高强钢薄壁箱形截面梁稳定性研究

２０１０年６月　铁道通信信号　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　Ｊｕｍｅ　２０１０　Ｖｏ１．４６　Ｎｏ．６　第４６卷第６期　ＣＴＣＳ一３级与ＥＴＣＳ一２级　列控系统控车模式差异性分析　程剑锋　胡裕祥　摘马铁刚”　要：ＣＴＣＳ一３级列控系统是在结合中国路情和使用习惯的基础上借鉴ＥＴＣＳ一２级列控系统，并　且兼容中国既有的ＣＴＣＳ－２级列控系统。为了更好的理解ＣＴＣＳ一３列控系统的控车模式，通过与　ＥＴＣＳ－２级列控系统控车模式的比较，阐述了ＣＴＣＳ．３级列控系统控车模式的运用并结合中国的实　际应用，重点描述了ＥＴＣＳ－２级与ＣＴＣＳ一３级列控系统控车模式的差异性。　关键词：列车控制系统；比较；模式　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＴＣＳ　３　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＥＴＣＳ－２　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，ｓ　ｒｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｃｕｓｔｏｍ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ＣＴＣＳ－２　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｂｅｔｔｅｒ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｔｈｅ　ＣＴＣＳ．３　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｍｏｄｅｓ，ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＥＴＣＳ－２　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｍｏｄｅｓ．ＣＴＣＳ一３　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓ．　ｔｅｍ　ｍｏｄｅｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｃｈｉｎａｇ　ａｃｔｕａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　Ｋｅｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ＥＴＣＳ－２　Ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＣＴＣＳ．３　Ｌｅｖｅｌ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ；Ｃｏｍｐａｒｅ；ｍｏｄｅ　ＣＴＣＳ．３级和ＥＴＣＳ．２级列控系统都是基于无线　级的模式有，部分监控模式（ＰＳ）和机车信号模　式（ＣＳ）２种。　通信，实现车一地信息传输的列车运行控制系统，　采用无线闭塞中心（ＲＢＣ）生成行车许可，ＧＳＭ．Ｒ　ＥＴＣＳ．２级列控系统中控制模式有１３种，包　括：完全监控模式（ＦＳ）、目视行车模式（ＯＳ）、　实现车一地信息双向传输，应答器用于列车定位，　轨道电路或计轴器用于列车占用及完整性检查。它　们都具有能够连续传递控制信息，地面设备简单，　与既有系统兼容方便，以及控制手段灵活等优点。　