城際鐵路運(yùn)營特點(diǎn)及列車運(yùn)行控制系統(tǒng)功能定位研究

石先明，習(xí) 博

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢 430063)

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快、人民生活水平的逐步提高，對運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高，如便捷化、公交化、舒適性等。城際鐵路(或城際軌道交通，下同)作為區(qū)域性城市之間或市域內(nèi)的快速客運(yùn)專用交通工具，將大大縮短城市之間的時(shí)空距離、減少人們的出行時(shí)間、改善乘客的出行質(zhì)量。根據(jù)我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，將在京津冀環(huán)渤海地區(qū)、長江三角洲、珠江三角洲、武漢城市圈、長株潭、成渝以及中原城市群、關(guān)中城鎮(zhèn)群、海峽西岸城鎮(zhèn)群等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和人口稠密地區(qū)建設(shè)城際鐵路，覆蓋區(qū)域內(nèi)主要城鎮(zhèn)。總里程估算1萬km左右。因此，城際鐵路在我國有著非常廣闊的發(fā)展前景。目前，國內(nèi)已經(jīng)建成了京津、滬寧、滬杭、昌九、廣珠、成灌等城際鐵路，還有一大批城際鐵路正在建設(shè)中。

城際鐵路主要服務(wù)于區(qū)域內(nèi)2個(gè)或多個(gè)城市間的客流，以及中心城市與其周邊衛(wèi)星城鎮(zhèn)或郊區(qū)的客流，其服務(wù)對象和運(yùn)營模式既不同于城市軌道交通，也不完全等同于長途客運(yùn)專線，是一種介于城市軌道交通和長途客運(yùn)專線之間的特殊軌道交通模式。由于我國城際鐵路起步時(shí)間不長，目前尚未建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但其發(fā)展勢頭迅猛，導(dǎo)致城際鐵路的建設(shè)出現(xiàn)了多種不同的技術(shù)方案。有采用城市軌道交通形式的，如廣州到佛山城際軌道交通，車站間距較密(平均站間距約1.5 km)，列車速度較低(80～120 km/h);也有采用國鐵客運(yùn)專線形式的，如廣珠城際鐵路，其車站間距10 km左右，列車速度200 km/h;也有設(shè)計(jì)速度更高的，如已開通的京津城際、滬寧城際，列車速度達(dá)到350 km/h，平均站間距分別為30 km、10 km左右。

隨著珠三角城際鐵路網(wǎng)回歸鐵道部主導(dǎo)，其較為清晰的運(yùn)營模式和功能需求為我國建立一套完整的城際鐵路技術(shù)規(guī)范創(chuàng)造了條件。本文將主要以珠三角城際鐵路為例，探討我國城際鐵路運(yùn)營特點(diǎn)及列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的功能定位。

1 城際鐵路運(yùn)營特點(diǎn)

根據(jù)珠三角地區(qū)城際軌道交通規(guī)劃及其總體實(shí)施方案，以及滬寧城際的運(yùn)營實(shí)踐，可以分析歸納出城際鐵路將呈現(xiàn)如下運(yùn)營特點(diǎn)。

(1)線路長度較短，車站布置密集，以服務(wù)短途旅客為主

城際鐵路主要針對1～2 h城市圈，因此它的正線長度(端對端)一般不會太長，如珠三角地區(qū)多數(shù)城際鐵路正線長度為100 km左右。

城際鐵路承擔(dān)城市之間及市域內(nèi)沿線城鎮(zhèn)之間的客流，以短途旅客運(yùn)輸為主。為了吸引客流，同時(shí)方便乘客出行，車站設(shè)置密度將介于長途客運(yùn)專線與城市軌道交通之間，站間距離一般在3～10 km。

(2)無配線車站多、地下及高架站多

城際鐵路為了吸引客流，車站大多要深入到城市(城鎮(zhèn))的人口稠密區(qū)，為了減少對城市(城鎮(zhèn))土地占用等方面的影響，城際鐵路將采用地下站或高架站形式，除一些大站有到發(fā)線股道以外，許多小站將類似于城市軌道交通，不設(shè)配線。

