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鐵道部科技司對(duì)具備120km/h運(yùn)行條件的GCY-300Ⅱ型重型軌道車進(jìn)行了樣車出廠審查;目前，滿足鐵道部高速鐵路重型軌道車技術(shù)條件的高鐵軌道車陸續(xù)投入使用，同時(shí)相關(guān)生產(chǎn)廠家已完成了160km/h軌道車的技術(shù)方案審查與型式檢驗(yàn);為適應(yīng)高速鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械技術(shù)需要，2012年鐵道部通過(guò)了大型養(yǎng)路機(jī)械制動(dòng)距離調(diào)整及實(shí)施方案的技術(shù)審查。

1管理?xiàng)l件

GYK投入運(yùn)用2年來(lái)，軌道車在GYK運(yùn)用管理上已經(jīng)積累了大量經(jīng)驗(yàn)，目前，已經(jīng)有很多使用單位在硬件配備、基本數(shù)據(jù)編制、日常運(yùn)行數(shù)據(jù)管理方面具備了改進(jìn)條件，部分鐵路局在GYK運(yùn)用管理科技創(chuàng)新方面做了有益的探索，使得提高工務(wù)機(jī)械車運(yùn)行效率的一些措施有了更多實(shí)施的可能。在綠黃燈(記作LU)以上的燈型序列依次是綠燈(記作L)、綠2燈(記作L2)、綠3燈(記作L3)、綠4燈(記作L4)、綠5燈(記作L5)，分別表示距離綠黃燈尚有1～5個(gè)自閉區(qū)段。

2提高工務(wù)機(jī)械車運(yùn)行效率的思路

2.1修訂GYK技術(shù)規(guī)范(方案一)

2.1.1基本方案目前，GYK按“速度分級(jí)控制”方式運(yùn)行，雖然只定義到80km/h限速等級(jí)，但是也只用到LU燈的燈型限速，這為L(zhǎng)燈乃至L2～L5燈情況下提高運(yùn)行速度提供了一些條件。如果繼續(xù)按照每個(gè)自閉分區(qū)應(yīng)該按700m以上的路程來(lái)考慮，從LU以上可以繼續(xù)給出“速度分級(jí)控制”方式的燈型限速，從而提高車輛運(yùn)行速度。在陡坡、長(zhǎng)大下坡、區(qū)段限速或臨時(shí)限速等特殊區(qū)段當(dāng)然需要少量數(shù)據(jù)支持，其他路段可以按缺省參數(shù)計(jì)算出可行的速度等級(jí)?？紤]在－8‰下坡情況下，按照軌道車運(yùn)行控制設(shè)備技術(shù)規(guī)范附錄A.1的計(jì)算方法中的制動(dòng)計(jì)算公式［2］，可以規(guī)定L燈的開口限速為100km/h，L2燈的開口限速為113km/h，L3燈的開口限速為123km/h，L4燈的開口限速為130km/h，L5燈的開口限速為136km/h。2.1.2本方案優(yōu)缺點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)。不必升級(jí)現(xiàn)有的GYK硬件設(shè)備;不必更改現(xiàn)有的GYK基本數(shù)據(jù)格式，內(nèi)容上僅需增加80km/h以上的區(qū)段限速和臨時(shí)限速數(shù)據(jù);最大程度地兼容現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范。2)缺點(diǎn)。①目前GYK運(yùn)行位置是依靠人工對(duì)標(biāo)來(lái)定位的，由于運(yùn)行速度提高，司機(jī)的視覺效果和對(duì)標(biāo)操作的同步性要求難以滿足實(shí)際需要，容易造成額外的對(duì)標(biāo)誤差。②大部分自閉分區(qū)的長(zhǎng)度都遠(yuǎn)大于700m。按目前的方法，每個(gè)分區(qū)相當(dāng)于有很長(zhǎng)一段距離是按低一級(jí)燈型的限速來(lái)控制車輛運(yùn)行，不能充分提高運(yùn)行效率。③目前需要20km/h限速運(yùn)行的情況太多，距離較長(zhǎng)，這是影響車輛運(yùn)行效率的重要因素。本方案對(duì)這種現(xiàn)象毫無(wú)改善。④有些路段最高級(jí)別的燈型僅支持到L3，這樣最高速度也只能達(dá)到123km/h，不能充分發(fā)揮更高速度級(jí)高速軌道車的性能。

2.2在基本數(shù)據(jù)中增加信號(hào)機(jī)位置(方案二)