本文主要研究ＣＴＣＳ．３级和ＥＴＣＳ一２级列控系统控　车模式的差异性。　人工驾驶模式（ＳＲ）、调车模式（ＳＨ）、休眠模式　（ＳＬ）、待机模式（ＳＢ）、冒进防护模式（ＴＲ）、后　冒进防护模式（ＰＴ）、系统故障模式（ＳＦ）、隔离　模式（ｉｓ）、未上电模式（ＮＰ）、补机模式（ＮＬ）　和退行模式（ＲＶ）等。　ＣＴＣＳ一３级和ＥＴＣＳ－２级列控系统在控制模式上　的差异主要表现在：部分模式仅存在于ＥＴＣＳ．２　中，在ＣＴＣＳ一３级中只是作为控车的一个状态，不　作为一个控车模式；部分模式的使用条件不同。　１工作模式差异性　ＣＴＣＳ一３级列控系统（含ＣＴＣＳ．２级功能）有　９种主要工作模式，其中通用的模式有，完全监控　模式（ＦＳ）、目视行车模式（ＯＳ）、引导模式　（ＣＯ）、调车模式（ＳＨ）、隔离模式（ＩＳ）、待机模　２　ＥＴＣＳ－２中特有的控车模式　欧洲ＥＴＣＳ的等级是为了实现欧洲铁路的互联　式（ＳＢ）和休眠模式（ＳＬ）７种；仅适用ＣＴＣＳ－２　互通，并且要灵活地支持传统设备，根据自身体系　中国铁道科学研究院通信信号研究所助理研究员（铁道部　ｃ３技术攻关组成员），１０００８１北京　料武汉综合维修基地高级工程师（铁道部ｃ３技术攻关组成　员），４３Ｏ０７１武汉　的需要而制定的，因此根据中国国情，有些控制模　式在ＣＴＣＳ一３级列控系统中是没有定义的。　１．冒进防护模式（ＴＲ）、后冒进防护模式　（ＰＴ）、系统故障模式（ＳＦ）、未上电模式（ＮＰ）　料北京和利时系统工程有限公司　工程师（铁道部ｃ３技术攻　关组成员），１００９６１北京　收稿日期：２０１０－０３－１５　共４种模式，在ＣＴＣＳ．３级列控系统中不作为系统　的模式，仅作为系统的一个中间状态，不作为控车　一１　３—　铁道通信信号２０１０年第４６卷第６期　的需求，也不作为司机的控车依据。未上电模式　（ＮＰ）是当ＥＲＴＭＳ／ＥＴＣＳ车载设备未上电时，设　备应处于未上电模式；系统故障模式（ＳＦ）是在　系统出现影响安全的故障，ＥＲＴＭＳ／ＥＴＣＳ车载设　备应切换到系统故障模式，在该模式下，ＥＲＴＭＳ／　ＥＴＣＳ车载设备应永久输出紧急制动命令；冒进防　护模式（ＴＲ）是在列车通过行车许可终点　（ＥＯＡ），ＥＲＴＭＳ／ＥＴＣＳ车载设备实施列车冒进防　护，输出紧急制动命令，并且在冒进防护模式下制　动不能缓解；冒进后防护模式（　）是司机确认　冒进防护（ＴＲ）后，应立即进入后冒进防护模式，　一旦进入该模式，车载设备应缓解紧急制动。这些　模式，不需要司机了解，仅作为开发维护的一个　状态。　２．补机模式（ＮＬ）和退行模式（ＲＶ）在中　国没有相关运营需求，因此不作为在ＣＴＣＳ－３级列　控系统中的模式。　补机模式（ＮＬ）用于管理辅助机车（非本务　机车）的ＥＲＴＭＳ／ＥＴＣＳ车载设备。非本务机车与　本务机车虽然没有电气上的连接／耦合（因而无远　程控制），但配有自己的司机。补机模式在ＥＲＴ－　ＭＳ／ＥＴＣＳ体系中运用于重联，车载设备不执行任　何列车运行监督功能，但可执行列车定位功能。　ＣＴＣＳ－３级列控系统在重联的动车组中定义了休眠　模式，有电气连接激活或关闭休眠信号，没有定义　补机模式。　退行模式（ＲＶ），在同一司机室驾驶允许司机　改变列车运行方向，即列车向本务机车的反方向运　行。该模式只能在轨旁设备已经标记的区域使用。　轨旁设备必须预先通告退行区域，因为ＣＴＣＳ－３级　列控系统中没有退行需求。　３　ＣＴＣＳ－３级中特有的控车模式ＣＴＣＳ－３级列控系统中，为了兼容既有的等级　线路，在ＣＴＣＳ－２级等级下包含有机车信号模式　（ｃｓ）和部分监控模式（ＰＳ），而在ＥＴＣＳ－２级车　载设备中没有该模式。　机车信号（ＣＳ）模式仅用于ＣＴＣＳ－２级控车。　