基于高鐵信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)問題及解決方案研究

劉新戰(zhàn)

【摘 要】本文首先介紹了高速鐵路信號系統(tǒng)的構(gòu)成，詳細(xì)分析聯(lián)調(diào)聯(lián)試中發(fā)現(xiàn)的問題，提出了相應(yīng)的解決方案，從而確保高速鐵路安全高效地運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】高鐵；信號系統(tǒng)；故障；方案

1.前言

隨著鐵路現(xiàn)代化、信息化建設(shè)的飛速發(fā)展，尤其是高速鐵路的開通，電務(wù)設(shè)備既要導(dǎo)航、又要護(hù)航；既要保證行車安全、又要提高運(yùn)輸效率，在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中所扮演的 “安全保護(hù)神”角色越來越重要。信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的目的是驗證高速鐵路信號系統(tǒng)的可靠性、安全性和可用性。根據(jù)試驗結(jié)果調(diào)試系統(tǒng)并指導(dǎo)軟件升級，為優(yōu)化和完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)驗收與開通、制定規(guī)章制度、組織運(yùn)營方案和指導(dǎo)系統(tǒng)的維護(hù)管理提供依據(jù)。

信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的主要內(nèi)容：信號設(shè)備（軌道電路、應(yīng)答器、補(bǔ)償電容）的狀態(tài)檢測； CTCS-2和CTCS-3級列控系統(tǒng)功能的測試；車站聯(lián)鎖系統(tǒng)相關(guān)功能的測試以及 CTC系統(tǒng)（系統(tǒng)功能、接口關(guān)系、故障模擬） 測試。

2.高速鐵路信號系統(tǒng)的構(gòu)成

目前國內(nèi)的高速鐵路信號系統(tǒng)主要有CTCS-2級列控系統(tǒng)和CTCS-3 級列控系統(tǒng) 2 種。圖1為CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

CTCS-3級列控系統(tǒng)是在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了地面RBC設(shè)備，車載設(shè)備增加GSM-R無線電臺和信息接收模塊，實現(xiàn)了基于GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)的雙向信息傳輸，用于速度為 300～350 km/h的新建線路。在 CTCS-3級列控系統(tǒng)中，CTCS-2級列控系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)，當(dāng) CTCS-3級列控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，CTCS-2級列控系統(tǒng)作為熱備系統(tǒng)來繼續(xù)工作，提高了信號系統(tǒng)的可靠性。

CTCS-2 級列控系統(tǒng)則單獨應(yīng)用于速度為200～250 km/h的提速干線和客運(yùn)專線，該系統(tǒng)基于ZPW-2000A軌道電路和點式應(yīng)答器向列車傳送行車許可信息，并通過目標(biāo)距離模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行。

3.聯(lián)調(diào)聯(lián)試中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案

下面針對蘭新高鐵CTCS-2級列控系統(tǒng)功能聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中發(fā)現(xiàn)的若干問題，進(jìn)行分析并介紹了相對應(yīng)的解決方案。

3.1 1LQ 區(qū)段太短問題的處理

如圖 2 所示，當(dāng)排列 X3 向 SF下行發(fā)車時，如發(fā)車進(jìn)路岔區(qū)無碼，動車組運(yùn)行到發(fā)車進(jìn)路時，由于地面為無碼，ATP不能通過地面信息判斷4231信號機(jī)是否開放。出于安全考慮，無論4231信號機(jī)是否開放，ATP都認(rèn)為4231信號機(jī)為紅燈，車載ATP將以4231信號機(jī)處為停車點生成目標(biāo)-距離模式曲線。由于1LQ的區(qū)段長度只有 430 m在 SF 信號機(jī)前 ATP 模式曲線已經(jīng)開始下降，動車組在 SF 前低于線路允許速度80 km / h運(yùn)行。

解決方案：

（1）在施工設(shè)計時確認(rèn)1LQ的最短長度，根據(jù)所有車載不利條件，當(dāng)1LQ滿足650m，速度80km/h 時模式曲線不會下降，因此在設(shè)計時需保證 1LQ區(qū)段長度應(yīng)大于650 m。

（2）可在發(fā)車進(jìn)路后面部分區(qū)段進(jìn)行合并發(fā)碼，增加1LQ的發(fā)碼區(qū)段長度并滿足650m的要求（如圖2IAG在側(cè)線發(fā)車時進(jìn)行發(fā)碼） 。

3.2側(cè)線接車非正常制動問題

如圖3所示，當(dāng)辦理S向X6的接車進(jìn)路，動車組運(yùn)行到6股道（6G）前50m時，由于車載ATP邏輯，車載ATP就會打開載頻搜索窗口查找股道2000Hz的載頻。由于8DG區(qū)段長度小于50m，當(dāng)ATP 搜索窗口打開時，動車組仍在6DG 區(qū)段，ATP 收到6DG發(fā)的2000Hz載頻，誤認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入6股道（6G），這時當(dāng)動車組進(jìn)入8DG時，由于8DG為非一體化軌道區(qū)段，非一體化區(qū)段不發(fā)碼且區(qū)段長度太短，當(dāng)車載收不到載頻，動車組車載 ATP 就會觸發(fā)常用制動。

