共有两种进路：（1）列车通过后自动取消进路；（2）当短进路一直开放到被线路控制器取消。

当进路设置为短进路，RATP将应用移动闭塞来操作运行，并允许超过1辆的CBTC列车进入闭塞区段，非CBTC列车必须遵循灯光信号。

闭塞区段占用由轨道电路和计轴检测，此数据通过对象控制器系统发送到联锁计算机，联锁计算机将闭塞区段占用状态转发给RATP。如果联锁设置短进路，描述一个闭塞区段占用，RATP知道进路里有一辆通信CBTC列车，RATP可允许下趟列车移动授权以一路延伸到前方列车实际占用的后方。另一方面，RATP未看到占用闭塞区段CBTC列车，它将把闭塞临界作为冲突点并延伸移动授权到闭塞临界点。当RATP决定在一个占用闭塞设置一个移动闭塞移动授权，它将发送请求给联锁设置光信号显示为绿灯。图4为共线运营时3种情况下的示意图。

图4不同列车间隔情况

5结束语

移动授权是CBTC系统的核心功能之一，具有SIL4级别的安全完整性。共线运营模式中的移动授权问题是该功能的难点。通过描述共线运营模式中移动授权的相关问题和系统方案，建立该过程需要的一套操作规则，解决共线运营模式中的难点问题，对提高共线运营系统的安全性和运营效率具有一定的现实意义。

参考文献

［1］GB50157—2003地铁设计规范[S]

［2］EN50123-5：1997铁路应用地面装置直流开关设备[S]

［3］BTRCS-CR3-R-08TrafficManagementSystem

［4］BTRCS-CR3-R-24Axlecountersystem:TunnelArea

［5］BTRCS-CR3-R-07.1CBTC:WaysideHWdescription