2.2.1基本方案GYK燈型限速目標(biāo)點(diǎn)都是按照保守的700m來(lái)計(jì)算的。在基本數(shù)據(jù)中增加信號(hào)機(jī)位置，首先帶來(lái)的好處是控制目標(biāo)點(diǎn)直接到位。另外，對(duì)于L燈及L燈以上的信號(hào)，提供了“速度連續(xù)控制”的條件。通常情況下自閉區(qū)段的長(zhǎng)度都遠(yuǎn)大于700m。如果按連續(xù)幾個(gè)自閉區(qū)段長(zhǎng)度都是1300m的情況作為例子，考慮在－8‰下坡情況下，按照軌道車運(yùn)行控制設(shè)備技術(shù)規(guī)范附錄A.1的計(jì)算方法，L燈的開口限速可以達(dá)到111km/h，L2燈的開口限速可以達(dá)到128km/h，L3燈的開口限速可以達(dá)到139km/h，L4燈的開口限速可以達(dá)到146km/h，L5燈的開口限速可以達(dá)到152km/h。

2.2.2本方案優(yōu)缺點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)。不必升級(jí)現(xiàn)有的GYK硬件設(shè)備;較少更改現(xiàn)有的GYK基本數(shù)據(jù)格式，內(nèi)容上僅需增加信號(hào)機(jī)位置信息以及80km/h以上的區(qū)段限速和臨時(shí)限速數(shù)據(jù);多數(shù)情況下，區(qū)間的通過(guò)信號(hào)機(jī)可以幫助司機(jī)完成自動(dòng)對(duì)標(biāo)，減少安全隱患;車輛運(yùn)行效率提高較多。2)缺點(diǎn)。車載數(shù)據(jù)換裝次數(shù)大大增加，有些地方本身?yè)Q裝困難，無(wú)法采用本方案;基本數(shù)據(jù)編制及維護(hù)工作量大大增加;數(shù)據(jù)換裝不到位容易產(chǎn)生安全隱患;坡度數(shù)據(jù)顯得更加重要。

2.3為GYK增加BTM設(shè)備(方案三)

2.3.1基本方案地面點(diǎn)式應(yīng)答器的使用已經(jīng)在高速鐵路得到很大程度的推廣，尤其在高速軌道車運(yùn)行路段。應(yīng)答器數(shù)據(jù)已經(jīng)包含線路限速、臨時(shí)限速、坡道等細(xì)節(jié)，即使沒有基本數(shù)據(jù)，也足以指導(dǎo)軌道車安全運(yùn)行。有源應(yīng)答器和無(wú)源應(yīng)答器的數(shù)據(jù)組合，能夠指導(dǎo)軌道車完成區(qū)間通過(guò)運(yùn)行，車站正線、側(cè)線停車或通過(guò)，區(qū)間作業(yè)等任務(wù)。GYK增設(shè)BTM設(shè)備以后，可以直接讀取應(yīng)答器信息?？剀嚪桨溉匀豢梢钥紤]“速度分級(jí)控制”和“速度連續(xù)控制”相結(jié)合，80km/h以下部分仍然按照技術(shù)規(guī)范的方法采用分級(jí)控制，80km/h以上部分采用連續(xù)控制，這樣能夠在兼顧兼容性的同時(shí)最大程度提高軌道車運(yùn)行效率。

2.3.2本方案優(yōu)缺點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)。能降低管理成本，提高安全性，提高對(duì)標(biāo)精度;支線轉(zhuǎn)移、交路轉(zhuǎn)移、尾部過(guò)岔、出站狀態(tài)切換等作業(yè)不需司機(jī)操作，避免對(duì)揭示數(shù)據(jù)的依賴，司機(jī)操作減少;正常監(jiān)控模式中減少“目視”狀態(tài)，減少“解鎖”操作;基本數(shù)據(jù)的換裝重要性下降，即使沒有及時(shí)換裝，僅影響部分顯示效果，不影響行車效率和安全。2)缺點(diǎn)。設(shè)備成本增加較多;不適合那些沒有應(yīng)答器的路段。

2.4方案比選綜合以上三種方案特點(diǎn)，考慮技術(shù)、管理及發(fā)展因素，GYK增加BTM設(shè)備的方案(方案三)優(yōu)于其他方案，可作為提高工務(wù)機(jī)械車運(yùn)行效率的推薦方案，圍繞該方案進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。