(3)高峰時(shí)段或時(shí)期客流量大，短途客流尤甚

城際鐵路因大大縮短了時(shí)空距離，同城化效應(yīng)明顯，將激發(fā)人們的外出活動范圍和活動頻度，異地上下班、購物、商務(wù)、訪友、旅游等客流所占比重很大。這些客流具有行程距離短、上下車頻繁等特點(diǎn)，尤其在上下班高峰時(shí)段或節(jié)假日時(shí)期，乘客流量會急劇上升，導(dǎo)致在一定時(shí)段內(nèi)乘客流量驟增。

(4)高速度、高密度、小編組運(yùn)營

城際鐵路要縮短城市間時(shí)空距離，實(shí)現(xiàn)出行的快捷、便利，必須具備速度優(yōu)勢。目前國內(nèi)城際鐵路一般按列車最高運(yùn)行速度200 km/h考慮，對于停站較多的列車，可以選用最高運(yùn)行速度80～140 km/h的中低速動車組。因此，城際鐵路一般有兩種速度等級的動車組列車混合共線運(yùn)行，高速度等級的列車只在個(gè)別大站?？?，或直達(dá)終點(diǎn)站。

為了減少車站乘客的聚集人數(shù)、縮短乘客的候車時(shí)間，滿足短時(shí)間內(nèi)大量乘客運(yùn)輸?shù)男枰?，城際鐵路必須采用小編組、高密度的運(yùn)營方案(與長途客運(yùn)專線相比)。如采用8列編組的動車組，列車運(yùn)行間隔時(shí)間3 min左右(接近城市軌道交通的水平)。

(5)公交化運(yùn)營，乘客站臺候車

鐵路過去通常都采用旅客在候車室候車，待列車到達(dá)后，旅客才開始上車。而城際鐵路為了滿足高峰客流、高行車密度的需求，必須嚴(yán)格控制并壓縮車站(特別是無配線車站)的停車時(shí)間(如30s～1 min以內(nèi))，因此有必要采用公交化、站臺候車方式，另外，列車應(yīng)采用多車門、寬車門方式，以減少乘客上下車時(shí)間，提高運(yùn)輸效率。

為了適應(yīng)公交化運(yùn)營，站站停等慢車的車票宜采用城市軌道交通方式，無車次號、無席位號，隨到隨走。

(6)減員增效，車上少設(shè)列車員或不設(shè)列車員

目前，我國高鐵開行的動車組不再是每節(jié)車廂都配有列車員，因此，車上少配列車員甚至不配列車員將是一種趨勢，車門開關(guān)將由司機(jī)或設(shè)備控制。而打開列車的哪一側(cè)車門及其開門時(shí)機(jī)直接關(guān)系到旅客的人身安全，如果列車未完全進(jìn)入站臺時(shí)打開車門，或者錯誤打開非站臺側(cè)車門，極有可能出現(xiàn)乘客墜軌事故。另外，開關(guān)車門的時(shí)機(jī)、開門時(shí)間長短也直接影響運(yùn)輸效率。因此，城際鐵路有必要實(shí)現(xiàn)車門的安全控制。

(7)站臺配備屏蔽門/安全門設(shè)施，保護(hù)旅客人身安全

采用公交化、站臺候車方式會導(dǎo)致大量乘客在站臺上聚集。如果乘客慌亂擁擠，也極有可能出現(xiàn)人員墜軌事故。另外，城際鐵路列車運(yùn)行速度高(如200 km/h)，不停站通過的高速列車經(jīng)過車站站臺時(shí)，其強(qiáng)大的氣流吸力也會危及站臺上乘客的人身安全。因此，城際鐵路有必要采用城市軌道交通方式，在高架站的站臺邊設(shè)置安全門，在地下站的站臺邊設(shè)置屏蔽門。

另外，地下站設(shè)置屏蔽門也是節(jié)能的需要。

站臺設(shè)置屏蔽門/安全門(以下統(tǒng)稱為站臺門)后，列車的精確對位停車和車門與站臺門的聯(lián)控就顯得尤為重要。

(8)與國鐵的互聯(lián)互通

城際鐵路是國鐵的重要組成部分，必須滿足互聯(lián)互通的基本要求。

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，城際鐵路的運(yùn)營特點(diǎn)其實(shí)更類似于城市軌道交通，只是速度更高一些，線路內(nèi)開行的列車類型復(fù)雜一些，線路間有互聯(lián)互通、跨線運(yùn)營等特殊要求而已。

