高鐵軌道電路異常閃紅解決方案研討

楊關(guān)倉 徐唐橋

楊關(guān)倉:西安鐵路局電務處高鐵科 工程師 710054 西安

徐唐橋:西安鐵路局電務處高鐵科 工程師 710054 西安

在高鐵調(diào)度屬地化實施過程中，鄭西高鐵中繼站列控中心對判斷軌道電路的原則進行了修改，但在列控中心軟件修改后，仍發(fā)生了10次“列控中心異常輸出占用信息”，導致正常運行的動車組緊急制動6次，造成了較大的運輸影響和損失。

1 異常閃紅現(xiàn)象

2012年1月28日19:45:47，CRH2094C運行在鄭西高鐵渭南北至華山北站區(qū)間上行線9984BG處，列控車載設備顯示由L5突變?yōu)閁燈，觸發(fā)緊急制動停車，19:59銷記，20:03開車。

1．調(diào)看信號集中監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。19:45:47，列車觸發(fā)緊急制動，制動的原因是前方9944AG異常閃紅。在9944AG“閃紅”時，該軌道電壓曲線正常，沒有出現(xiàn) GJ↓的現(xiàn)象，說明9944AG在“閃紅”時軌道電路是正常的。

2．調(diào)看列控中心維護機數(shù)據(jù)分析。列控A系(主用):9944AG軌道繼電器采集“空閑”，而TC(軌道電路通信盤)向TCC(列控中心)上傳軌道電路狀態(tài)信息為“占用”。列控 B系 (備用):9944AG軌道繼電器采集“空閑”，TC向TCC上傳軌道電路狀態(tài)信息也為“空閑”。即列控中心主系輸出異常，備系輸出正常。

3．車載數(shù)據(jù)分析。ATP接收到前方9944AG“閃紅”，引起行車許可突然縮短的控制信息。

4．軌道電路通信柜監(jiān)測曲線分析。該“閃紅”的軌道電路主軌電壓、狀態(tài)均良好。

5．其他9次軌道電路“閃紅”故障的現(xiàn)象和本次故障基本一致。

2 原因分析

修改前列控中心判斷軌道電路的原則是，“通過采集軌道繼電器狀態(tài)信息判斷軌道電路的狀態(tài)，當TCC采集的軌道繼電器狀態(tài)與軌道電路通信狀態(tài)不一致時，以軌道繼電器狀態(tài)為準，同時輸出報警信息”。

修改后的原則是，TCC對GJ狀態(tài)和TC上傳狀態(tài)進行“雙判斷”，即綜合GJ采集狀態(tài)和TC狀態(tài)，只要有一個狀態(tài)為占用，TCC即判定軌道電路占用;只有兩者都空閑，而TCC才判定軌道電路空閑。

然而修改后的原則對軌道電路通信盤上傳的TC狀態(tài)沒有任何容錯處理機制，造成TCC處理TC上傳狀態(tài)信息偶爾異常時，TCC也輸出占用信息，導致軌道電路異常閃紅。

3 高鐵軌道電路異常閃紅解決方案

該方案分2步走:第一步是查出在軌道電路通信柜監(jiān)測曲線良好和列控中心設備工作狀態(tài)均良好的情況下，列控中心輸出異常占用信息的真實原因，以便定位故障點 (即CAN總線數(shù)據(jù)監(jiān)測方案);第二步是在第一步的基礎(chǔ)上，解決高鐵軌道電路異常閃紅問題 (即TCC對軌道電路狀態(tài)判斷的變更方案)。

3.1 CAN總線數(shù)據(jù)監(jiān)測方案

這一步的目的是查找軌道電路通信盤和列控中心間CAN總線上的數(shù)據(jù)，分清故障到底是發(fā)生在軌道電路通信盤側(cè)，還是發(fā)生在列控中心側(cè)。具體做法:如現(xiàn)場TCC-A為主控系，則在TCC-B系側(cè)連接一個CAN數(shù)據(jù)記錄儀盒，作為數(shù)據(jù)監(jiān)測設備，CAN數(shù)據(jù)記錄儀盒通過USB連接到工控機上，設備連接如圖1所示。

