關(guān)于正線出站信號(hào)機(jī)處有源應(yīng)答器設(shè)置的探討

張 浩

客運(yùn)專線列控系統(tǒng)是保證動(dòng)車組行車安全、提高列車運(yùn)行效率的重要技術(shù)裝備，它以有效的技術(shù)手段對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行速度、運(yùn)行間隔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和超速防護(hù)，目前主要有CTCS－2和CTCS－3兩個(gè)等級(jí) （以下簡稱C2和C3），而應(yīng)答器設(shè)備是該系統(tǒng)的重要組成部分。列控系統(tǒng)的車載 （以下簡稱ATP）設(shè)備按C3級(jí)控車時(shí)，采用接收無線閉塞中心RBC發(fā)送的行車許可 （MA）進(jìn)行控車，應(yīng)答器一般只起定位的作用。本文主要分析和討論客運(yùn)專線正線出站信號(hào)機(jī)處是否設(shè)置有源應(yīng)答器對(duì)采用C2級(jí)模式控車動(dòng)車組的影響。

1 應(yīng)答器設(shè)置規(guī)范和現(xiàn)場設(shè)置情況

1．1 C2級(jí)應(yīng)答器設(shè)置規(guī)范

《CTCS－2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2．0）》（科技運(yùn) ［2010］136號(hào)）中，對(duì)出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組 ［CZ］設(shè)置的規(guī)定是：有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線股道的正線出站信號(hào)機(jī)外方，設(shè)置由1個(gè)有源應(yīng)答器和1個(gè)及以上無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，該應(yīng)答器組距離出站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于 （30±0．5）m （從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算）。

1．2 C3級(jí)應(yīng)答器設(shè)置規(guī)范

《CTCS－3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2．0）》（科技運(yùn) ［2010］21號(hào)）中，對(duì)出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組 ［CZ］設(shè)置的規(guī)定：有站臺(tái)或有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線股道的正線出站信號(hào)機(jī)外方，設(shè)置由1個(gè)有源應(yīng)答器和1個(gè)及以上無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，該應(yīng)答器組宜靠近站臺(tái)端設(shè)置，距離出站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于30m （從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算）。定位應(yīng)答器組 ［DW］的設(shè)置規(guī)定：在車站無圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線股道出站信號(hào)機(jī)外方，設(shè)置由2個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，用于列車定位和方向識(shí)別，該應(yīng)答器組距離出站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于30m （從靠近絕緣節(jié)的應(yīng)答器計(jì)算）。

1．3 現(xiàn)場設(shè)置情況

根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范，C2級(jí)的客專線路設(shè)置情況是有多個(gè)方向的車站正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置了有源應(yīng)答器組，單個(gè)方向的車站正線出站信號(hào)機(jī)處未設(shè)置應(yīng)答器組；C3級(jí)的客專線路設(shè)置情況是有多個(gè)方向的車站正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置了有源應(yīng)答器組，單個(gè)方向的車站正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置了只起定位作用的無源應(yīng)答器組。

2 發(fā)現(xiàn)問題

2．1 正線出站跨線運(yùn)行時(shí)觸發(fā)最大常用制動(dòng)

2015年3月10日21時(shí)07分，合福高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)裝備 ATP－300T的CRH380B－5638動(dòng)車組G55361次以C2級(jí)FS（完全監(jiān)控）模式控車時(shí)，如圖1所示，在合肥南站合福場XH→SXX→XXX→SH下行正線直進(jìn)跨上行正線彎出的進(jìn)路中，正線股道發(fā)送UUS碼；當(dāng)車頭越過BXXX無源應(yīng)答器組時(shí)，ATP設(shè)備由FS模式轉(zhuǎn)為PS（部分監(jiān)控）模式，DMI（人機(jī)界面）顯示允許速度值由80km／h突變?yōu)?5km／h，進(jìn)而觸發(fā)了SB7級(jí)制動(dòng)；當(dāng)車速降到45km／h以下時(shí)，司機(jī)按確認(rèn)鍵緩解恢復(fù)；當(dāng)車頭的BTM越過BSH有源應(yīng)答器組后，ATP設(shè)備由PS模式轉(zhuǎn)為FS模式，動(dòng)車組恢復(fù)正常運(yùn)行。監(jiān)控回放如圖2所示。

圖1 G55361次運(yùn)行進(jìn)路

圖2 監(jiān)控回放

圖3 司法記錄單元JRU數(shù)據(jù)

