CTC在自动站间闭塞中触发发车进路失败问题探讨

罗志刚

（中铁上海设计院集团有限公司，上海 200070）

1 概述

为提高时速160 km单线客货混运铁路的行车指挥效率，减少行车人员配置，其行车指挥往往采用调度集中（Centralized Traffic Control, CTC）系统。根据《调度集中系统技术条件》（TB/T 3471-2016）对实施调度集中的要求，其必要条件之一是区间具备自动闭塞或自动站间闭塞[1]。而在单线铁路中，因其行车密度较低，往往使用自动站间闭塞。

在《铁路闭塞 第2部分：自动站间闭塞技术条件》（TB/T 1567.2-2019）中，对自动站间闭塞的定义为：“随着发车进路的建立自动构成站间闭塞状态，列车凭出站信号显示进入发车进路及区间，待列车出清区间后自动解除闭塞的闭塞方式”[2]。其中自动站间闭塞的站间联系电路可采用半自动闭塞电路作为控制电路并保留半自动闭塞功能或自动闭塞方向电路实现[3]。

本文针对采用64D半自动闭塞电路作为控制电路并保留半自动闭塞功能，计轴设备作为区间轨道占用检查装置来实现自动站间闭塞系统的线路，分析CTC系统在闭塞灯灭灯后立即办理发车进路时，出站信号机无法正常开放的问题。

2 问题描述

2.1 现场现象

阜六铁路为单线铁路，闭塞制式采用基于64D半自动闭塞电路及计轴的自动站间闭塞，行车指挥系统采用CTC系统。调度员发现列车通过冯井站时，通过进路的出站信号无法开放。通过回看调监相关信息发现，在触发冯井站通过进路时，冯井站至吴集站区间有车占用，不满足发车进路触发条件，所以需等到满足发车进路触发条件；满足触发条件后，发车进路触发并向联锁发送进路排列命令，此时联锁排列出站进路，但出站信号无法开放。

2.2 过程描述

甲站与乙站间闭塞空闲时，甲站向乙站发车，A车列驶出后，两站间的区间闭塞占用，甲站、乙站区间占用表示灯均点亮（红灯），甲站发车指示灯、乙站接车指示灯亮红灯。如图1所示。

图1 前车发车过程Fig.1 Departure process of front train

当前车A驶出区间，甲站为后车B办理通过进路，因区间闭塞占用灯依旧点亮，表示两站间的闭塞未复原，此时仅能办理接车进路，无法办理发车进路。如图2所示。

图2 后车接车进路办理Fig.2 Setting of the receiving route for the following train

当前车A出清乙站站内第一轨道区段时，闭塞开始自动办理复原；复原后，甲、乙站区间闭塞空闲灯点亮（白灯）；此时甲站CTC收到闭塞空闲信息后，立即向联锁发送办理由IIG向S口的发车进路命令，但此时进路锁闭后出站信号机无法正常开放。如图3所示。

图3 后车发车进路办理Fig.3 Setting of the departure route for the following train

3 原因分析

3.1 CTC系统分析

《调度集中系统技术条件》（TB/T 3471-2016）第8.2.2.14条b款规定“发车进路自动触发时需检查闭塞办理条件是否满足发车条件”。而CTC接收的闭塞办理条件是依据计算机联锁系统传输的有关信息，故需要进一步分析CTC与计算机联锁接口通信协议。

3.2 CTC与计算机联锁接口通信协议分析

根据《调度集中车站自律机与计算机联锁接口通信协议》（运基信号[2006]312号）相关规定：站场表示信息是由计算机联锁系统发送给车站自律机的表示数据，包括与本问题有关的数据仅有区间状态（占用、锁闭及空闲状态）和表示灯状态（区间闭塞结合电路中的表示灯状态）；控制命令是自律机向计算机联锁系统发送进路控制命令的唯一方法，包括命令类型和命令按钮序列以及按钮状态[4]。

根据以上接口协议要求，现有的CTC软件设计对于闭塞状态的检查条件与计算机联锁系统一致，且与相关技术条件规定的采集内容相符：通过半自动闭塞的发车表示灯状态（由灭灯→U→L→H→灭灯）推断闭塞由占用到空闲，从而判断闭塞办理条件是否满足发车条件。

3.3 计算机联锁与自动站间闭塞结合电路技术条件分析

《铁路车站计算机联锁技术条件》（TB/T 3027-2015）第6.6条规定“与自动站间闭塞的结合应符合TB/T 2668-2004的3.1的规定”，《铁路自动站间闭塞技术条件》（TB/T 2668-2004）中第3.1.2条规定“当发车站办理发车进路时，站间自动构成闭塞状态”，第3.1.3条规定“出站信号机开放，应连续检查闭塞状态正确及区间空闲”[5]。

