FZy-CTC列車占用丟失報警功能的開發(fā)

宋鵬飛 周宏偉 張 濤

宋鵬飛:中國鐵道科學研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

周宏偉:中國鐵道科學研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

張 濤:中國鐵道科學研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

CTC/TDCS系統(tǒng)能夠為調(diào)度員、車站值班員提供車站全景顯示，實時查詢觀測每趟列車的當前位置、運行方向、列車前方后方車站等各種情況。該全景顯示尤其對調(diào)度員在調(diào)度所廣域范圍調(diào)整列車運行計劃、動態(tài)交匯列車等有很大的幫助?！?.23”溫州列車事故之后，鐵道部對CTC系統(tǒng)提出了增加“列車占用丟失報警”功能，要求系統(tǒng)在出現(xiàn)類似故障時能夠報警，從而避免類似情況發(fā)生。FZy-CTC系統(tǒng)根據(jù)此需求，嚴格判斷列車運行狀態(tài)，實現(xiàn)了列車占用丟失報警功能，為列車安全運行提供了一項技術(shù)保障。

1 列車占用丟失報警總體要求

當列車在區(qū)間運行時，所在的閉塞分區(qū)列車占用紅光帶消失后，連續(xù)15 s前方閉塞分區(qū)無占用表示，需判斷為列車占用丟失，此時向區(qū)間的兩端車務(wù)終端及調(diào)度中心調(diào)度員報警。

當列車處于站內(nèi)股道時，如果所在股道紅光帶消失后、連續(xù)15 s相鄰軌道區(qū)段無占用紅光帶表示，即認為該列車占用丟失，系統(tǒng)立即向本站車務(wù)終端及所屬調(diào)度臺報警。

2 列車占用丟失情況分析

根據(jù)需求及列車運行軌跡，列車運行可以定義為在站內(nèi)運行和在區(qū)間運行。

列車在區(qū)間運行時，列車狀態(tài)有2種途徑獲得:①CTC系統(tǒng)區(qū)間采集狀態(tài);②TCC列控中心發(fā)送信息給CTC，但無論信息源是哪種，都存在故障點。列車在站內(nèi)運行時，聯(lián)鎖系統(tǒng)對股道上的列車存在盲點，比如一單機駛往站內(nèi)不常用的股道時，往往會出現(xiàn)“壓不死”，無法采集到該列車，聯(lián)鎖對突然消失的列車均無報警。為此FZy-CTC系統(tǒng)可根據(jù)新需求及其他系統(tǒng)的盲點進行歸類，一般有如下幾種情況:

1．普通區(qū)間的列車占用丟失。如圖1，列車在C分區(qū)時，C分區(qū)占用紅光帶消失，D分區(qū)連續(xù)15 s無占用紅光帶，則產(chǎn)生列車占用丟失報警;即使此時B分區(qū)又有占用紅光帶，也產(chǎn)生列車占用丟失報警。

圖1 普通區(qū)間

2．區(qū)間緊跟蹤時的列車占用丟失。如圖2所示，T72次和T74次緊跟蹤，T72次占用C分區(qū)，T74次占用D分區(qū)，C分區(qū)占用紅光帶消失后15 s，產(chǎn)生T72次列車占用丟失報警。如圖3中，列車緊跟蹤的前車占用多個閉塞分區(qū)，后車占用紅光帶消失后連續(xù)15 s，甲、乙列車緊跟蹤，甲占用C分區(qū)，乙占用D和E分區(qū)，C分區(qū)占用紅光帶消失后15 s，D分區(qū)雖然占用但不是甲車次時，產(chǎn)生甲列車占用丟失報警。

3．普通的站內(nèi)股道丟失。如圖4，列車原位于ⅠG，ⅠG占用紅光帶消失后，1DG和2DG連續(xù)15 s均無占用紅光帶，則產(chǎn)生列車占用丟失報警。列車在站內(nèi)股道占用后紅光帶消失，相鄰道岔區(qū)段連續(xù)15 s雖然有占用紅光帶，但道岔未開通該股道，也產(chǎn)生列車占用丟失報警。比如ⅠG列車占用紅光帶丟失后，2DG連續(xù)15 s無占用紅光帶，1DG有占用紅光帶，但道岔開向反位，系統(tǒng)仍會產(chǎn)生占用丟失報警。

圖4 站內(nèi)股道丟失

4.站內(nèi)—區(qū)間銜接的占用丟失。當列車由站內(nèi)發(fā)往區(qū)間或由區(qū)間接入站內(nèi)時，存在站內(nèi)聯(lián)鎖與區(qū)間的銜接，需要著重對待。在此種情況聯(lián)鎖、列控的邏輯檢查均可能會產(chǎn)生盲點，需要FZy-CTC進行邏輯判斷。如圖5，當列車進站時，原列車位于X3JG，通過X-ⅠG接車進路進站。當X3JG出清后，需要檢查進站信號機內(nèi)方ⅠAG及1DG是否占用，若沒有占用，系統(tǒng)會判定為占用丟失。

當列車出站時，原列車位于ⅠG，通過XI-SN進路出站，當列車運行至ⅠBG無岔時，如在此站場對象紅光帶出清，聯(lián)鎖可以正常解鎖，認為列車進入?yún)^(qū)間。此時FZy-CTC系統(tǒng)會進行額外檢查，ⅠBG出清后若X1LQ在15 s內(nèi)沒有占用，則認定為占用丟失，會向車站及中心告警。

圖5 站內(nèi)區(qū)間銜接時丟失

3 列車占用丟失功能實現(xiàn)

3.1 抽象運行邏輯

根據(jù)需求、列車運行規(guī)律、車次跟蹤邏輯，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)將車站軌道信號設(shè)備分成2種:區(qū)間車次單元和進路車次單元，如圖6所示。