3為GYK增加BTM設(shè)備方案的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1現(xiàn)場(chǎng)行車基本數(shù)據(jù)在完全監(jiān)控模式，GYK收到應(yīng)答器數(shù)據(jù)，并滿足提速條件，當(dāng)機(jī)車信號(hào)為L(zhǎng)5，L4，L3，L2，L燈時(shí)，以控車所需的基本參數(shù)(軌道電路信息、應(yīng)答器信息、軌道車參數(shù))為依據(jù)，以LU燈的出口限速80km/h為目標(biāo)，生成目標(biāo)距離控制曲線(圖示頂棚速度為160km/h)，LU燈以下機(jī)車信號(hào)采用分級(jí)速度控制，以本分區(qū)信號(hào)機(jī)位置為目標(biāo)，監(jiān)控軌道車運(yùn)行。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為L(zhǎng)5，L4，L3，L2，L，LU時(shí)，GYK根據(jù)應(yīng)答器信息和機(jī)車信號(hào)信息按照前方LU區(qū)段出口限速80km/h進(jìn)行連續(xù)曲線計(jì)算。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為U2S時(shí)，GYK保持限速80km/h至當(dāng)前閉塞分區(qū)出口。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為U或U2時(shí)，GYK根據(jù)應(yīng)答器信息按照當(dāng)前閉塞分區(qū)出口限速60km/h進(jìn)行連續(xù)曲線計(jì)算。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為黃2閃(U2S)時(shí)，GYK保持限速80km/h至當(dāng)前閉塞分區(qū)出口。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為黃(U)或黃2(U2)時(shí)，GYK根據(jù)應(yīng)答器信息按照當(dāng)前閉塞分區(qū)出口限速60km/h進(jìn)行連續(xù)曲線計(jì)算。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為雙黃(UU)、雙黃閃(UUS)時(shí)，GYK根據(jù)應(yīng)答器信息按照當(dāng)前閉塞分區(qū)出口限速45km/h進(jìn)行連續(xù)曲線計(jì)算。當(dāng)機(jī)車信號(hào)為紅黃(HU)燈時(shí)，GYK根據(jù)應(yīng)答器信息按照當(dāng)前閉塞分區(qū)末端停車進(jìn)行連續(xù)曲線計(jì)算。

3.2試驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證GYK正常監(jiān)控模式運(yùn)行，應(yīng)答器報(bào)文接收完整后可進(jìn)入提速狀態(tài)，GYK運(yùn)行控制曲線的正確性。驗(yàn)證正常監(jiān)控模式人工臨時(shí)限速、報(bào)文線路限速和報(bào)文臨時(shí)限速能夠正確控制。驗(yàn)證利用報(bào)文里程信息校正公里標(biāo)的正確性。驗(yàn)證正常監(jiān)控模式進(jìn)入提速狀態(tài)時(shí)，L5等機(jī)車信號(hào)掉碼變?yōu)锽燈的控制功能。驗(yàn)證正常監(jiān)控模式進(jìn)入提速時(shí)，進(jìn)站停車控制功能。驗(yàn)證GYK區(qū)間作業(yè)進(jìn)入模式運(yùn)行，應(yīng)答器報(bào)文接收完整后可進(jìn)入提速狀態(tài)，GYK運(yùn)行控制曲線的正確性。驗(yàn)證GYK區(qū)間作業(yè)返回模式運(yùn)行，應(yīng)答器報(bào)文接收完整后可進(jìn)入提速狀態(tài)，GYK運(yùn)行控制曲線的正確性。

3.3試驗(yàn)設(shè)備及條件試驗(yàn)設(shè)備包括GCY-300Ⅱ型重型軌道車1臺(tái)，GYK設(shè)備、BTM主機(jī)和BTM天線。軟件采用BTM程序版本V1.0.120120410、監(jiān)控記錄板程序版本V1.1.020120312、監(jiān)控記錄單元程序版本V1.1.0.20120312。滬昆高鐵嘉興南到海寧西間UUS燈型限速為45km/h，為了便于觀察試驗(yàn)效果，設(shè)置編組限速160km/h，但是限制司機(jī)運(yùn)行時(shí)不超過(guò)80km/h。

