降低普速鐵路TDCS列車占用丟失誤報(bào)警率方案的研究

張貴勇

1 問(wèn)題的提出

北京鐵路局普速線路實(shí)施TDCS列車占用丟失報(bào)警功能以來(lái)，誤報(bào)警問(wèn)題比較多，為此電務(wù)部門(mén)組織技術(shù)人員進(jìn)行了逐件分析，歸納總結(jié)出誤報(bào)警類型，并針對(duì)典型事件進(jìn)行深度分析結(jié)果，通過(guò)軟件優(yōu)化，提高了列車占用丟失報(bào)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和容錯(cuò)性。從目前的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用情況看，報(bào)警類型已趨于穩(wěn)定。2014年3月，北京鐵路局管內(nèi)的普速鐵路TDCS列車占用丟失誤報(bào)警共計(jì)145起，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 TDCS列車占用丟失誤報(bào)警類型統(tǒng)計(jì)表

由表1可以看出網(wǎng)絡(luò)通道不良、通信機(jī)工作異常和采集板故障這3種類型原因產(chǎn)生的誤報(bào)警率占77.92%。其中，在相鄰兩站管轄區(qū)間分界處發(fā)生占用丟失誤報(bào)警案例占60.38%，是造成列車占用丟失誤報(bào)警的一個(gè)重要隱患場(chǎng)景，亟待改進(jìn)。

相鄰兩站管轄區(qū)間分界處發(fā)生列車占用丟失誤報(bào)警現(xiàn)象描述為:列車運(yùn)行至本站管轄最后一個(gè)區(qū)段，當(dāng)該區(qū)段出清15 s后，若追蹤系統(tǒng)沒(méi)有收到列車正向運(yùn)行前方區(qū)段 (鄰站管轄的與本站相鄰第一個(gè)區(qū)段)的占用狀態(tài)信息，TDCS列車占用如丟失報(bào)警系統(tǒng)就對(duì)外輸出該站最后一個(gè)區(qū)段的列車占用丟失報(bào)警。如圖1所示。

圖1 站場(chǎng)示意圖

圖1所示，列車運(yùn)行至本站的Q17G，當(dāng)Q17G出清15 s后，TDCS中心系統(tǒng)未收到鄰站的Q19G的占用狀態(tài)信息，則對(duì)外輸出列車占用丟失報(bào)警。產(chǎn)生這種情況的主要原因有:①網(wǎng)絡(luò)通道不良，在信息傳輸過(guò)程中可能有丟包;②鄰站Q19G所屬的采集板故障;③鄰站通信機(jī)工作異常，沒(méi)有將該站的表示信息及時(shí)更新并傳輸出去。這3種情況最終導(dǎo)致中心追蹤服務(wù)器收不到鄰站的Q19G的占用狀態(tài)信息。

在對(duì)誤報(bào)警案例分析的基礎(chǔ)上，提出了三項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)方案:①本站增加采集鄰站相鄰區(qū)段軌道狀態(tài) (站間聯(lián)系條件)信息;②增加區(qū)間信號(hào)機(jī)顯示判定條件;③車次追蹤功能下放至車站。

2 增加采集鄰站區(qū)間站聯(lián)條件方案研究

對(duì)于雙線自動(dòng)閉塞線路，區(qū)間設(shè)備分設(shè)于兩端車站，位于兩站管轄區(qū)分界處兩側(cè)的閉塞分區(qū)要互相利用對(duì)方的相關(guān)條件，因此，設(shè)置了站間聯(lián)系電路。在列車正向運(yùn)行的當(dāng)前站，增加采集前方站的站聯(lián)區(qū)間條件，將采集到的站聯(lián)區(qū)間狀態(tài)納入丟車報(bào)警判斷邏輯，反向運(yùn)行不采用該邏輯。如圖1所示，在本站增加采集鄰站的 Q19G的占用、出清狀態(tài)，在鄰站增加采集本站的Q18G的占用、出清狀態(tài)。

在硬件上，為獲得兩站分界處鄰站的軌道電路狀態(tài)，需在本站采集站間聯(lián)系電路中列車正向運(yùn)行前方相鄰區(qū)段GJF(鄰站)接點(diǎn)條件，并增加采集配線。GJF(鄰站)繼電器應(yīng)具備空接點(diǎn)供TDCS系統(tǒng)使用。在軟件邏輯上，需做以下步驟:

1.列車在區(qū)間運(yùn)行，本站最后一個(gè)區(qū)段出清后，需檢查列車正向運(yùn)行前方鄰站第一個(gè)區(qū)段的GJF(鄰)狀態(tài)，如果15 s內(nèi)既沒(méi)有收到該站采集的GJF(鄰)占用狀態(tài)，也沒(méi)有收到鄰站采集的該區(qū)段占用狀態(tài)，則對(duì)外輸出列車占用丟失告警，否則不對(duì)外輸出列車占用丟失告警。如圖1所示，列車沿下行線方向運(yùn)行，本站增加鄰站的Q19G采集狀態(tài)，并將該區(qū)段命名為“站聯(lián)區(qū)間Q19G＇”，當(dāng)本站的Q17G出清時(shí)，檢查本站的站聯(lián)區(qū)間Q19G＇和鄰站采集的Q19G，如果在15 s內(nèi)均未收到Q19G和Q19G＇的占用，則對(duì)外報(bào)警列車占用丟失，否則不認(rèn)為列車丟失;同理列車沿上行線方向運(yùn)行時(shí)鄰站采集本站的Q18G。

2.增加采集的站聯(lián)區(qū)間條件，只用于列車占用丟失的邏輯檢查，不納入車次追蹤處理邏輯，站聯(lián)區(qū)間條件不關(guān)聯(lián)車次窗，且不在顯示終端上顯示車次號(hào)。

3.緊追蹤場(chǎng)景下的處理邏輯:如圖2所示，T1次列車占用 Q19G和 Q21G，50001次列車占用Q17G，50001次列車與T1次列車形成緊追蹤。在緊追蹤場(chǎng)景下，當(dāng)50001次列車在本站的Q17G出清后15 s內(nèi)，若檢查到本站采集的站聯(lián)區(qū)間Q19G＇或鄰站采集的Q19G為占用狀態(tài)，尚需額外再檢查Q19G是否關(guān)聯(lián)了運(yùn)行中的其他列車車次，如果有其他列車車次，則系統(tǒng)對(duì)外輸出50001次列車占用丟失報(bào)警;如果沒(méi)有其他列車車次，則不認(rèn)為該列車在Q17G列車占用丟失，從而不對(duì)外輸出報(bào)警。

圖2 緊追蹤場(chǎng)景示意圖

3 增加區(qū)間信號(hào)機(jī)顯示判定條件方案研究

在原列車占用丟失報(bào)警的判斷條件基礎(chǔ)上，增加信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)判定條件，即當(dāng)列車滿足原區(qū)間占用丟失報(bào)警條件時(shí)，需增加檢查該列車占用丟失告警閉塞分區(qū)，及其前方閉塞分區(qū)的防護(hù)信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)，若兩架信號(hào)機(jī)中有一架顯示為禁止信號(hào)，則不對(duì)外發(fā)送列車占用丟失報(bào)警信息。

圖3～圖6為幾種不同的場(chǎng)景情況。當(dāng)列車T1次運(yùn)行所在閉塞分區(qū)1005G紅光帶消失后，1007G連續(xù)15 s無(wú)占用紅光帶，此時(shí)需檢查1005G和1007G的防護(hù)信號(hào)機(jī)1005和1007的顯示狀態(tài)，若防護(hù)信號(hào)機(jī)1005和1007的顯示狀態(tài)中有一個(gè)為禁止信號(hào)，則不輸出列車占用丟失告警，否則立即輸出告警，即在圖3、圖4、圖5的場(chǎng)景下不輸出列車占用丟失告警，在圖6的場(chǎng)景下輸出列車占用丟失告警。

該方案的運(yùn)用限制條件為:當(dāng)列車所在閉塞分區(qū)沒(méi)有防護(hù)信號(hào)機(jī)時(shí);列車所在閉塞分區(qū)的前方區(qū)段不是區(qū)間、或前方區(qū)段無(wú)防護(hù)信號(hào)機(jī)時(shí)，當(dāng)列車反向運(yùn)行時(shí)，不采用該判定邏輯。