圖1 CAN總線數(shù)據(jù)監(jiān)測設備連接圖

該監(jiān)測方案由和利時和通號公司分別進行了安全風險評估，結(jié)論是對現(xiàn)場的設備安全不會造成影響。目前，該方案已經(jīng)在西安鐵路局中繼站24、23和22進行了加裝，并分別監(jiān)測到了3月11日、3月13日以及3月25日軌道電路異常閃紅的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，TC通信盤上傳遞的數(shù)據(jù)均正常，也就是說軌道電路異常閃紅的原因是列控中心對TC上傳的數(shù)據(jù)處理異常所導致。

3.2 TCC對軌道電路狀態(tài)判斷的變更方案

通過對TC上傳TCC的數(shù)據(jù)監(jiān)測分析，定位了故障的原因，并在此基礎(chǔ)上，提出了TCC對軌道電路狀態(tài)判斷的變更方案。具體是依然采用TCC對GJ狀態(tài)和TC上傳狀態(tài)的“雙判斷”機制，但是TCC對TC上傳狀態(tài)的判斷采用了更為合理的冗余確認。

1．獲得GJ狀態(tài)。與《列控中心技術(shù)規(guī)范》處理方案一致，即只要GJ↓，TCC便輸出“占用”信息。

2．TCC對TC上傳狀態(tài)判定后的輸出狀態(tài)。如圖2所示，“TC上傳狀態(tài)”為TC上傳給TCC的狀態(tài);“TC解析狀態(tài)”為TCC對TC上傳數(shù)據(jù)處理后的對應輸出狀態(tài)。為防止TCC對TC上傳數(shù)據(jù)處理異常，TCC對TC上傳狀態(tài)進行冗余延時判斷，當TC通信盤上傳數(shù)據(jù)為“占用”并持續(xù)3 s后，TCC才輸出軌道電路“占用”狀態(tài);當TC通信盤上傳數(shù)據(jù)為“空閑”并持續(xù)1.5 s后，TCC才輸出軌道電路“空閑”;當TC通信盤上傳為“非法狀態(tài)”時，并且“非法狀態(tài)”保持3 s后，TCC才輸出軌道電路“占用”。

圖2 軌道電路上傳狀態(tài)解析圖

3．TCC輸出軌道電路的狀態(tài)。綜合GJ采集狀態(tài)與TCC對TC上傳狀態(tài)判定后的輸出狀態(tài)，獲得TCC輸出軌道電路的狀態(tài)。即只要GJ采集狀態(tài)與TCC對TC上傳狀態(tài)判定后的輸出狀態(tài)中有一個狀態(tài)為占用，TCC便判定軌道電路占用，當兩者都空閑TCC才判定軌道電路空閑。若兩者不一致并持續(xù)3 s時，TCC向維護終端輸出報警。

3.3 高鐵軌道電路異常閃紅解決方案的運用情況

對高鐵軌道電路異常閃紅解決方案進行了安全風險評估，結(jié)論是對軌道電路上傳的數(shù)據(jù)經(jīng)防抖處理，可以有效避免上傳數(shù)據(jù)突變和列控中心對數(shù)據(jù)處理異常造成的異?！伴W紅”。該方案既提高了設備的可用性、可靠性，也不存在安全風險。按照高鐵軌道電路異常閃紅解決方案，對鄭西高鐵中繼站20、21、22、23和24的列控軟件進行了升級。經(jīng)過近5個月的運用觀察，沒有再次發(fā)生軌道電路異常“閃紅”的現(xiàn)象，現(xiàn)場也沒有出現(xiàn)因軌道電路引起的危及行車安全故障，可以說該方案有效解決了現(xiàn)場軌道電路異?！伴W紅”的問題。

4 結(jié)束語

通過對高鐵軌道電路異常閃紅故障進行深入地分析，明確了高鐵軌道電路異常閃紅的原因，提出了高鐵軌道電路異常閃紅的解決方案。經(jīng)安全風險評估和現(xiàn)場驗證，該方案既具有較高的安全性，又具有較高的可靠性和可用性，滿足現(xiàn)場的運用需求，為鄭西高鐵正在實施的地面列控中心降速軟件版本的確定和全路高鐵列控中心軟件的升級，奠定了良好的安全基礎(chǔ)。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．科技運〔2010〕138號 列控中心技術(shù)規(guī)范［S］．2010，12．

［2］ 和利時公司．鄭西線中繼站閃紅光帶安全風險評估報告［R］．2012．

［3］ 林瑜筠．鐵道信號新技術(shù)概論［M］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［4］ 胡彥朝．車站列控中心接口系統(tǒng)功能概述［J］．科技資訊，2012(17)．