国铁与城轨列控系统互联互通的技术方案研究

研究目的:近年来,随着我国铁路运输网的不断发展和城市群一体化轨道交通网的建设,为实现资源共享、提升旅客出行效率,干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通存在融合发展的需求。作为保证行车安全的关键系统——列控系统的互通性是一个重要的研究方向。本文通过归纳总结国内外铁路列控系统互联互通的方案,提出我国国铁与城轨列控系统互通性的方案。研究结论:(1)归纳总结国内外铁路列控系统互联互通技术方案,分析各自采用的技术路线;(2)提出了国铁和城轨线路衔接处设置共管区域,车载设备通过地面应答器完成控制权切换的互联互通方案;(3)提出了车载设备分散式和集成式的两种集成方式,建议前期按分散式方案实施;(4)提出了国铁不同CTCS等级线路与城轨CBTC互联互联的地面应答器布置方案;(5)本研究成果可为国铁和城轨交通列控系统的融合提供参考和借鉴。     

基于地面应答器的市域（郊）铁路列控系统总体技术方案

当前我国正在积极推动市域（郊）铁路建设，除新建市域（郊）铁路外，鼓励优先利用既有线铁路，通过优化运输组织等创造条件开行市域（郊）列车。针对市域（郊）铁路运营需求特点和既有线铁路CTCS-0级列控系统存在的不足，在CTCS技术体系框架下，提出基于地面应答器的市域（郊）铁路列控系统总体技术方案，重点对主要技术设计原则、系统总体方案、功能实现、典型运营场景，以及车门/站台门联动控制和自动折返作业等ATO功能扩展方案进行论述。经过多项试验验证，表明该总体方案具有技术可行性，能够更好地满足利用既有线开行市域（郊）列车的运营需求，提高了现有CTCS-0级列控系统的安全性和运行效率。     

利用既有铁路开行市域(郊)列车信号制式研究

针对利用既有干线铁路开行市域(郊)列车,实现短追踪间隔公交化运营,同时兼顾地铁车辆跨线运营的实际需求,以北京铁路枢纽利用既有东北环铁路增建第二线开行市域(郊)列车典型工程为例,从满足中国铁路北京局集团有限公司负责运输管理、支撑公交化运营和国铁干线功能等多个方面对信号系统制式的选择,进行全面分析比选论证,提出采用CTCS-2级列控系统叠加自动折返功能ATO的信号系统设计方案,并对干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通融合发展的信号系统技术方案进行展望。研究表明,提出的CTCS-2+具备自动折返功能的ATO信号系统方案能满足本线市域(郊)列车公交化运行、保障国铁干线功能、实现北京地铁19号线跨线运营和调度指挥管理纳入中国铁路北京局集团有限公司的工程需要,并为干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通的融合发展提供了一种可供工程实施的信号系统技术方案。     

市域铁路CTCS2+ATO列控系统自动折返功能的优化研究

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统，提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为实现市域铁路3 min追踪间隔的目标，市域铁路列控系统需要增加自动折返功能，并将站后自动折返间隔时间压缩到3 min以内。分析市域铁路系统需求，提出一种基于成熟的CTCS2+ATO列控系统开发适用于市域铁路的列控系统，并增加自动折返功能。详细阐述站后自动折返过程，包括驶入折返线流程、自动换端流程和驶出折返线流程。为实现系统支持自动折返功能，对车辆、车载设备和地面设备进行功能分配，并给出可行的技术方案。搭建市域铁路半实物仿真平台，进行站后无人自动折返仿真验证实验，验证站后自动折返功能和站后自动折返时间。通过实验证明对车辆、车载设备和地面设备进行的功能分配可支持CTCS2+ATO列控系统实现自动折返功能；提出的自动折返流程能够实现安全、高效的无人自动折返，在保证行车安全的情况下，提高站后自动折返效率；采用本文提出的优化方案和技术可将站后自动折返过程总时间压缩到160 s以内，能够满足市域铁路3 min自动折返时间要求。     

都市圈市域快线多网融合列控系统

随着都市圈经济发展成熟，市域快线已逐渐成为构建都市圈轨道交通的重要制式之一。为进一步优化都市圈轨道交通运营管理、科学配置资源、节约通勤时间，研究不同制式列控系统之间贯通运营势在必行。通过分析当前国内外轨道交通融合发展现状，对比国内干线铁路CTCS(中国列车控制系统)列控系统与城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)列控系统在系统架构、功能逻辑、信息流向等方面的技术差异性，结合多网融合列控系统设计需求，提出适用于市域快线的多网融合列控系统。     

对当前市域铁路发展的思考

市域(郊)铁路是城市中心城区联接周边城镇组团及其城镇组团之间的通勤化、快速度、大运量的轨道交通系统,是城市综合交通体系的重要组成部分.目前我国已运营和在建的市域铁路均体现了大能力、快速度的"骨干线路"特征.通过对我国市域铁路现状的分析,提出当前市域铁路发展中存在的一些问题和发展建议,并从市域铁路快线功能的实现、网络与中心城区的关系、互联互通优势的发挥、主要技术标准的确定、与其他交通方式的协调发展等方面进行了分析与思考.     