列车运行到地面设备配置未装备ＣＴＣＳ－３／２级列控　系统的区段，在列车停车后，司机按压“机信”　键，车载设备进入ｃｓ模式，根据地面码序生成相　应的顶棚速度监控曲线（最高允许速度８０ｋｍ／ｈ），　列车运行监控速度如表１所述，ＤＭＩ显示相应的机　车信号。　．—．——１４．－・——　表１机车信号模式下不同轨道码对应的限速值　轨道电　允许速度　常用制动　紧急制动　度　路信号值／（ｋｎ　）值／（ｋｎｌ／ｈ）值／（ｋｍ／ｈ）　台狂　注①：进入ＵＵ码区段，车载触发常用制动至　４５　ｋｍ／ｈ（如果速度在４５　ｋｍ／ｈ以下，则不产生制　动）。　注②：进入ＨＵ码区段，车载触发常用制动至　２０　ｋｍ／ｈ（如果速度在２０　ｋｍ／ｈ以下，则不产生制　动）。当列车速度降为２０　ｋｍ／ｈ后，每运行６０　ｓ或　走行２００　Ｉｎ，司机必须按压警惕按钮确认，否则紧　急制动停车；每运行５０　Ｓ或走行１５０　Ｉｎ，ＤＭＩ报警　提示机信确认。　注③：进入ＨＢ码区段，车载触发常用制动到　２０　ｋｍ／ｈ，经司机确认缓解后，保持２０　ｋｍ／ｈ的顶　棚速度监控。ＨＢ码转无码，每运行６０　ｓ或走行　２００　ｍ，司机必须按压警惕按钮确认，否则紧急制　动停车；每运行５０　Ｓ或走行１５０　ｍ，ＤＭＩ报警提示　机信确认。　注④：当列车运行时，如接收有码（允许信　号）变为无码，启动常用制动。特例如下：如由　ＨＵ变无码，启动紧急制动；ｕＵ或ＵＵＳ后的无码，　保持原有允许速度最多１５００　ｍ。　４使用条件不同的控车模式　４．１　目视行车模式（ｏＳ）　ＣＴＣＳ．３级列控系统中，ＯＳ模式列控车载设备　按４０　ｋｍ／ｈ顶棚速度监控列车运行，列车每走行　２００　１ＴＩ或５０　Ｓ提醒司机确认，若列车在走行３００　ｍ　或６０　Ｓ后司机无确认，则施加紧急制动停车。　ＥＴＣＳ－２级列控系统中，人工驾驶模式（ＳＲ）　对应ＣＴＣＳ－３级列控系统中的Ｏｓ模式。在该模式　下控制顶棚速度并限制行车的时间，车载设备应监　督该距离终点的目标速度为０的制动曲线，若列车　超越此距离，ＥＲＴＭＳ／ＥＴＣＳ车载设备应对列车执　行冒进防护；列车期待通过的带有方向性的应答器　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　Ｖｏ１．４６　Ｎｏ．６　２０１０　列表（该表由ＲＢＣ发送），如果列车通过一个不　确认后转人引导模式，并生成打靶至进站信号机，　这时顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ的模式曲线。列车经过　进站口应答器时，若收到应答器且有线路数据，则　重新生成至出站信号机处停车，且顶棚速度为　４０　ｋｍ／ｈ的目标一距离模式曲线；若没收到进站口　应答器线路数据，则生成顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ，且　在该列表内的应答器，或以错误的方向通过列表中　的应答器，列车将执行冒进防护（当发送空列表　时，列车不能通过任何应答器组；当未发送列表　时，列车可以通过所有应答器组）；应答器组发送　“当处于人工驾驶模式时停车”命令后，应立即使　列车执行冒进防护。　４．２引导模式（ＣＯ）　ＣＴＣＳ．３级列控系统中，当开放引导信号发车　时，车载设备从ＲＢＣ接收到引导模式的行车许可、　ＳＳＰ和线路坡度信息后，生成最高限制速度为　４０　ｋｍ／ｈ的目标距离连续速度控制模式曲线监控列　车运行，并通过ＤＭＩ显示列车运行速度、允许速　度、目标速度和目标一距离等，司机负责在列车运　行时检查轨道占用情况。　ＲＢＣ从列车收到列车数据及ＭＡ请求后，若　列车前方开放引导进路，ＲＢＣ将向列车发送引导　模式行车许可；列车向ＲＢＣ回复确认消息，司机　确认“引导”后车载设备进入引导模式并向ＲＢＣ　报告列车位置和模式改变。　