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粤港澳大湾区都市圈铁路建设信号列控系统应用方案探讨
摘要：信号列控系统建设为粤港澳大湾区都市圈铁路建设的重要内容，合理选择信号系统应用方案具有重要意义。本文从互联互通及车辆维修布局、运营体制变化及既有资源利用和技术先进性等方面提出了信号列控系统规划设计原则，结合列控系统运营速度、运营组织方式、运营能力和互联互通等主要建设需求，从系统适应运营的各种不同能力、对土建规模影响和标准适用性等方面对不同列控系统方案进行了分析；对国内外列控系统发展方向进行了阐述，对信号系统建设相关问题进行了思考，并给出了建议。
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王力中铁工程设计咨询集团有限公司
1概述
粤港澳大湾区（以下简称大湾区）城际铁路是连接大湾区城市群的区域交通路网，为国家“十四五”和远景建设拟重点实施的城市群和都市圈轨道交通网络化项目。通过与区域内高铁、普速铁路及市域（郊）铁路的融合衔接，将构建大湾区主要城市间1小时通达、主要城市至广东省内地级城市2小时通达、主要城市至相邻省会城市间3小时通达的交通圈，打造“轨道上的大湾区”，完善综合交通体系[1]，助力大湾区经济发展，并为民众提供更好的交通出行服务。大湾区城际铁路信号系统建设面临相对复杂的跨线运营需求，有与已建采用国铁信号制式的城际铁路需求，部分线路区段还有与采用CBTC系统的地铁线路跨线运营需求；在运营速度、运营能力和敷设方式上不同线路又存在一定差异。合理选择列控系统应用方案，对满足大湾区城际铁路建设需求，保证运营服务水平和适应未来技术发展都具有重要意义。
2信号列控系统规划设计原则
2.1系统制式选择应结合互联互通需求及车辆维修布局统一规划
大湾区城际铁路按网络化运营规划，通过线路互联互通可实现线网资源共享，减少乘客换乘，降低建设及维护成本。实现大湾区城际铁路互联互通需在运营组织方面做好统一规划，在具体技术层面，车辆选型、线路限界、供电形式、通信制式和信号系统兼容性[2]等都是重点需考虑问题（如表1）。为实现大湾区城际铁路网的车辆维修资源共享，达到综合维修效益最大化目的，根据车辆修程及车辆基地功能划分情况，需要合理确定维修车辆运行径路，并由信号系统保证维修车辆的必要运行能力。
2.2适应建设运营体制变化，并合理利用既有资源
大湾区城际铁路运营管理新的体制变化将对信号系统方案规划产生影响。根据广东省*府规划，后续项目运营管理将全部交由广州、深圳市负责。年11月开通的珠三角城际广州至清远项目即由广州地铁下属的广东城际铁路运营有限公司运营。对于莞惠、佛肇等已运营项目，后续将交回地方自主运营。由于珠三角城际铁路已运营多条线路，大湾区城际铁路不是完全新建的线网，对于既有信号制式（如表2）的合理利用与衔接同样需要重点考虑。
2.3技术先进，预留未来发展条件
近年来，信息技术发展突飞猛进，人工智能、云计算、大数据和物联网等技术已在铁路及城市轨道交通逐步开展应用，在这个数字化技术快速迭进的时代，合理选择并应用新技术是大势所趋。大湾区是国家先行示范区，在前期系统制式规划时，要在适用线路运营需求同时，尽可能通过技术创新措施，发挥创新引领作用。信号系统作为涉及运营安全和效率的重要设备，系统改造涉及面广，只有应用制式具备较好的升级改造能力，与技术发展趋势相一致，才能为未来发展预留必要的发展空间。
3信号列控系统主要建设需求
3.1市内线路最高运行速度km/h以下，开行站站停列车，线网最高运行速度km/h，存在大站停运行方式