从现象“发车表示灯状态信息灭灯”分析，此时闭塞已空闲，但联锁无法开放出站信号机，说明站间闭塞状态不正确，不满足TB/T 2668-2004的第3.1.3条规定。

3.4 64D半自动闭塞电路特性分析

由前述计算机联锁与自动站间闭塞系统结合的相关规范分析可以得知，计算机联锁与自动站间闭塞结合设计满足技术条件，计算机联锁与CTC判定区间空闲及闭塞复原逻辑一致。故需分析在自动站间闭塞系统中，采用64D半自动闭塞电路作为控制电路的原理，以判定是否可以仅仅根据发车表示灯灭灯来判定区间空闲且闭塞复原。

通过对现有64D半自动闭塞电路的逻辑、时序进行分析，发现其固有特性是：当前车（A车）出发，发车站（甲站）闭塞继电器BSJ落下，发车表示灯FBD亮红灯，如图4中红粗实线所示；A车到达接车站（乙站）后，发车站（甲站）接收到接车站（乙站）的复原脉冲“-”信号后，复原继电器FUJ吸起，控制BSJ吸起，发车表示灯FBD灭灯[6]。

图4 控制台表示灯电路Fig.4 Circuit of console indicator

而此时，因接车站（乙站）负电继电器FDJ存在缓放时间，致使发车站（甲站）64D半自动闭塞电路中的负线路继电器FXJ不能立即复原（恢复至定位）。FDJ缓放时间大约2.5～6 s。在这段时间内办理发车进路，电路将不能完成闭塞自动办理。其电路如图5所示。

图5 信号发送器电路Fig.5 Circuit diagram of signal transmitter

对于由计算机联锁软件实现64D电路逻辑的情况，计算机联锁软件依然按现有64D继电电路特性进行设计，同样存在此问题[7]。

3.5 原因分析总结

综上所述，本文描述问题发生的原因为：当A车到达乙站，甲站接收到乙站的复原脉冲“-”信息后，计算机联锁按64D半自动闭塞电路原理确认闭塞已复原，驱动甲站的发车表示灯灭灯，并将其状态发送给CTC。CTC立即向联锁发送B车的发车进路控制命令，联锁立即执行，这两个立即执行的时间远小于6 s，而此时并不满足出站信号机开放的条件“闭塞正确及区间空闲”，故甲站的出站信号机无法正常开放，B车无法正常发车。

4 解决方案

与本文描述问题有关的CTC、计算机联锁、64D半自动闭塞电路、计轴设备，结合电路均满足现行规范、标准，此问题不适用于“谁错谁改”的处理方法，需要客观分析。

经以上分析，解决该问题可以采取以下方案。

方案一：调整CTC触发进路时机

该方案需修改CTC软件，触发时机在闭塞办理条件满足发车条件后，考虑64D半自动闭塞电路相关继电器状态恢复时间。此修改不影响既有CTC判断逻辑，仅增加在满足原触发进路时机后，相应延时一定时间。

方案二：计算机联锁与调度集中接口协议修改

该方案需修改计算机联锁与调度集中接口协议，协议中增加64D半自动闭塞电路相关继电器状态信息。此信息作为调度集中判定自动站间闭塞办理条件是否满足发车条件。

方案三：修改64D半自动闭塞电路

该方案需将64D半自动闭塞电路相关继电器状态信息纳入闭塞空闲检查（闭塞灯灭灯）条件。

方案四：站间联系电路改为自动闭塞方向电路

该方案将站间联系电路由64D半自动闭塞电路改为自动闭塞方向电路实现。

由于64D半自动闭塞电路中具有极强的逻辑及时序关系[8]，方案三需修改64D半自动闭塞电路定型图，需经相关部门重新审查并修订；方案二需同时修改计算机联锁与CTC软件，同时CTC软件需修改判断逻辑，改动较大；方案四解决了64D半自动闭塞电路带来的时序问题，但相比较缺少了后备半自动闭塞功能，且对既有线而言，需拆除既有64D半自动闭塞设备的同时，对CTC、联锁软件进行修改，投资较大。

综合以上因素，本文推荐采用方案一，即调整CTC触发进路时机。修改CTC软件在闭塞办理条件满足发车条件后，经过10 s（经测试后最终确定具体时间）延时，再发送后车的发车进路控制命令给计算机联锁。该方案既不违反现行规范、标准，又能安全解决目前存在的问题，只是对运输效率有几秒时间的影响，在单线自动站间闭塞铁路中应属可接受范围。

该方案经路局组织专家审查及报上级审批，在宁启铁路南通至启东段工程中使用，目前运行情况良好，未再发生本文所述问题，为行车指挥、闭塞系统相同的线路工程提供借鉴；同时为基于64D半自动闭塞电路改造而来的自动站间闭塞控制电路，提供了改进方向。