根据ＣＴＣＳ－２级和ＣＴＣＳ－３级下ＣＯ模式统一的　需求，ＣＴＣＳ－３级后备系统中ＣＯ模式与既有ＣＴＣＳ－　２级的ＣＯ模式有较大不同。　车站办理引导进路时，轨道电路发ＨＢ码，列　车距信号机一段距离内（如４００　ｍ），列控车载设　备接收到ＨＢ码，且列车运行速度降至４０　ｋｍ／ｈ　后，经司机确认，车载设备转入引导模式。该模式　下生成顶棚为４０　ｋｍ／ｈ的目标．距离模式曲线。　１．接车引导时的速度监控。列车进站前，车　站办理引导接车时，接近区段发ＨＢ码，车载设备　收到ＨＢ码且速度低于４０　ｋｍ／ｈ后，经司机确认转　为引导模式，如图１所示。　机　箍答器　｛　叠：：　．　图１接车引导时的模式曲线　车载设备若工作在ＦＳ模式，则收到ＨＢ码后　生成至进站信号机停车的目标一距离模式曲线，列　车速度降至４０　ｋｍ／ｈ时提醒司机确认，且在司机　距离为１５００　１ＴＩ的模式曲线，列车每走行２００　ｍ或　５０ｓ提醒司机确认，若列车在走行３００　ｍ或６０　Ｓ后　司机无确认，则施加紧急制动停车。　车载设备若工作在ＰＳ模式，收到ＨＢ码触发　常用制动（如果速度在４０　ｋｍ／ｈ以下，则不产生　制动），在列车速度降至４０　ｋｍ／ｈ时经司机确认后　转人引导模式，并生成顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ的模　式曲线。列车每走行２００　ｍ或５０　ｓ提醒司机确认，　若列车在走行３００　ｉｎ或６０　ｓ后司机无确认，则施　加紧急制动停车；若收到进站口应答器提供的至出　站信号机处线路数据，则生成至出站信号机处停车　且顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ的目标一距离模式曲线。　车载设备若工作在ＯＳ模式，收到ＨＢ码经司　机确认后转入引导模式，并生成顶棚速度为　４０　ｋｍ／ｈ的模式曲线。列车每走行２００　ＩＴＩ或５０　ｓ　提醒司机确认，若列车在走行３００　ｍ或６０　ｓ后司　机无确认，则施加紧急制动停车；若收到进站口应　答器提供的至出站信号机处线路数据，则生成至出　站信号机处停车且顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ的目标一距　离模式曲线。　２．发车引导时的速度监控。列车停车后，车　站办理引导发车时，股道发ＨＢ码，车载设备在收　到ＨＢ码后，经司机确认转为引导模式。　车载若有线路数据，生成至出站信号机且顶棚　速度为４０　ｋｍ／ｈ的模式曲线，收到出站处应答器　线路数据，则生成至区间第一架信号机处停车，且　顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ的目标－距离模式曲线；若未　收到出站处应答器线路数据，则生成顶棚速度为　４０　ｋｍ／ｈ且距离为１５００　ｍ的模式曲线，列车每走　行２００　ｍ或５０　ｓ提醒司机确认，若列车在走行　３００　ｍ或６０　Ｓ后司机无确认，则施加紧急制动　停车。　车载若无线路数据，接车或发车时生成顶棚速　度为４０　ｋｍ／ｈ且距离为１５００　ｍ的模式曲线（变码　时重新计算距离），列车每走行２００　ｍ或５０　ｓ提醒　司机确认，若列车在走行３００　ｍ或６０　ｓ后司机无确　认，则施加紧急制动停车；若收到出站处应答器且有　线路数据，则重新生成至区间第一架信号机处停车　～１５—　铁道通信信号２０１０年第４６卷第６期　且顶棚速度为４０　ｋｍ／ｈ的目标一距离模式曲线，如图　２所示。　模式，ＤＭＩ中计划区的ＭＲＳＰ曲线位置应采用　ＣＴＣＳ￣级系统地面设备提供的信息（含应答器相　对位置），不采用ＳＤＰ累积的数据。　ＥＴＣＳ￣级等级中，休眠模式用来管理被遥控　的辅助机车（非本务机车）上的ＥＲＴＭＳ／ＥＴＣＳ车　载设备。