2 城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)體系

由于城際鐵路是國鐵的重要組成部分，與長途客運(yùn)專線有互聯(lián)互通的基本要求，因此，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用國鐵客運(yùn)專線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，針對其特殊的運(yùn)營需求，需在該體系內(nèi)補(bǔ)充與發(fā)展。當(dāng)然，其發(fā)展可以借鑒城市軌道交通業(yè)已成熟的技術(shù)。

根據(jù)以上原則，城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)該采用CTCS技術(shù)體系，對于200 km/h及以下的城際鐵路，采用CTCS-2級列控系統(tǒng)。

但是，CTCS-2級列控系統(tǒng)只是一個(gè)列車超速防護(hù)系統(tǒng)(ATP)，只能起到防止列車超速、防止列車冒進(jìn)禁止信號的作用，沒有精確對位停車控制、車門安全控制、車門與站臺門聯(lián)控等功能，不能完全滿足城際鐵路運(yùn)營要求。而城市軌道交通ATC系統(tǒng)不但有ATP的完整功能，還能實(shí)現(xiàn)精確對位停車、車門控制、車門與站臺門聯(lián)控、自動駕駛、節(jié)能運(yùn)行等ATO功能。

因此，有必要研究城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加ATO功能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和總體技術(shù)方案。不過，首先應(yīng)分析研究城際鐵路需要在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加哪些ATO功能，也即城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的功能定位。

基于此，本文先分析研究城市軌道交通ATO的功能，然后結(jié)合城際鐵路的運(yùn)營特點(diǎn)分析研究城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的功能及其定位。

3 城市軌道交通ATO功能

城市軌道交通ATO子系統(tǒng)主要功能包括列車自動駕駛、列車運(yùn)行自動調(diào)整、節(jié)能運(yùn)行、車站停車管理、車站跳停、精確定位停車、列車車門及站臺門管理、列車自動折返。在ATP的保護(hù)下，根據(jù)調(diào)度指令實(shí)現(xiàn)列車的自動駕駛，自動完成對列車的啟動、加速、巡航、惰行和制動的控制，確保達(dá)到列車間隔運(yùn)行、旅行速度和節(jié)能等設(shè)計(jì)要求。

ATO子系統(tǒng)可以減輕司機(jī)的勞動強(qiáng)度，確保列車正點(diǎn)率，保證運(yùn)營指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提高旅客乘坐的舒適度。

(1)列車自動駕駛

列車在正線運(yùn)營過程中，司機(jī)僅需要按壓“ATO”按鈕發(fā)車，并監(jiān)督列車運(yùn)行。列車的區(qū)間運(yùn)行管理及停車管理完全由ATO子系統(tǒng)進(jìn)行保障。ATO自動駕駛列車的功能受限于ATP安全限制(移動授權(quán)、限速等)，車載ATO通過嚴(yán)密的計(jì)算原理生成出1條符合所有上述要求的運(yùn)行曲線。

在ATP設(shè)備保護(hù)下，ATO設(shè)備實(shí)現(xiàn)對列車運(yùn)行狀態(tài)的合理控制，自動實(shí)現(xiàn)列車啟動、加速及制動等基本自動駕駛功能，在列車運(yùn)行自動調(diào)整及節(jié)能運(yùn)行等功能的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)列車惰行、巡航等高級自動駕駛功能。

(2)列車運(yùn)行自動調(diào)整

在車站發(fā)車時(shí)，ATO按照時(shí)刻表自動從多個(gè)運(yùn)營模式曲線中選擇1條最匹配發(fā)車和到站時(shí)間要求的運(yùn)行曲線，自動調(diào)整列車的停站時(shí)間、行車時(shí)間，以盡量恢復(fù)到按時(shí)刻表運(yùn)營，同時(shí)最大程度地保證能源效率。這些運(yùn)行曲線包括全速運(yùn)行曲線、正常運(yùn)行曲線以及節(jié)能運(yùn)行曲線。同樣，如果安全限制狀態(tài)更新或外部條件發(fā)生改變，ATO也會調(diào)整相應(yīng)的運(yùn)行策略。