市域铁路列车自动折返效率提升方法研究

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。     

北京枢纽怀密线开行市郊列车研究

研究目的:市郊铁路日益成为拉近中心城区与卫星城时空距离、解决拥堵、优化城市结构的发展方向；发展都市圈市域(郊)铁路，可以优先考虑利用既有铁路资源开行市域(郊)列车。北京市怀柔、密云区与中心城区无直接轨道交通联系，既有交通运输体系无法适应客流需求。研究利用既有铁路开行市郊列车提供安全、快捷、舒适的公共交通服务，建立科学城、新城与中关村快速通勤交通联系，打造高品质旅游观光线，对增强两大科学城协同发展、增强客流效益、推动沿线经济发展、品质提升具有十分重要的意义。研究结论:(1)从综合技术经济、运输组织、工程可实施性等角度分析，推荐采用京张高铁、京通线开行市郊列车引入北京北站方案；(2)根据客流预测和既有线运营条件，得出合理的市郊列车开行方案；(3)结合在建工程对北京北站适应性改造、北京北站及动车所存检修、昌平站—七间房线路所列控等级转换等配套改造；(4)本研究成果对既有铁路研究开行市郊列车具有借鉴意义。     

多网融合背景下都市圈市域(郊)铁路网规划方案评价研究

近年来,国家积极推进轨道交通“多网融合”建设以支撑促进新型城镇化发展,市域(郊)铁路是“多网融合”中的重要联动纽带。为实现市域(郊)铁路的合理科学建设发展,其线网规划至关重要。提出了一种具有普适性的都市圈市域(郊)铁路网规划科学评估方法,以期为都市圈市(域)郊线网及整体轨道交通网络融合建设发展提供决策参考。从多网融合程度、都市圈支撑强度、运营服务能力、方案实施可能四个角度建立多目标评价指标体系,并运用基于信息熵权法和AHP组合赋权法的TOPSIS方法实现规划方案的量化综合评价分析。以福州都市圈核心区为例进行应用分析,结果表明,既有铁路利用程度较高的规划方案最优,最优方案一方面可充分利用铁路运能,实现都市圈交通资源合理配置;另一方面可较好融合都市圈各层次轨道交通,更好地服务于都市圈旅客交流。     

都市圈市域(郊)铁路高质量发展路径研究

本文从市域(郊)铁路规划、建设以及运营等角度深入总结我国市域(郊)铁路的发展现状,并分析市域(郊)铁路发展过程所存在的问题。基于此,提出都市圈市域(郊)铁路高质量发展路径,即协同融合、经济高效规划路径,功能合理、财务持续建设路径,互联互通、多元共享运营路径以及体制保障、标准共建政策路径。通过四条路径协同发展,为下一阶段我国都市圈市域(郊)铁路的发展提供一定参考价值,助力都市圈综合交通体系高质量发展。     

利用既有铁路开行市域(郊)列车主要技术标准研究

当前国家十分重视市域(郊)铁路的发展，利用既有铁路发展市域(郊)铁路为优先考虑模式，但当前利用既有铁路开行市域(郊)列车技术标准研究尚未形成体系。基于直接利用既有铁路富余能力开行市域(郊)列车、改造既有铁路后开行市域(郊)列车和利用既有铁路通道新建市域(郊)铁路3种建设模式，应用调研分析、对比分析等手段从运输组织、正线数量、速度目标值、车站分布、车辆编组、既有设施利用等方面进行归纳总结，系统全面地梳理了不同设计场景下利用既有铁路开行市域(郊)列车主要技术标准，得出以上6个方面具体设计参数取值或应采用的技术体系，以期为我国后续利用既有铁路开行市域(郊)列车项目建设提供建议。     

四网融合的信号系统方案研究

城市轨道交通、市域（郊）铁路和城际铁路建设均在向网络化运营推进,各种轨道交通之间的互联互通已经是工程建设必须面临的问题,而信号系统的兼容性则是实现各种轨道交通互联互通的一个基础条件。目前,CBTC系统和CTCS列控系统在各自轨道交通领域均处于统治性的市场地位,两种列控系统对土建条件的需求截然不同,由此导致工程规模、功能定位等各方面的重大差异。重点论述两种列控系统在运营能力、公交化运营等方面的差异,针对目前互联互通所面临的技术难点,提出解决方案,为后续工程设计提供一个可行的思路。     