圖3 場(chǎng)景一示意圖

圖4 場(chǎng)景二示意圖

圖5 場(chǎng)景三示意圖

圖6 場(chǎng)景四示意圖

4 車次追蹤功能下放至車站方案研究

將路局TDCS中心追蹤服務(wù)器的功能進(jìn)行分散化，每一個(gè)車站對(duì)應(yīng)一個(gè)車次追蹤子模塊，并下放到該站的綜合處理機(jī)中，負(fù)責(zé)處理本站站場(chǎng)表示，完成車次跟蹤、報(bào)點(diǎn)、列車占用丟失告警等功能。

硬件升級(jí):鑒于目前上線運(yùn)用的TDCS系統(tǒng)，均為T(mén)DCS2.0結(jié)構(gòu)，設(shè)備硬件的性能不足，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式不佳，無(wú)法滿足TDCS追蹤功能下放到車站的需求，需要按照TDCS3.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)車站分機(jī)設(shè)備升級(jí)，升級(jí)為T(mén)DCS3.0硬件結(jié)構(gòu)及組網(wǎng)方式;車站綜合處理機(jī)采用工業(yè)級(jí)專用平臺(tái)，雙機(jī)熱備方式。

軟件升級(jí):修改車站子系統(tǒng)與中心的連接方式，優(yōu)化車次追蹤軟件邏輯。將原車站與中心之間的環(huán)形邏輯結(jié)構(gòu)，更改為星型邏輯連接，同時(shí)車站與車站綜合處理機(jī)之間兩兩互連，互相傳遞信息。車站車次追蹤運(yùn)行在綜合處理機(jī)中，負(fù)責(zé)該站管轄范圍內(nèi)的車次跟蹤、報(bào)點(diǎn)、占用丟失報(bào)警等功能。優(yōu)化前后的連接方式如圖7和圖8所示。

升級(jí)之前，所有的車站信息均需時(shí)時(shí)匯總至TDCS中心，由中心追蹤服務(wù)器進(jìn)行邏輯處理。車站的站場(chǎng)信息需要經(jīng)過(guò)多個(gè)站的物理網(wǎng)絡(luò)，最終至中心。由于中心與車站之間的物理通道、邏輯通道均是環(huán)形結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)環(huán)回中心時(shí)途徑的通信節(jié)點(diǎn)過(guò)多，一旦某車站的網(wǎng)絡(luò)通道、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信機(jī)等故障，均會(huì)影響其他車站對(duì)中心的數(shù)據(jù)傳輸，從而造成數(shù)據(jù)丟失，導(dǎo)致TDCS中心車次追蹤服務(wù)器產(chǎn)生列車占用丟失誤報(bào)警。

圖7 現(xiàn)車站子系統(tǒng)與中心的連接方式示意圖

圖8 修改后車站子系統(tǒng)與中心的連接方式示意圖

升級(jí)之后，車站綜合處理機(jī)通過(guò)車站網(wǎng)絡(luò)互連，車次追蹤服務(wù)器只對(duì)本站及相鄰站的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，車站與中心之間的通道故障不影響車站正常的數(shù)據(jù)邏輯處理，從而能夠有效地減少由于通道引起的列車占用丟失誤報(bào)警。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)深入分析誤報(bào)警率較高的報(bào)警類型事件，發(fā)現(xiàn)頻發(fā)誤報(bào)警的場(chǎng)景，進(jìn)而對(duì)其場(chǎng)景展開(kāi)研究，提出將本站增加采集鄰站區(qū)間站聯(lián)條件，和增加信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)判定條件納入列車占用丟失報(bào)警邏輯判斷，及車次追蹤功能下放至車站的優(yōu)化方案，這將大量減少普速鐵路自動(dòng)閉塞區(qū)間TDCS列車占用丟失誤報(bào)警，有利于提高列車占用丟失報(bào)警的準(zhǔn)確性，使TDCS列車占用丟失報(bào)警功能更好地發(fā)揮作用，從而提升鐵路運(yùn)輸效率，保證列車運(yùn)行安全。

［1］ 鐵道部運(yùn)輸局.運(yùn)基信號(hào)［2011］535號(hào).對(duì)TDCS/CTC系統(tǒng)列車占用丟失報(bào)警功能技術(shù)要求［R］.2011(09).