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摘 要：青藏铁路格拉段运营十年，设备老化同时不能满足日益增长的运输需求，格拉段扩能改造工程涉及13个新建站、11个改建站，原闭塞制式为ITCS虚拟自动闭塞，本次扩能改造采用CBI+ITCS模式，设轨道电路和信号机、国产转辙设备，本文以青藏铁路扩能改造ITCS系统进行论述。
关键词：ITCS；静态试验；动态试验；POI；接口
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.203
本次青藏铁路格拉段扩能改造工程区间仍维持既有增强型列车控制系统（ITCS）制式不变，新开站和改建股道延长车站新设无线闭塞中心RBC、ITCS、GPS 差分站等车站设备，增设 ITCS 系统与车站本地 CTC 等设备的接口及信息传输设备，各站新设TYJL-ADX计算机联锁系统，站内设97型相敏轨道电路、进出站信号机、1200m接近轨，转辙设备采用ZDJ9转辙机。青藏铁路是国内唯一一条ITCS虚拟自动闭塞线路，在电务施工中静态试验、动态试验、POI点验证等不同于其他铁路，本文从站改技术层面加以论述。
1 ITCS系统概述
ITCS信号系统集自动闭塞、车站联锁控制和列车运行超速防护控制于一身。采用双向连续的车地无线通信，以车载信号作为列车运行主体信号控制列车。ITCS系统通过监测列车运行、当情况发生变化向司机提供报警、需要时通过对列车实施制动，从而保证行车安全。ITCS系统设备如下图1所示：
ITCS 可与联锁系统通过串行/继电接口来获取道岔位置、信号的显示情况。ITCS可采用自动站间闭塞及虚拟闭塞技术，在设备保证安全的条件下，提高行车安全度和行车密度。
轨旁设备包括RBC、GPS差分站和站间网络通信设备。轨旁设备接收CTC的调度命令，同时反馈信号表示。对于本地联锁站，CBI将完成站内联锁，并与RBC直接进行信息交互，RBC完成站间闭塞功能及列车运行控制及超速防护； GPS差分站向系统提供差分信息以提高定位精度和完整性。
ITCS系统的 RBC在收到车载设备发来信息后，通过逻辑运算将设置相应的虚拟信号机显示以对列车实施保护，RBC也会向其控制区域内的列车发送本区内所有信号和道岔位置信息。
2 虚拟自动闭塞
2.1 虚拟自动闭塞
青藏线格拉段是单线铁路，上下行方向分别设置虚拟闭塞分区和虚拟信号机。ITCS系统将全线站间区间划分为若干虚拟闭塞分区，每个闭塞分区处设区间虚拟闭塞分区牌。
ITCS的闭塞方式属于固定自动闭塞，按照地面有实际信号机的方式进行布点，但实际不设地面轨道电路和地面信号机。闭塞分区划定后，以数据库（电子地图）形式存储于地面RBC，故称为虚拟自动闭塞。
由于不设地面轨道电路，虚拟闭塞分区的占用由列车确定并实时通过车地GSM-R无线通信网络报告给地面RBC。车载计算机在发车测试时通过车地GSM-R无线通信网络获得最新的线路数据库（电子地图）。车载定位系统根据GPS全球定位系统和车载测速传感器准确确定列车位置，再根据车载线路数据库（电子地图）确定所占用的虚拟闭塞分区并报告給地面RBC。
地面RBC根据列车的运行及有关虚拟闭塞分区状态，自动变换虚拟通过信号机的显示。同时，地面RBC将虚拟信号机显示通过车地GSM-R无线通信网络实时传递给车载计算机，将虚拟信号机的显示及虚拟闭塞分区的占用状态传递给CTC。在有本地计算机联锁的车站，RBC提供给本地计算机联锁开放出站信号机的条件。
2.2 RBC控制区间的交接
ITCS全线由多个RBC分区管理，使无论列车运行在ITCS区域的任何位置，对于车载系统所需要观察防护的区域，车载系统都将得到全面、一致的状态信息。
相邻RBC之间互相传递各自控制区内虚拟信号机显示信息。在与列车运行前方RBC控制区分界处，根据前方RBC控制区内信号显示和列车占用情况，更新本控制区的信号显示，保证列车在控制区分界处的安全。
3 ITCS系统与CTC、联锁、CSM接口
3.1 ITCS与CTC接口