(3)節(jié)能運(yùn)行

在列車自動駕駛功能的基礎(chǔ)上，在滿足時(shí)刻表運(yùn)營要求的前提下，ATO子系統(tǒng)通過調(diào)整區(qū)間運(yùn)營速度，增加乘客的舒適度，在考慮坡度和曲線對加速度和制動的影響后，可以自動計(jì)算出能源優(yōu)化的行車曲線，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。對于速度限制區(qū)段和停車點(diǎn)，優(yōu)先使用惰行，而根據(jù)速度曲線適度使用巡航。如果此曲線使列車提前到達(dá)下一個(gè)停車點(diǎn)，那么惰行的起始點(diǎn)轉(zhuǎn)移到較早時(shí)間，在朝著停車點(diǎn)達(dá)到制動曲線前，引入一段時(shí)間的附加低速巡航。

能量優(yōu)化曲線將與車載ATO使用的安全相關(guān)速度曲線連續(xù)比較。如果曲線不同，從當(dāng)前位置到下一個(gè)停車點(diǎn)的曲線將根據(jù)安全相關(guān)速度曲線來計(jì)算。

如果沒有時(shí)刻表信息或不可用，也可以使用每個(gè)站間運(yùn)行的缺省值進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行控制。

(4)車站停車管理

車載DMI屏幕上將根據(jù)發(fā)車時(shí)間顯示停車倒計(jì)時(shí)。ATO按照實(shí)際到站時(shí)間和要求的發(fā)車時(shí)間計(jì)算停車時(shí)間，如果停車時(shí)間小于最小的預(yù)定義值，則采用最小預(yù)定值。本功能主要協(xié)助司機(jī)正點(diǎn)啟動列車，保證時(shí)刻表兌現(xiàn)率。如果車站受車站扣車的影響，將使列車不確定時(shí)間地停留，直至車站解除扣車狀態(tài)。

(5)車站跳停

跳停操作能夠使車輛在ATO控制下跳過下一車站停車。車載信號設(shè)備在當(dāng)前站或更早時(shí)候接受跳停請求之后，在DMI屏幕上顯示一個(gè)跳停圖標(biāo)，用來通知司機(jī)，并通過廣播系統(tǒng)通知乘客。

(6)精確定位停車

在列車進(jìn)站停車過程中，ATO采用一次性制動(連續(xù)制動曲線)至目標(biāo)停車點(diǎn)的“打靶式”停站方式，使列車能以高速進(jìn)站，減少了列車進(jìn)站時(shí)間，從而縮短全線旅行時(shí)間，提高全線平均旅行速度。

為了使車門與站臺門精確對位，或?qū)⑵羁刂圃谠试S范圍內(nèi)，需要ATO采用相應(yīng)的停車策略確保停車精度。ATO的精確停車策略對所采用的制動等級以及相應(yīng)制動起點(diǎn)和速度曲線進(jìn)行定義。ATO密切監(jiān)控列車對ATO控制命令的反應(yīng)，并盡可能調(diào)整控制以符合停車曲線，并盡量減小制動產(chǎn)生的沖擊，保證乘客舒適度。如果ATP在停車過程中給出一個(gè)安全限制點(diǎn)，ATO將立刻做出反應(yīng)并修改運(yùn)行控制曲線，或在緊急情況下觸發(fā)緊急制動。

(7)列車車門、站臺門管理

ATO、ATP均涉及本功能，車門授權(quán)管理(包括開關(guān)列車的左側(cè)或右側(cè)車門)由ATP保障，即ATO僅實(shí)現(xiàn)開/關(guān)車門的動作，動作時(shí)機(jī)及安全性由ATP管理。車門可通過ATO的請求指令自動打開，也可由司機(jī)人工打開。自動開關(guān)車門只能在ATO模式下進(jìn)行。關(guān)閉車門時(shí)，或者由ATO自動操作，或者由司機(jī)通過按下“關(guān)門”按鈕進(jìn)行人工操作。

在車門與站臺門聯(lián)動控制時(shí)，應(yīng)有安全可靠的車地通信。車輛系統(tǒng)、站臺門系統(tǒng)、信號聯(lián)鎖系統(tǒng)、ATP/ATO系統(tǒng)站間應(yīng)有聯(lián)控。