2．2 原因分析及對(duì)策

通過下載G55361次ATP設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如圖3司法記錄單元JRU數(shù)據(jù)所示，并結(jié)合地面設(shè)備、車載設(shè)備情況，重點(diǎn)分析了進(jìn)路上的應(yīng)答器組、軌道電路、道岔信息以及ATP－300T的車載邏輯等。

1．應(yīng)答器信息。動(dòng)車組的ATP設(shè)備需依次經(jīng)過BXH （JZ、1個(gè)有源、2個(gè)無源）、BSXX（DW、2 個(gè)無源）、BXXG （DW、1 個(gè)無源）、BXXX （DW、2個(gè)無源）、BSH （FJZ、1個(gè)有源、2個(gè)無源）共5組應(yīng)答器。分析報(bào)文中的應(yīng)答器鏈接 ［ETCS－5］包得知，BXH鏈接了BSXX和BXXG、BSXX鏈接了BXXG和BXXX、BXXG鏈接了BXXX、BXXX鏈接了BSHF而不是BSH；分析報(bào)文中的線路坡度 ［ETCS－21］包、線路速度 ［ETCS－27］包、軌道區(qū)段 ［CTCS－1］包得知BXH描述的是下行線信息，BSXX、BXXG、BXXX描述的是定位信息，BSH描述的是上行線信息。所以，ATP設(shè)備會(huì)由于缺少應(yīng)答器提供的跨線信息而由FS模式轉(zhuǎn)為PS模式。

2．軌道電路信息。合福高鐵區(qū)間和合肥南站的合福場站內(nèi)，正線采用的是ZPW－2000A／K一體化軌道電路，所以XH→SXX→XXX→SH進(jìn)路是全進(jìn)路發(fā)碼。該進(jìn)路的低頻碼序依次為接近區(qū)段9963G發(fā)U2S碼、接車進(jìn)路XH→XXX發(fā)UUS碼、發(fā)車進(jìn)路XXX→SH發(fā)檢測碼，離去區(qū)段10026G發(fā)L5碼，發(fā)碼正常且無掉碼現(xiàn)象。另外，各區(qū)段應(yīng)答器描述長度與實(shí)際長度基本一致，所以判斷軌道電路無問題。

3．ATP相關(guān)規(guī)范及ATP－300T的車載邏輯。合肥南站合福場XH→SXX→XXX→SH進(jìn)路上，均設(shè)置了轍叉號(hào)1／18的道岔，側(cè)向 （曲股）通過的允許速度為80km／h。

根據(jù) 《中國鐵路總公司技術(shù)管理規(guī)程》（高速鐵路部分）第100條規(guī)定，CTCS－3級(jí)列控車載設(shè)備按CTCS－2級(jí)控車時(shí)的部分監(jiān)控模式，是列控車載設(shè)備接收到軌道電路允許行車信息，而缺少應(yīng)答器提供的線路數(shù)據(jù)或限速數(shù)據(jù)時(shí)使用的模式，在部分監(jiān)控模式下，限速值為45km／h；第107條第2點(diǎn)規(guī)定，部分監(jiān)控模式是列控車載設(shè)備接收軌道電路允許行車信息，而缺少應(yīng)答器提供的線路數(shù)據(jù)或限速數(shù)據(jù)時(shí)使用的模式，在部分監(jiān)控模式下，限速值為45km／h。所以ATP－300T的車載邏輯符合規(guī)范要求。

4．ATP設(shè)備觸發(fā)SB7級(jí)制動(dòng)的原因和對(duì)策。根據(jù)以上分析，列控系統(tǒng)地面設(shè)備和ATP設(shè)備均無問題，導(dǎo)致ATP設(shè)備觸發(fā)SB7級(jí)制動(dòng)的直接原因，是動(dòng)車組跨線運(yùn)行時(shí)缺少應(yīng)答器提供的跨線運(yùn)行信息。所以，解決的對(duì)策目前只有采用司機(jī)手動(dòng)干預(yù)的辦法。

2．3 正線出站信號(hào)機(jī)處不設(shè)有源應(yīng)答器的影響

1．對(duì)其他型號(hào)ATP設(shè)備的影響。ATP設(shè)備除了300T外，C3級(jí)有300S和300H，C2級(jí)有200H和200C。經(jīng)過了解，這4種ATP設(shè)備以C2級(jí)FS模式控車時(shí)，遇到正線直進(jìn)彎出且出站信號(hào)機(jī)處不設(shè)有源應(yīng)答器的進(jìn)路時(shí)，均會(huì)由FS模式轉(zhuǎn)為PS模式。其中，300S和300H的速度會(huì)在股道（發(fā)送UUS碼區(qū)段）緩慢下降至45km／h后，由FS模式轉(zhuǎn)為PS模式；200H和200C目前的PS模式執(zhí)行的是早期車載規(guī)范，速度是80km／h，但后期會(huì)按新技規(guī)修改為45km／h，也會(huì)出現(xiàn)上述問題。這些問題導(dǎo)致了動(dòng)車組運(yùn)輸效率的降低。