已开通运行的珠三角城际线路，最高运行速度一般为km/h，部分特殊线路最高运行速度km/h。结合大湾区城际规划的时间目标值要求，对于线路穿越城市内的线路，设置站点较多，车站间距较小，一般线路速度km/h以下，行车组织采用站站停车方式。对于车站分布较少，站间距大的跨区域及点对点快速通行线路，最高运行速度为km/h，根据需要行车组织采用大站停方式。[3]部分线路区段存在两种站站停与大站停列车混合运行方式。
3.2不同线路（区段）行车能力要求存在差异，市内线路行车能力接近地铁
大湾区城际不同线路关于服务频率定位目标存在一定差异，以深圳区域城际线路为例，市区以外线路区段高峰小时最大对数小于10对/h，跨越市区线路的最大通过能力达到24对/h，行车能力接近地铁。广州都市圈部分在建城际线路，行车能力同样为24对/h。总体而言，对于兼顾市域和市区客流的城际线路，系统设计能力相较服务市区客流的地铁适当降低，但与已运营珠三角城际相比，系统设计能力应适当提高。
3.3存在不同层次的互联互通运营需求，部分线路与已运营珠三角城际线路需互联互通
大湾区城际存在不同层次的互联互通运营需求，都市圈内部线路需要与大湾区城际骨干线路实现互联互通运营。都市圈内部线路之间也需在部分节点实现互联互通。为实现车辆维修资源共享，根据车辆维修资源配置，处于车辆维修路径的部分线路也需实现互联互通运营。基于以上互联互通运营需求，大湾区城际部分新建线路与已开通的珠三角城际线路需互联互通运营。
4信号列控系统应用方案分析
4.1应用方案概述
结合信号系统主要建设需求及信号系统技术发展情况，大湾区城际铁路可选择的信号列控系统方案主要包括CTCS2+ATO系统、CBTC系统和兼容CBTC与CTCS2+ATO的多模列控系统。
4.1.1CTCS2+ATO列控系统
珠三角城际目前已开通运营项目应用列控制式。CTCS2+ATO列控系统在CTCS-2级列控系统基础上，增加了站间自动运行、车站定点停车及车站通过、折返作业、列车运行自动调整、车门/站台门防护及联动控制、列车运行节能控制等自动运行相关功能[4]。除配置CTCS-2级列控系统相关地面设备外，通过设置专用的精确定位应答器（JD）实现列车精确定位，设置通信控制服务器（CCS）实现站台门控制和运行计划处理。
4.1.2CBTC系统
目前城市轨道交通广泛应用的系统制式。CBTC系统通过轨旁区域控制器ZC根据各列车的当前位置、速度及运行方向等因素，同时考虑列车进路、道岔状态、线路限速以及其它障碍物的条件，向列车发送移动授权MA信息，从而保证列车间的安全间隔。
4.1.3兼容CBTC与CTCS2+ATO的多模列控系统
列车设兼容CBTC与CTCS2+ATO的车载设备，地面分段设置CBTC与CTCS2+ATO列控设备。在列控制式衔接区域进行列控制式切换，根据需要可采用不停车切换或停车切换方式。切换区域进行LTE-M与GSM-R双制式无线覆盖，不同列控系统由其管辖区段的调度指挥系统接口，实现运行列车在制式不同区域的运营计划、临站透明以及邻台调度命令的互传。
4.2应用方案分析
4.2.1运行速度及互联互通能力
国有铁路应用速度较高，按国铁集团相关规定，CTCS2+ATO列控系统可满足最高km/h的运行速度，目前已开通运行项目最高运行速度为km/h。城市轨道交通CBTC系统在国内外应用的最高运行速度线路目前为km/h。最高运行速度为km/h的CBTC系统拟在雄安R1线应用，正处于工程实施过程中。CTCS2+ATO列控系统按互联互通标准设计，可实现与珠三角城际CTCS2+ATO列控系统实现互联互通。CBTC系统已由中国城市轨道交通协会开展了CBTC系统互联互通示范应用，采用相应标准的CBTC系统可实现与大湾区城际已开通CBTC系统实现互联互通。如一条线路同时与CTCS2+ATO列控系统及CBTC系统不同制式线路相衔接，通过兼容CBTC与CTCS2+ATO的多模列控系统可实现互联互通运营。
4.2.2运营指标及系统保障能力
国有铁路采用网络化运营方式，