解決方案：

（1）延長 8DG 軌道區(qū)段長度，考慮地面數(shù)據(jù)的誤差以及為了留有余量，個人認(rèn)為應(yīng)將8DG的距離延長80m，如圖4所示，即大于車載ATP自動打開載頻搜索窗口的距50m。

（2）修改6股道的載頻為2600Hz后，當(dāng)動車組運(yùn)行到6DG時，搜索的載頻為2600Hz，當(dāng)收到6DG發(fā)送的2000Hz載頻信號時不會處理，就能保證ATP正常控車。該方案實施時還應(yīng)同步考慮臨線干擾問題。

3.3信號機(jī) USU 信號突變?yōu)榧t燈

A站辦理7G接車進(jìn)路時，地面信號機(jī)USU信號突變?yōu)榧t燈，到現(xiàn)場檢查信號機(jī)點燈電路中的不可變電阻阻值過大，電流處于臨界值，導(dǎo)致信號不穩(wěn)定。解決方案：

修改進(jìn)站信號機(jī)點燈電路，將USU點燈電路中的不可變電阻更換為阻值較小的電阻，直至試驗良好，即亮穩(wěn)定 USU 燈光。

3.4上行3G側(cè)線通過進(jìn)路無碼問題

如圖5所示，上行辦理 3G 側(cè)線通過進(jìn)路時，側(cè)向發(fā)車進(jìn)路上最小號碼道岔為18號及以上且發(fā)車進(jìn)路上無低于80km/h的固定限速和臨時限速時，發(fā)車信號開放后，股道區(qū)段發(fā)送 USU 碼（側(cè)線無限速） ，當(dāng)出站第一離去區(qū)段發(fā) HU（含 HB、檢測碼）或UU時，股道發(fā)碼降級為UU碼，上行辦理3G側(cè)線通過進(jìn)路，動車至X3信號機(jī)內(nèi)方時應(yīng)收到USU碼，含義為經(jīng)18號道岔側(cè)向通過，但當(dāng)車載出現(xiàn)掉碼問題后，使動車組觸發(fā)常用制動。

解決方案：

首先，通過CD96-3Z移頻測試表來判斷故障范圍，是室內(nèi)故障還是室外故障，如果是室外故障，通常到現(xiàn)場仔細(xì)檢查道岔絕緣、道岔跳線、扼流變壓器及站內(nèi)匹配單元等設(shè)備，在本案例中，經(jīng)過測試，判斷故障為室外故障。到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn) X3信號機(jī)外方 1DG軌道區(qū)段的道岔跳線的設(shè)置存在問題，即絕緣節(jié)前沒有加裝跳線，增加跳線后，3G 恢復(fù)正常發(fā)碼。

3.5聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間易發(fā)生的其他問題

（1）電力電纜與信號電纜同溝；

（2）信號設(shè)備與貫通地線接地不良；

（3）綜合地線被盜，導(dǎo)致地線不通，在電力回流不暢時，不能通過貫通地線分流電流，燒信號電纜；

（4）上跨橋電纜槽道設(shè)在防護(hù)欄外側(cè)，維修中容易掉落到線路上；

（5）集中監(jiān)測、列控中心維護(hù)終端等輔助監(jiān)測設(shè)備未調(diào)試到位，導(dǎo)致大量誤報警；

（6）列控數(shù)據(jù)設(shè)計與現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)不符。

針對以上一系列問題，對于信號系統(tǒng)本身存在的問題，在聯(lián)調(diào)聯(lián)試之前務(wù)必要進(jìn)行及時整改，同時統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)與相關(guān)線路、接觸網(wǎng)、站場等之間的接口，涉及信號系統(tǒng)以外專業(yè)的問題，要會同多個部門進(jìn)行聯(lián)合整治，確保各項工程質(zhì)量到位。

4.結(jié)語

如果能針對高速鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)、分析和歸類，既是積累經(jīng)驗、優(yōu)化聯(lián)調(diào)聯(lián)試方法、指導(dǎo)現(xiàn)場開通技術(shù)人員的需要，也是充分體現(xiàn)我國高速鐵路列控系統(tǒng)不斷進(jìn)步和完善的過程； 通過建立和不斷完善針對性的防范措施，將為我國高速鐵路安全高效地運(yùn)行提供有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張秀廣.高速鐵路通信信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2011，8（ 6）：1-6.

[2]林瑜筠，譚麗，涂序躍等.高速鐵路信號技術(shù)[M].北京： 中國鐵道出版社，2012.

[3]康熊.高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)[J].中國鐵路，2010，46（ 12）：53-56.