市域铁路信号列控制式的研究

以3个有代表性的市域铁路项目为例,分析其建设、列控制式的特点;提出市域铁路同列控系统相关的基本运营需求;分析CTCS系列、城市轨道交通列控系统的差异性、适应性,提出列控系统选择应考虑的因素,得出市域铁路列控制式选择的结论。     

市域(郊)铁路兼顾货运和城市轨道交通的可行性初探

结合市域(郊)铁路的基本功能定位,通过分析部分项目前期分析的市域(郊)铁路客流强度和实际市域(郊)铁路客流强度,发现其客流强度与线路客运能力的差异较大,线路富余运力较大,从而探讨目前新建市域(郊)铁路富余运力释放到货物运输及共线开行城市轨道交通的可行性,从线路运力、工程技术、投资、运输组织等方面,结合某一项目的前期工作,进行分析、研究,提出兼顾 3 种需求的参考方案。     

城际与市域(郊)铁路高质量融合发展规划研究

研究目的:伴随着新时代铁路建设的深入推进,铁路运输实现了由瓶颈制约型到逐步适应型的历史性转变,轨道交通将更加重视地方性、区域性、城市性铁路布局,城际铁路、市域(郊)铁路网络化建设成为了新时期下铁路发展的战略重心。在此背景下,本文对城际铁路与市域(郊)铁路的技术特点、功能定位、规划设计中存在问题及未来发展进行系统化解析,以期为城际与市域(郊)铁路高质量融合发展的顶层规划设计提供一定的思路。研究结论:(1)城际铁路与市域(郊)铁路功能定位不同,但存在一定相近之处,在技术属性上各有侧重;(2)目前城际与市域(郊)铁路主要存在规划引领作用尚不突出、建设标准体系尚不完善、投融资模式单一等问题;(3)实现城际铁路与市域(郊)铁路高质量融合发展的规划设计,应在出行需求分析的基础上,突破层级管理藩篱、分层分类科学统筹、规范完善标准体系、创新投融资模式、强化行业自律等;(4)本研究成果可为城际、市域(郊)铁路相关规划设计提供参考和借鉴。     

市域(郊)铁路规划建设标准探讨

近年来,国家政府部门先后出台多个鼓励发展市域(郊)铁路的政策文件。通过解读相关政策文件精神,梳 理总结多个市域(郊)铁路规范标准的异同及特点,结合自身规划设计实践,提出市域(郊)铁路在定义内涵、线路规 划、技术标准、客流效益、运营模式和运输组织等方面的一些技术观点。力求采用经济、适用、高效的技术标准 和建设方案,提供公交化服务,降低建设和运营成本,提高线路的经济效益,促进市域(郊)铁路在我国的长期可 持续发展。     

基于车车通信的铁路列车控制系统技术研究

基于车车通信的列控系统地面设备极简、车载设备一体化、后车可直接与前车通信,目前国内外铁路均尚未将其纳入列控技术体系中,仅在地铁上有所研究和应用。对国内外基于车车通信的列控技术现状进行深入研究,结合中国铁路列控系统现状提出一种适应我国国情的基于车车通信的列控系统方案,重点分析其基本功能、系统架构和功能分配,并对铁路列控技术的演进进行展望。这些研究对我国西部铁路建设和列控系统的发展具有重要参考意义。     

市域(郊)铁路信息管控体系建设的思考及建议

结合国铁和城市轨道交通信息管控体系特点,分析了分别基于国铁模式和城市轨道交通模式的市域(郊)铁路信息管控体系建设的基本需求、信息系统的建设要素.提出了基于工业互联网技术的市域(郊)铁路信息系统结构及相关建设建议.     

“四网融合”票制一体化方案探讨

干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通的“四网融合”综合交通网络采用铁路或城市轨道交通票制,分别由中国铁路客票发售和预订系统（简称：铁路客票系统）、城市轨道交通自动售检票（AFC,Automatic Fare Collection）系统提供功能服务。“四网融合”中城市群内轨道交通公交化运营时,铁路客票系统难以提供快速便捷的通勤服务,城市轨道交通AFC系统又无法满足实名认证、席位管理的铁路运营需求。针对这些突出的问题,根据铁路和城市轨道交通的主流票制模式和技术体系,重点分析不同票制的优缺点和运营组织关键点,结合现行已实施案例提供一体化融合技术方案,探讨并提出铁路和城市轨道不同票制的融合技术思路、关键问题及解决方法。     

市域(郊)铁路信号系统制式比选及建议

基于市域(郊)铁路公交化运营、互联互通运行的功能需求,对现有信号系统制式与市域(郊)铁路的匹配性进行了分析。建议根据市域(郊)铁路运营需求的差异,选择相匹配的市域(郊)铁路信号系统。