2．其他影響。正線出站信號(hào)機(jī)處不設(shè)有源應(yīng)答器還有以下影響：①當(dāng)正線出站列車信號(hào)未開放時(shí)，列控中心因不具備可以控制出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器發(fā)送絕對(duì)停車信息的能力，故失去了對(duì)動(dòng)車組冒進(jìn)出站信號(hào)的防護(hù)；②當(dāng)站內(nèi)正線調(diào)車信號(hào)未開放時(shí)，列控中心不具備可以控制出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器發(fā)送絕對(duì)停車信息的能力，失去了對(duì)調(diào)車冒進(jìn)信號(hào)的防護(hù)。這些問題導(dǎo)致了動(dòng)車組行車安全系數(shù)的減少。

3 解決方案

方案1：修改車載軟件在C2模式控車時(shí)的邏輯

在正線出站跨線運(yùn)行進(jìn)路中，出站信號(hào)發(fā)送UUS碼，300S和300H車載軟件是在出站信號(hào)機(jī)處打靶至45km／h后轉(zhuǎn)為PS模式，所以不會(huì)觸發(fā)SB7級(jí)制動(dòng)；200H和200C目前由于PS模式允許速度是80km／h（下一版軟件修改為45km／h），所以暫時(shí)不存在問題。因此，只要修改300T車載軟件邏輯即可，也就是說在出站信號(hào)機(jī)前，先打靶至45km／h再轉(zhuǎn)為PS模式，但缺點(diǎn)是300T、300S和300H雖然收到UUS碼卻只能按照45km／h運(yùn)行，進(jìn)路上轍叉號(hào)為1／18道岔未能充分利用，影響效率且PS模式是人控 （司機(jī)控制）為主，不利于安全。

方案2：修改車站列控中心軟件，改變正線股道的發(fā)碼方式

修改車站列控中心軟件，改變正線股道的發(fā)碼方式，即規(guī)定正線股道發(fā)車彎出時(shí)不能發(fā)送UUS碼，只能發(fā)送UU碼。缺點(diǎn)與方案1基本相同。

方案3：正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置有源應(yīng)答器

在正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置有源應(yīng)答器，這樣列控中心、軌旁電子單元LEU就可以通過有源應(yīng)答器給列車提供運(yùn)行方向的相關(guān)數(shù)據(jù)，ATP不會(huì)由FS模式轉(zhuǎn)為PS模式，進(jìn)路上轍叉號(hào)均為1／18的道岔得到充分利用，也不會(huì)出現(xiàn)80km／h突變?yōu)?5km／h的SB7制動(dòng)問題。需要指出的是，在現(xiàn)有情況下，并不是所有的正線出站信號(hào)機(jī)處均要設(shè)置有源應(yīng)答器，只是在有跨線運(yùn)行條件的車站設(shè)置正線出站有源應(yīng)答器。如圖4所示。

因?yàn)棰馟可以向SF口和S口發(fā)車，即XI→SF，XI→S，有多條進(jìn)路，所以可以將BXI應(yīng)答器組改為有源，而ⅡG只能向S口發(fā)車，即XⅡ→S，是唯一的進(jìn)路，所有C3級(jí)設(shè)BXⅡ?yàn)闊o源應(yīng)答器組、C2級(jí)不設(shè)BXⅡ應(yīng)答器組。同時(shí)，該方案也不違反現(xiàn)行規(guī)范。缺點(diǎn)是需要修改列控中心軟件、增加LEU設(shè)備、增加敷設(shè)應(yīng)答器電纜等。

圖4 按需要設(shè)置正線出站信號(hào)機(jī)處的有源應(yīng)答器組

4 建議方案

綜上所述，方案3的方法相對(duì)較好，遵循了相關(guān)規(guī)范。同時(shí)，該方案經(jīng)過試驗(yàn)室仿真測試證明可以有效的解決該問題。

［1］ CTCS－2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2．0）［S］．（科技運(yùn)［2010］136號(hào)）．2010．

［2］ CTCS－3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2．0）［S］．（科技運(yùn)［2010］21號(hào)）．2010．

［3］ 鐵路技術(shù)管理規(guī)程（鐵總科技［2014］172號(hào)）［S］．2014．