第三节　我国高速铁路列控系统测试技术的发展历程

我国高速铁路的地质条件、运用环境、运行管理、维修维护等与国外不尽相同，国外的系统试验技术与经验虽可借鉴，但无法完全照搬照抄，更需要建设具有我国特点的高速铁路系统试验体系。通过高速铁路大系统综合试验和各子系统试验，对技术引进和技术创新相关装备和设施进行综合测试、评估，可加快高速铁路领域高新技术成果的转化、扩散和实际应用，有力促进我国高速铁路关键技术的发展。同时，系统试验的结果也是编制高速铁路技术标准和规范的重要依据。

为了促进我国铁路综合试验和检测技术的发展，中国铁道科学研究院在北京东郊建立环行铁道试验基地，试验基地占地面积1460000m2，线路38km，其中电气化铁道21km，包括环行试验线（大环、小环）、城轨试验线等，历史试验最高速度达212km/h；小环线设有CTCS-3级列控系统，通过实物与仿真相结合，可以模拟三站两区间的试验环境，最高试验速度135km/h。通过多年的建设，环行铁道试验基地成为中国铁路机车车辆、铁道建筑、铁道电气化、通信信号、客货运输、行车安全、城轨车辆等多学科的综合性科研试验基地，可以承担全国高速铁路和既有干线轨道、桥梁、电务、牵引供电等基础设施检查及全路高速检测列车、轨检车、接触网检测车、钢轨探伤车、电务试验车、综合巡检车、隧道检测车等大型检测设备的新制、改造、维修和年检标定及技术培训工作。

对于各系统在高速运行条件下的功能和性能测试，我国高速铁路将综合应用与工程相结合，建设先导段和试验段，以计算机仿真技术为基础，开发建立实验室仿真测试系统等手段，通过低速与高速、实车与仿真、现场与实验室测试的有机结合，构建一套完善的测试体系，可以实现对系统的充分测试和验证，取得非常好的效果。

我国的郑武线首次引进法国的UM71/TVM300超速防护系统时，即在新郑三站二区间组织开展动态试验，为我国列控系统测试技术的发展打下基础。秦沈客运专线引进的TVM430-SEI系统在秦沈线山绥试验段进行了试验，也对我国自动闭塞和列控系统的发展产生积极的影响。随着我国既有线提速和高速铁路建设，列车运行控制系统已成为确保高速度、高密度列车安全运行的核心技术和必要条件。中国铁路管理部门以故障—安全作为最重要的技术条件，对中国列车运行控制系统进行了系统的、科学的、全面的设计，构建了完整的，高安全、高可靠、高可用的，适合中国国情路情的列控体系。在第六次提速中，首次构建了适应于提速区段的CTCS-2级列车运行控制系统，列控系统采用轨道电路和应答器传输控车信息的方式，实时向列车提供行车许可，解决了控车信息不足的技术难题，列控车载设备通过逻辑运算自动生成目标距离-连续速度控制模式曲线，确保动车组安全运行；通过CTCS-2级与CTCS-0级的相互兼容与集成，实现了列车在既有线和提速区段的跨线运行，实现了动车组与其他列车运行的无缝衔接和互联互通，同时又为列控系统可持续提升和扩展留有充分的技术空间；调度集中或调度指挥系统下达的列控限速调度命令，由列控系统地面设备进行归档计算后，通过列控中心和有源应答器发送给动车组，按限速命令控制列车安全运行，实现了列控限速调度命令的科学管理，同时也确保了限速命令下达的安全性、可靠性和实时性；建立列控系统仿真测试平台，形成一整套完善的测试验证方法，加快设备研发进程，提升检测试验水平，提高系统的整体安全等级。

我国坚持自主创新和集成创新相结合，对列控系统关键技术展开攻关，在列控系统技术领域实现了多项重大突破。从理论建模到计算机仿真，从室内调试到现场综合试验，在系统正式投入运营前，经过严格的各项功能试验和性能检测，以验证其逻辑功能、安全性和可靠性。首先搭建CTCS-2级列控车载设备实验室仿真平台，实现车载设备运营前的全过程仿真测试。该技术可以覆盖全部测试场景，满足实验室内列控车载设备的功能测试和故障安全测试，以及现场无法实现的性能测试需求，对于提高CTCS-2级列控系统的安全性，优化系统的联调联试，消除系统的安全隐患起到了至关重要的作用；其次在环行铁道搭建CTCS-2级列控系统试验环境，确定试验方案和试验内容，对集成创新的CTCS-2级列控系统进行了功能验证试验。在提速线路上，进行了大量实车实线按图行车的试验验证和多种控车模式转换验证，使得CTCS-2级列控系统具有高安全、高可靠、高可用并且适合中国国情路情。经过几年的发展完善，在我国既有线提速、高速铁路得到广泛运用。

京津城际铁路列控系统是保证京津城际铁路列车高速、高效、安全运行的关键技术之一。集成创新的CTCS-3D列控系统，通过静态调试、列控车载设备在铁科院环行试验基地的调试、动态试验和信号系统联调联试，验证了CTCS-3D列控系统的系统适用性与主要技术条件，验证CTCS-2级列控系统在京津CTCS-3D环境下的兼容性，验证列控系统与联锁、CTC、轨道电路的接口特性及主要技术条件，为京津城际铁路信号系统的建设、验收与开通运营提供了重要的技术支持，为武广和京沪高铁建设提供了宝贵经验。

武广高速铁路级列控系统综合试验经历了实验室测试环行铁道试验基地测试CTCS-3、和现场测试。在通号设计院CTCS-3级列控系统实验室完成了CTCS-3级列控系统基本功能实验室仿真测试；在铁科院环行铁道试验基地完成了CTCS-3级列控系统基本功能第一阶段动态试验和第二阶段动态试验；利用CRH2-068C、CRH2-069C动车组在武广高速铁路武汉综合试验段进行了CTCS-3级列控系统现场综合试验，试验分低速（160km/h）和高速（300km/h以上）两个阶段进行，最高运行速度达到340km/h（线路限速340km/h）。2009年12月6日完成了武广高速铁路全线的信号系统联调联试工作。

京沪高速铁路利用动车组CRH380A-6041L搭载进行了机车信号性能、应答器报文接收和轨道电路传输特性动态试验，最高试验速度420km/h；结合CRH380A-150C综合检测车调试试验，进行了应答器报文接收质量动态试验；利用动车组CRH380A-6041L和CRH380B-6401L分别进行了列控系统制动接口与停车曲线精度试验，最高试验速度380km/h；进行了列控系统功能高速适应性试验，同时结合功能试验对CTC系统的相关功能进行了测试。在通号设计院CTCS-3级列控系统实验室进行了列控系统功能高速适应性实验室仿真测试，最高试验速度385km/h；在京沪高速铁路先导段利用CRH2-061（CTCS3-300S型列控车载设备）动车组进行了列控系统互联互通试验，最高试验速度350km/h。

近年来，我国高速铁路列控系统技术得到持续发展，列控系统关键设备陆续开发完成。为满足自主化列控系统综合试验的需要，从2015年下半年开始，在大西线综合试验段开始建设适应于自主化列控系统的综合试验环境，试验环境按照CTCS-3级列控系统标准搭建，满足自主化列控系统功能场景试验、接口试验和互联互通试验的需求，最高试验速度可达到350km/h。2016年6月，我国完全自主化的CTCS-3级列控系统综合试验正式在大西线启动，标志着我国列控系统测试技术的发展又上了一个新的台阶。