列車未停穩(wěn)，不允許打開列車車門和站臺門。

列車未停在規(guī)定位置，不允許打開車門和站臺門。

車門與站臺門按一定時(shí)序同步開關(guān)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動控制。

車門和站臺門未關(guān)閉時(shí)，不允許發(fā)車。

列車在進(jìn)站前，信號系統(tǒng)應(yīng)檢查站臺門在關(guān)閉狀態(tài)，才能開放進(jìn)站信號;之后，如果站臺門被錯誤打開，則信號系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)站信號，阻止列車進(jìn)入站臺。當(dāng)列車在站臺區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)，而且列車還沒離開站臺區(qū)域，如站臺門被錯誤打開，則信號系統(tǒng)關(guān)閉相應(yīng)出站信號，列車立即停車。

在司機(jī)室給出列車停穩(wěn)和允許開門表示信息，在車站管理室給出有關(guān)的顯示及操作界面。

系統(tǒng)能根據(jù)不同車型，向站臺門機(jī)電控制系統(tǒng)提供相應(yīng)的控制信息。

在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，列車司機(jī)或機(jī)械師可解除系統(tǒng)聯(lián)動控制;也可以通過地面設(shè)備解除聯(lián)動控制，并給司機(jī)提供顯示信息。

系統(tǒng)不應(yīng)改變車門和站臺門控制系統(tǒng)自有的應(yīng)急控制方式。

(8)列車自動折返

當(dāng)列車到達(dá)規(guī)定折返區(qū)域的站臺時(shí)，聯(lián)鎖設(shè)備設(shè)置折返區(qū)域進(jìn)路，進(jìn)路設(shè)置完成后，列車將收到折返命令，提示折返進(jìn)路已經(jīng)辦理完成。折返動作由人工通過不同方式觸發(fā)，ATO控制完成整個(gè)過程。當(dāng)列車在某一自動折返區(qū)域(折返軌)停車時(shí)，ATO將自動執(zhí)行“換端”操作，即調(diào)換頭尾車控制端。根據(jù)折返方式的不同，列車自動折返又分為:在ATP監(jiān)督下的人工折返模式、ATO人工折返模式、ATO無人折返模式。

4 城際鐵路ATO功能需求分析

針對城市軌道交通ATO系統(tǒng)的上述功能，下面逐一分析這些功能在城際鐵路中的必要性和可實(shí)施性。當(dāng)然，采取的技術(shù)措施應(yīng)盡可能在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上去實(shí)現(xiàn)。

(1)列車自動駕駛

珠三角城際鐵路最高運(yùn)行速度為200 km/h，線路長度在100 km左右，站間距較近(3～10 km)，站停時(shí)間為30～50 s，列車運(yùn)行間隔3 min，且客流量與城市軌道交通接近。特別是站站停列車，頻繁的啟動、加速、制動、停車等操作，同時(shí)還要求準(zhǔn)點(diǎn)、貼線運(yùn)行，給司機(jī)造成了很大的精神壓力，因此采用列車自動駕駛功能(包括列車啟動、加速及制動等基本自動駕駛功能和惰行、巡航等高級自動駕駛功能)是非常有必要的，它一方面可以大大降低司機(jī)勞動強(qiáng)度，另一方面還可以提高運(yùn)營服務(wù)水平。

要實(shí)現(xiàn)該功能，可以在CTCS-2級列控系統(tǒng)地面應(yīng)答器組內(nèi)增加相關(guān)線路數(shù)據(jù)(包括站臺)報(bào)文，對車載CTCS-2設(shè)備進(jìn)行改造，增加ATO車載設(shè)備。改造工作量不大。

(2)列車運(yùn)行自動調(diào)整和節(jié)能運(yùn)行

為了實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行自動調(diào)整和節(jié)能運(yùn)行，ATO車載設(shè)備除了需要獲得線路數(shù)據(jù)等固定信息(可以從ATP和自動駕駛子系統(tǒng)的輸入信息中選取)以外，還需要列車到達(dá)和出發(fā)的時(shí)刻表信息。最理想方案是列車通過車地通信，全程、及時(shí)獲取CTC下達(dá)的最新時(shí)刻表信息。但由于城際鐵路站間距一般較小，列車站間運(yùn)行時(shí)間很短，因此這種理想方案實(shí)際意義不太大。工程建設(shè)時(shí)，只需在車站范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)車地通信即可。ATO車載設(shè)備在列車進(jìn)站、出站時(shí)接收最新時(shí)刻表信息，控制列車在以后區(qū)段(或下一站間)按該時(shí)刻表運(yùn)行。