3.4試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)內(nèi)容包括:①手動(dòng)輸入用于試驗(yàn)的“臨時(shí)限速”;②軌道車位置設(shè)定;③設(shè)置監(jiān)控狀態(tài)。設(shè)置后界面顯示正常，司機(jī)正常發(fā)車后不久，應(yīng)答器數(shù)據(jù)接收完整，提示司機(jī)進(jìn)入提速狀態(tài);正常監(jiān)控側(cè)線進(jìn)站運(yùn)行正常，應(yīng)答器數(shù)據(jù)接收正常，應(yīng)答器自動(dòng)對(duì)標(biāo)功能正常，應(yīng)答器數(shù)據(jù)中道岔限速(類型設(shè)置為“有計(jì)劃臨時(shí)限速”)讀取正常，機(jī)車信號(hào)及絕緣節(jié)接收正常。途中，人工臨時(shí)限速響應(yīng)正常。運(yùn)行途中出現(xiàn)短暫的掉碼，限速曲線會(huì)在前方第二架信號(hào)機(jī)前閉口(如果降速曲線距離不足，會(huì)在留出司機(jī)人工反應(yīng)時(shí)間的前提下畫出降速曲線)，短暫的掉碼不會(huì)影響運(yùn)行效率，掉碼顯示見圖2。嘉興南站的進(jìn)站過(guò)程，體現(xiàn)了“速度連續(xù)控制”和“速度分級(jí)控制”的結(jié)合。從最后一個(gè)L5的公里標(biāo)和距離，可以推算前方LU燈的“速度連續(xù)控制”目標(biāo)位置在86.270km處，參見圖3。進(jìn)入“速度分級(jí)控制”階段，由于有了信號(hào)機(jī)位置，目標(biāo)限速可以在前方信號(hào)機(jī)附近到位，大大提高運(yùn)行效率。U燈的DMI界面如圖4。進(jìn)站信號(hào)機(jī)附近的應(yīng)答器數(shù)據(jù)幫助GYK自動(dòng)對(duì)標(biāo)，精確定位后可以將目標(biāo)控制位置推進(jìn)到前方信號(hào)機(jī)，大大提高咽喉區(qū)運(yùn)行效率，避免了目視狀態(tài)的解鎖和多次警惕操作，減少司機(jī)出錯(cuò)的可能性。

3.5試驗(yàn)結(jié)論1)GYK能夠及時(shí)判斷應(yīng)答器數(shù)據(jù)的完整性，提供提速條件指示，在司機(jī)確認(rèn)后才進(jìn)入提速狀態(tài);LU碼以上的信號(hào)適合連續(xù)控制方式應(yīng)用，LU碼以下的信號(hào)可以繼續(xù)使用分級(jí)控制方式，既改進(jìn)了控車方式，又與正常監(jiān)控有很好的兼容性。2)動(dòng)車組使用的應(yīng)答器數(shù)據(jù)同樣適合GYK使用，當(dāng)前的GYK+BTM方案控車更加到位，提高行車效率。3)路邊的公里標(biāo)本來(lái)就有誤差，高速運(yùn)行的軌道車造成的視覺效果嚴(yán)重影響司機(jī)的人工對(duì)標(biāo)操作，容易造成安全隱患。利用應(yīng)答器位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)標(biāo)，可靠精準(zhǔn)，既減少了司機(jī)的操作，又提高了安全性。4)提高停車信號(hào)的執(zhí)行效率，限速曲線更加到位，減少了對(duì)“目視狀態(tài)”的依賴，減少了司機(jī)盲目“警惕”的安全隱患。5)使用應(yīng)答器數(shù)據(jù)后，GYK定位更加準(zhǔn)確，區(qū)間作業(yè)的效率和安全性有明顯提高。6)掉碼后GYK會(huì)及時(shí)限制列車的運(yùn)行，短暫的掉碼不影響運(yùn)行效率。7)人工揭示可以和應(yīng)答器數(shù)據(jù)組合使用，人工臨時(shí)限速可以正常響應(yīng)。8)應(yīng)答器數(shù)據(jù)已經(jīng)提供了線路限速，包括道岔的限制速度，減少了司機(jī)提前解鎖的風(fēng)險(xiǎn)，這同樣有利于提高行車效率和安全性。9)在信號(hào)開通的情況下，正向行駛和反向行駛的運(yùn)行效果是一樣的。GYK可以不再依賴對(duì)基本數(shù)據(jù)的“反向”使用。10)基本數(shù)據(jù)的換裝重要性下降，即使沒有及時(shí)換裝，僅影響部分顯示效果，不影響行車效率和安全。

4結(jié)語(yǔ)

提高工務(wù)機(jī)械車運(yùn)行速度，如采用既有GYK進(jìn)行運(yùn)行控制，會(huì)帶來(lái)公里標(biāo)定位誤差增加、司機(jī)對(duì)標(biāo)困難等問(wèn)題，因此，為GYK增加BTM設(shè)備，接收鐵路地面發(fā)碼數(shù)據(jù)并納入控車技術(shù)是解決工務(wù)機(jī)械車高速運(yùn)行安全控制的理想方案之一。當(dāng)然，要納入技術(shù)推廣范圍，還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究，完善控車方案，對(duì)技術(shù)規(guī)范作出合理的補(bǔ)充。另外，速度的提高，增加了制動(dòng)距離，需對(duì)軌道車的制動(dòng)距離的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

作者：周毅單位：上海鐵路局工務(wù)處