CTC只提供对ITCS系统的操作手段，如设置区段状态、发布命令，CTC如实反映ITCS传送的状态，CTC不参与安全联锁功能。CTC根据ITCS传送的实际信息如实显示站场和列车状态。
3.2 ITCS与CSM接口
信号集中监测系统（CSM）与ITCS的通信接口由信号集中监测系统和ITCS系统的RBC、VHLC、DTS、GPS RIMs以及OBC之间通信设备组成。实现信号集中监测系统的站机从RBC、VHLC、DTS、GPS RIMs获取日志文件。
3.3 ITCS与CBI接口
本地联锁车站采用计算机联锁控制与VHLC通过继电器接口。 ITCS 车站VHLC采用与传统信号设备相同的原则划分股道、有岔区段、无岔区段。本次站改设轨道电路、信号机等地面设备。ITCS系统采用的联锁逻辑与继电逻辑相同，仅输入继电联锁逻辑等式即可实现。
4 ITCS车站站改特点
ITCS系统设备高度集成、全程全网，站改施工影响范围大。ITCS车载数据库涵盖全线1142公里的列控关键信息，一个站的施工需要对全线车载数据库进行更新；ITCS一个站的区段长度、控制逻辑发生变化可能造成邻站的软件和数据发生变化，一个站施工时最多需同时封锁4个区间、影响5个站的接发车。
ITCS系统施工涉及单位多、专业多、人员多，需精心组织、密切协作。站改施工涉及建设单位、设计单位、工务施工单位、电务施工单位、设备厂家、信号设备维护单位、通信设备维护单位、联调联试单位。联锁、CTC、ITCS、通信等设备之间都有接口，需要专业配合协作。
5 新建站、改造站测试内容
New Station新建站和Revamping改建站涉及测试内容有设备安装测试、系统静态测试、系统动态测试。此三项测试内容在站改施工过程和开站启用股道逐步验证。
5.1 安装测试项目
安装检查： 施工单位按照设计图纸安装RBC、VHLC、路由网络、室内外GPS差分、电源远控等设备，保证设备安装布置和工艺的图实相符。
绝缘电阻测试：检查每个电缆间、电缆与地线之间具有安全的绝缘电阻。
防雷、接地測试：检查避雷器是正确放置和安装的，测试最小接地电阻为2欧姆，GPS差分天线的防雷措施符合要求。
点对点测试：验证每根电线端到端的连贯性。点对点测试要测试电源回路，来验证不存在交叉布线。
安全继电器测试；检查安全继电器的性能符合技术规格。
VHLC、RBC软件安装及配置。正确地设置VHLC及RBC。验证安装参数、验证并记录各板卡芯片的循环冗余校验码。
道岔过载测试：确保电动转辙机限载离合器与过载系统功能符合制造商的规范及已核准的信号图纸。
5.2 静态测试项目
方向锁闭测试：当进路上信号开放、或者列车占用进路的任何区段、或者在进路上实施LOI封锁时，邻站的对向信号不能开放，并且站间的运行方向不能改变。
虚拟闭塞/站间模式测试：在虚拟闭塞模式下，信号开放功能正常。站间模式下，在测试站和相邻车站区间内任意区段占用不能开放信号。
联锁接口测试：验证ITCS设备与本地联锁设备之间的物理继电接口逻辑正确：下行允许发车继电器、上行允许发车、接近轨占用状态继电器、区间方向建立继电器、VHLC状态继电器。
LOI测试：保证在进路上实行LOI封锁时，相邻站的对向信号不能开放CTC中心控制和信息核对。验证中心和现场的显示一致，中心发出的控制命令正确执行。
区段封锁测试：验证区段封锁能够正确实施和取消，相应的信号显示正确。
5.3 动态测试项目
POI点位置验证：利用NJ2机车，对工程相关的信号机、道岔实际位置与数据库的一致性进行核对验证。ITCS列车开行对站内、区间的各信号机，机车前端平面对齐道岔岔尖或者信号机后停稳，在车载日志中人工读取ITCS里程位置，与数据库中定义的该位置进行核对，两者误差不超过5英尺方可通过验收。
显示和表示测试：列车在区间运行，使用CTC操作台和RBWT列车仿真器，逐一占用和出清列车前方区段，信号显示和表示正确、ITCS控车功能正常。
轨道电路和信号验证测试：按股道进行列车上下行接发车运行测试，运行至区间二接近轨时折返，每条股道需测试4个序列，用时约90分钟。
青藏铁路格拉段采用双向连续车地无线通信指挥行车，其特殊性决定扩能改造施工不同于其他线路，希望此论文对后续青藏线设备国产化改造有一定指导意义。