要實(shí)現(xiàn)該功能，可以通過進(jìn)站、出站等處的地面有源應(yīng)答器等車地通信設(shè)備提供最新時(shí)刻表信息。

如果沿線地面均不提供時(shí)刻表信息，車載ATO也可按列車出動車段(所、場)時(shí)獲得的計(jì)劃(固定)時(shí)刻表信息(或固化在系統(tǒng)中默認(rèn)時(shí)刻表信息)控車。

(3)車站停車和跳停管理

ATO按照實(shí)際到站時(shí)間和要求發(fā)車時(shí)間計(jì)算車站停車時(shí)間，停站時(shí)間從列車到達(dá)(列車停穩(wěn))站臺停車點(diǎn)開始計(jì)起，若停站時(shí)間小于預(yù)設(shè)時(shí)間，則在預(yù)設(shè)時(shí)間結(jié)束后發(fā)車。

車站跳停功能可以采用人工控制方式。該功能在城際鐵路中有無必要，還有待觀察。

(4)精確定位停車

為了保證列車進(jìn)站停車時(shí)車門對準(zhǔn)站臺門，必須要求列車站內(nèi)精確定位停車。由于城際鐵路站間距離較短，站間運(yùn)行時(shí)間很短，站站停等慢車將頻繁進(jìn)站停車，單靠司機(jī)人工控制精確定位停車是非常困難的，如果車門與站臺門對位不當(dāng)，將嚴(yán)重影響服務(wù)質(zhì)量，因此，列車進(jìn)站精確定位停車是非常必要的，也是城際鐵路ATO系統(tǒng)的最基本功能。

為了實(shí)現(xiàn)精確定位停車，車站股道內(nèi)可適當(dāng)增加應(yīng)答器布置，改善ATP(CTCS-2)的測距精度，提高停車點(diǎn)的控制精度。

(5)列車車門管理

為了確保車上乘客下車的人身安全，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)具有車門監(jiān)控功能，ATP/ATO系統(tǒng)應(yīng)與車輛系統(tǒng)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)車門安全控制。這也是城際鐵路的基本運(yùn)營需求。

CTCS-2級列控系統(tǒng)(ATP)應(yīng)增加列車車門授權(quán)管理功能:監(jiān)督列車車門開關(guān)狀態(tài);決定開關(guān)列車的哪一側(cè)(左側(cè)、右側(cè))車門;當(dāng)列車未停穩(wěn)或未停在規(guī)定位置時(shí)，不允許給出打開列車車門的信號;車門未關(guān)閉時(shí)，不允許發(fā)車。

列車車門在ATP的安全監(jiān)控之下，可通過ATO的請求指令自動打開，或由司機(jī)人工打開。

(6)列車車門與站臺門聯(lián)動管理

列車車門可通過ATO的請求指令自動打開，或由司機(jī)人工打開。站臺門同樣也可通過ATO的請求指令自動打開，或由站務(wù)人員(或司機(jī))人工打開。

在列車車門安全控制的前提下，車門與站臺門的聯(lián)動管理可以有如下2種實(shí)現(xiàn)方案。

方案一:車門、站臺門分別由司機(jī)、站務(wù)人員人工控制，車門與站臺門的開關(guān)不互傳聯(lián)鎖條件。該方式信號系統(tǒng)最為簡單，不需考慮專門的車地雙向通信設(shè)備。其缺點(diǎn)是運(yùn)營效率較低，且需要配站務(wù)人員。