區(qū)間車次單元，對應(yīng)站間區(qū)間，原則上FZy-CTC不關(guān)心區(qū)間分段AG/BG/CG，整合為一個區(qū)間即可。進路車次單元，對照每個車站的聯(lián)鎖表(只選擇列車進路)，形成一個站的列車進路表。這2種車次單元均有如下特征:列車肯定是在區(qū)間和進路這2種車次單元之上;每個車次單元 (區(qū)間或進路)同時最多只會有一列列車;一列列車可能會在多個車次單元上，但是這多個車次單元必定連續(xù)。

圖6 車次單元

另外，在車站的每一個方向上增加“入口”概念，設(shè)在每個方向的進站信號機處，連接區(qū)間與進路。對車站與車站之間，一般存在如圖7所示的連接:站與站之間會有“連接點”，通過“連接點”進行連接，即A站B站之間可以是A站區(qū)間連接B站區(qū)間或A區(qū)間連接B站進站進路等情況。FZy-CTC車次跟蹤系統(tǒng)內(nèi)建立了此種邏輯連接表。

通過以上的靜態(tài)分析，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)能夠從宏觀上對所有車站的所有信號單元形成一張連接網(wǎng)圖，一般連接關(guān)系如圖8所示。

圖8抽象地描述了車站與車站之間、車次單元與車次單元之間的連接關(guān)系，對列車運行軌跡進行了邏輯抽象。在連接關(guān)系網(wǎng)建立之后，系統(tǒng)需要分析對應(yīng)的狀態(tài)，進行邏輯運算。

區(qū)間單元3種狀態(tài):①軌道狀態(tài)，占用、空閑;②列車狀態(tài)，有車、無車;③方向狀態(tài)，區(qū)間運行方向，站站之間的運行方向。

圖7 站間連接

進路單元3種狀態(tài):①信號狀態(tài)，進路相關(guān)的各站場對象所呈現(xiàn)的實際狀態(tài);②進路狀態(tài)，空閑 (或半空閑)、鎖閉 (信號機開放，全部為白光帶)、占用 (信號機紅，部分為紅光帶);③列車狀態(tài)，有車、無車。

3.2 列車占用丟失檢查

一趟列車位于FZy-CTC系統(tǒng)控制的區(qū)段中，無論何時均會關(guān)聯(lián)1個或多個車次單元。列車運行時，按照對應(yīng)的軌跡，站場表示信息變化時車次單元狀態(tài)同步變化。當某車次的一個單元變?yōu)榭臻e狀態(tài)時，需解除該車次單元與該列車的關(guān)聯(lián)關(guān)系。當某列車關(guān)聯(lián)的車次單元為0時，表明列車處于刪除狀態(tài)，如果該列車是駛往半自動閉塞區(qū)段、或其他無需檢查條件，系統(tǒng)不會進行占用丟失檢查，否則系統(tǒng)會將此類列車加入“丟失待觀察隊列”。FZy-CTC系統(tǒng)開始根據(jù)列車丟失前的最后車次單元，進行15 s輪詢邏輯判斷。

若丟失前的車次單元為“區(qū)間單元”，系統(tǒng)會按照區(qū)間丟失邏輯進行檢查，根據(jù)區(qū)間的運行方向，或區(qū)間的下一個連接對象的狀態(tài)進行輪詢15 s檢查，如果15 s內(nèi)，該區(qū)間的下一個對象仍未占用，系統(tǒng)立即報警且向兩端車站及中心報警。如果下一個區(qū)間在15s內(nèi)占用，系統(tǒng)會進行車次恢復(fù)操作，不認為占用丟失。

若丟失前的車次單元為“進路單元”，系統(tǒng)會進行進路丟失檢查邏輯，根據(jù)丟失時最后的站內(nèi)對象進行判斷。如果是接車進路，只有丟失在股道的相鄰區(qū)段且15 s內(nèi)股道未占用，才進行報警。如果丟失在接車進路的其他站場對象上，站內(nèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)會進行檢查，但是FZy-CTC系統(tǒng)不檢查，盡可能減少報警對操作人員的干擾。如果是發(fā)車進路，只有丟失在進路的最后一個站場對象時才進行15 s邏輯檢查，此時檢查一離去區(qū)間是否有車占用，如果區(qū)間占用，則不認為丟失，并嘗試恢復(fù)車次，如果該區(qū)間15 s仍未占用，系統(tǒng)會進行告警。相應(yīng)的流程圖如圖9所示。

4 結(jié)束語

FZy-CTC系統(tǒng)列車占用丟失功能的實現(xiàn)，對運輸指揮有較大的指導(dǎo)意義，能夠在宏觀指揮方面盡可能地向調(diào)度員值班員對可能發(fā)生的危險進行預(yù)警。在實際應(yīng)用中，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)能夠在真正占用丟失報警與采集丟失不報警之間找到一個符合安全的折中方案，既沒有很多的誤報警，也不會真正丟失而不報，對運輸指揮作業(yè)有較好的幫助。

［1］ 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件(暫行)［R］ ．鐵道部科學技術(shù)司，2004－02－12．

［2］ 運基信號［2011］ 371號．對TDCS/CTC進行升級改造的通知［R］ ．鐵道部運輸局，2011(05)．

［3］ 運基信號函［2011］ 535號．TDCS/CTC系統(tǒng)列車占用丟失報警功能技術(shù)要求［R］ ．鐵道部運輸局，2011(09)．

［4］ TB/T3027－2002.計算機聯(lián)鎖技術(shù)條件［S］ ．中國鐵道出版社.2002.