必须关闭辅助机车（非本务机车）的控　制台（因为那里没有司机，不应显示信息）。ＥＲＴ．　ＭＳ／ＥＴＣＳ车载设备应执行列车定位功能。　５结论　图２发车引导时的模式曲线　通过上述的对比，能更清楚地理解了ＣＴＣＳ￣　ＥＴＣＳ￣级列控系统中，目视模式（ＯＳ）对应　ＣＴＣＳ．３级列控系统中的ＣＯ模式，其目视行车模　级和ＥＴＣＳ￣级列控系统中控车模式的差异，特别　是理解ＯＳ、ＣＯ和ＳＬ模式的应用，对日常的运用　和维护提供便利。　参考文献　式是列车能够驶入已被另一列车占用，或被任何类　型的障碍物阻塞的轨道区间。在列车启动不知道自　身位置或者前方有障碍物的情况下，通过轨旁系统　可以授权使用该模式（司机不能选择该模式）。车　载设备应根据动态速度曲线监督列车运行。　４．３休眠模式（ＳＬ）　［１］张曙光．ＣＴＣＳ一３级列控系统总体技术方案［Ｍ］．北　京：中国铁道出版社，２００８．　［２］　科技运［２００８］１１３号．ＣＴＣＳ一３级列控系统功能需求规　范［Ｓ］．中华人民共和国铁道部，２００８．　［３］科技运［２００８］１２７号．ＣＴＣＳ－３级列控系统系统需求规　范（ＳＲＳ）［Ｓ］．中华人民共和国铁道部，２００８．　［４］ｓｕｂｓｅｔ－０２６，Ｓｙｓｔｅｍ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｒｐｔｅｒ　４．　［５］　ｓｕｂｓｅｔ－０２６，Ｓｙｓｔｅｍ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｒｐｔｅｒ　２．　ＣＴＣＳ￣级等级下，列控车载设备执行列车定　位、测速、测距、记录等级转换及ＲＢＣ切换信息　等功能，ＤＭＩ上仅显示“休眠”。　ＣＴＣＳ￣级后备模式ＣＴＣＳ￣级等级下取消休眠　（责任编辑：温志红）　（上接第１２页）　掉话，将拆除无线资源，这种情形会造成ＣＴＣＳ－３　级车一地通信中断，ＣＴＣＳ一３级车载通信单元将执行　小区重选、重新建立与ＲＢＣ连接的操作。车一地通　信中断时间：Ｔ３１０３设置值＋小区重选时间＋连接　重新建立时间＝５＋５＋１０＝２０　Ｓ。　４　总结　ＧＳＭ—Ｒ网络是ＣＴＣＳ一３级车．地通信的平台，其　ＱｏＳ指标必须满足ＣＴＣＳ￣的相关需求。同理，　ＣＴＣＳ．３级系统也具有自己的ＱｏＳ指标，以满足我国　铁路运输调度指挥的需求。各层的ＱｏＳ指标不是　孤立存在的，而是相互影响和牵制，所以应该采取自　顶向下的方法定义我国铁路运输的顶层ＱｏＳ指标，　然后逐级往下进行分解。在这些指标确定之后，才　能对控制车．地数据传输协议中的各个参数进行优　化配置，以更好地适应整个网络的ＱｏＳ特性。　参考文献　３　ＣＴＣＳ－３级车－地数据传输相关参数设置　影响ＣＴＣＳ．３级车一地数据传输的配置有很多，　本文只研究其中最重要的三类参数，这三类参数分　别位于ＧＳＭ—Ｒ网络、ＣＴＣＳ一３级设备ＨＤＬＣ层、　ＣＴＣＳ．３级设备安全层，如表３所示。　从表３可知，在车．地数据传输过程中有三个　定时器用于检测通信失效，分别位于不同的协议　层。从通信有效性角度分析，位于底层参数的设置　应该小于位于上层的参数。　［１］　张曙光．ＣＴＣＳ．３级列控系统总体技术方案［Ｍ］．北　京：中国铁道出版社，２００８．　［２］科技运［２００８］１６８号．ＣＴＣＳ一３级列控系统ＧＳＭ－Ｒ网　络需求规范［Ｓ］．中华人民共和国铁道部，２００８．　［３］０４Ｅｌ１７１一ＥＴＣＳ／ＧＳＭ—Ｒ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ—Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　Ａ—　ｎａｌｙｓｉｓ．　（责任编辑：诸一红）　１６—