方案二:車門、站臺門既可以由ATO系統(tǒng)聯(lián)動控制，也可以由人工控制，車門、站臺門的開關(guān)通過車地通信系統(tǒng)互傳聯(lián)鎖條件，隔離模式下，完全由人工控制。一旦列車沒有停在規(guī)定的地點(diǎn)或沒有停穩(wěn)，即使司機(jī)或站務(wù)人員按壓開門按鈕，也不允許車門或站臺門被打開。該方案的缺點(diǎn)是信號系統(tǒng)復(fù)雜，需要新增車地通信系統(tǒng)和相關(guān)的接口。一種可行的技術(shù)方案是，將目前城市軌道交通非常成熟的列車車門與站臺門聯(lián)動控制系統(tǒng)(含車地通信系統(tǒng))移植過來，并與CTCS-2級列控系統(tǒng)對接。

(7)列車自動折返

列車自動折返功能要求車輛系統(tǒng)具備自動切換牽引端的功能，目前國內(nèi)CRH系列動車組均沒有此功能，國鐵也從未有自動折返作業(yè)需求，因此，城際鐵路可暫不考慮自動折返功能。一旦將來有此需求，而且車輛系統(tǒng)也具備了自動切換牽引端的功能，信號系統(tǒng)通過軟件升級可以實(shí)現(xiàn)此功能。

5 城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)功能定位

綜上所述，城際鐵路應(yīng)在國鐵CTCS列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，沿著擴(kuò)展客運(yùn)專線信號系統(tǒng)的相關(guān)功能、增加ATO子系統(tǒng)的技術(shù)路線去構(gòu)建城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)功能定位主要是確定城際鐵路需要應(yīng)用ATO的哪些功能。

根據(jù)城際鐵路運(yùn)營需求的必要性、經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)復(fù)雜程度，參照《中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(CTCS)技術(shù)規(guī)范》的分級思路，城際鐵路ATO系統(tǒng)的功能可劃分為如下4個(gè)層級。

(1)第1層級:實(shí)現(xiàn)城際鐵路運(yùn)營的最起碼要求，也是ATO的最低功能，即信號系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)列車進(jìn)站精確定位停車和車門安全控制，車門及站臺門的開關(guān)由人工控制。根據(jù)需要，也可在該層級增加列車自動駕駛和固定時(shí)刻表的節(jié)能運(yùn)行功能。

該層級對既有CTCS-2級列控系統(tǒng)改造很小，工程實(shí)現(xiàn)也比較容易。地面主要是在股道上增加一些定位用無源應(yīng)答器組，沿線相關(guān)的無源應(yīng)答器組內(nèi)增加能實(shí)現(xiàn)列車自動駕駛的線路數(shù)據(jù)報(bào)文，車載ATP增加與動車組車門系統(tǒng)的接口。

(2)第2層級:實(shí)現(xiàn)ATO的基本功能，即列車進(jìn)站精確定位停車、列車自動駕駛、列車運(yùn)行自動調(diào)整、節(jié)能運(yùn)行，車門、站臺門的開關(guān)仍由人工控制。

該層級的技術(shù)方案與第一層級基本相同，只是在車站進(jìn)出站處應(yīng)答器組中增加能反映時(shí)刻表信息的應(yīng)答器報(bào)文，技術(shù)上稍微復(fù)雜一點(diǎn)。

(3)第3層級:實(shí)現(xiàn)ATO的高級功能，它是在第2層級功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)車門與站臺門聯(lián)動的自動控制功能。

該層級需要在車站范圍內(nèi)增加車地雙向通信設(shè)備，傳遞車門、站臺門信息，對車載及地面相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改造。技術(shù)較為復(fù)雜，但功能比較全面。

(4)第4層級:也是ATO的最高層級，它是在第3層級功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全線時(shí)刻表的實(shí)時(shí)自動調(diào)整及列車節(jié)能運(yùn)行，根據(jù)需要，還可結(jié)合動車組牽引端改造實(shí)現(xiàn)列車的自動折返。

該層級需要在車站、區(qū)間范圍內(nèi)都布置有源應(yīng)答器組，及時(shí)傳遞時(shí)刻表信息。技術(shù)不是非常復(fù)雜，但需要設(shè)置遠(yuǎn)程有源應(yīng)答器，工程造價(jià)高。

筆者認(rèn)為:城際鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)采用上面第3層級，對于目前已經(jīng)開始建設(shè)的工程，可暫按第2層級(最低要求是第1層級)實(shí)施，并預(yù)留升級到第3層級的條件。

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