根竹站ATP等級(jí)轉(zhuǎn)換緊急制動(dòng)的分析處理

余志凌

（南寧局集團(tuán)公司 南寧電務(wù)段，工程師，廣西 南寧 530000）

南寧鐵路局為開通南寧至玉林的動(dòng)車組列車，對(duì)既有的普速鐵路黎湛線根竹至玉林段進(jìn)行了供電、電務(wù)通信信號(hào)、工務(wù)線路等設(shè)備的改造。改造完成后，黎湛下行線通過根竹站1、II、3道與高速鐵路南廣下行線相連；黎湛上行線通過根竹站Ⅵ、7道與南廣上行線相連。

根竹站為CTCS–2級(jí)列控區(qū)段,黎湛線根竹至貴港黎湛場(chǎng)間上、下行線均設(shè)有CTCS–0級(jí)與CTCS–2級(jí)等級(jí)轉(zhuǎn)換設(shè)備，動(dòng)車組列車在根竹至貴港黎湛場(chǎng)間進(jìn)行CTCS-2級(jí)區(qū)段與CTCS-0級(jí)區(qū)段自動(dòng)轉(zhuǎn)換。黎湛線根竹站地面等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器位置如圖1所示。

圖1 黎湛線根竹站地面等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器位置示意圖

1 故障概述

2016年12月31日10∶34，從廣西玉林開行至廣西南寧東的D9682次（CRH2A-4070-01動(dòng)車組），在黎湛線根竹站ATP輸出緊急制動(dòng)停車，區(qū)間停車1min。

2 原因分析

發(fā)生ATP輸出緊急制動(dòng)停車問題的動(dòng)車組配屬南寧鐵路局，ATP類型為200C型。通過調(diào)閱電務(wù)段調(diào)度指揮中心的動(dòng)車組列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（DMS），發(fā)現(xiàn)該動(dòng)車組在k47+621m處C0轉(zhuǎn)C2等級(jí)轉(zhuǎn)換時(shí)，瞬間轉(zhuǎn)為部分監(jiān)控模式，動(dòng)車組運(yùn)行速度超ATP部分監(jiān)控模式限制速度，ATP輸出緊急制動(dòng)停車。由于安裝200H型ATP的動(dòng)車組列車在這之前已多趟正常運(yùn)行于玉林站至南寧東站間，初步判斷發(fā)生問題與200C型ATP有關(guān)。

通過下載該動(dòng)車組ATP的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，SAM數(shù)據(jù)記錄：12月31日10時(shí)33分31秒ATP接收到應(yīng)答器組099-2-10-104（C0→C2等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組）報(bào)文信息。SAM數(shù)據(jù)152包中記錄ATP由C0轉(zhuǎn)C2后進(jìn)入部分監(jiān)控模式（PS）走行32米后才轉(zhuǎn)入完全監(jiān)控模式（FS）。SAM152包數(shù)據(jù)記錄見圖2。

圖2 SAM152包數(shù)據(jù)記錄圖

查閱編號(hào)為099-2-10-104等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器的ETCS-41包（等級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包），其描述到等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離為240m（應(yīng)答器報(bào)文一見圖3）。

圖3 應(yīng)答器報(bào)文一

而該應(yīng)答器中ETCS-21包（線路坡度數(shù)據(jù)包）、ETCS-27包（線路速度數(shù)據(jù)包）描述到數(shù)據(jù)有效起始點(diǎn)的距離為275m（應(yīng)答器報(bào)文二見圖4）

圖4 應(yīng)答器報(bào)文二

10時(shí)33分39秒ATP接收到編號(hào)為099-2-10-106的等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組報(bào)文信息，該應(yīng)答器組的ETCS-41包（等級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包）描述到等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離為0m（即立即執(zhí)行等級(jí)轉(zhuǎn)換），ATP自動(dòng)轉(zhuǎn)換到C2級(jí)控車。此時(shí)ATP從099-2-10-104等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組到099-2-10-106等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組的實(shí)際走行距離為241m，距離等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組ETCS-21包、ETCS-27包描述的坡度數(shù)據(jù)、線路速度數(shù)據(jù)有效起點(diǎn)275m還有34m的距離，則由于線路數(shù)據(jù)不足，ATP無法轉(zhuǎn)換到完全監(jiān)控模式，只能進(jìn)入部分監(jiān)控模式。在部分監(jiān)控模式下限制速度為45km/h，而當(dāng)時(shí)列車速度為102.9km/h，因此超出限制速度而觸發(fā)緊急制動(dòng)。

根據(jù)200C型ATP設(shè)備軟件處理邏輯，處于C0等級(jí)控車時(shí)，ATP接收到了C0站應(yīng)答器組（如圖一所示的099-2-10-100應(yīng)答器組、099-2-10-102應(yīng)答器組）報(bào)文描述的C2線路相關(guān)數(shù)據(jù)包，但由于該兩組應(yīng)答器組報(bào)文未含有ETCS-41包（等級(jí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包），200C型ATP則不使用該兩組應(yīng)答器組報(bào)文內(nèi)相關(guān)線路數(shù)據(jù)；只有當(dāng)接收到有效的等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組（099-2-10-104）報(bào)文并且含有效的ETCS-41包信息時(shí)，ATP則開始使用該等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組報(bào)文中的ETCS-21包、ETCS-27包等C 2線路數(shù)據(jù)。

在本案例中，動(dòng)車組在10時(shí)33分31秒接收到有效的等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組（099-2-10-104）報(bào)文信息，則啟用該應(yīng)答器組ETCS-21包、ETCS-27包等線路數(shù)據(jù)：即，再運(yùn)行275m為線路數(shù)據(jù)有效起始點(diǎn)。10時(shí)33分39秒ATP接收到等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組（099-2-10-106）ETCS-41包描述到級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離為“0”，即立即執(zhí)行等級(jí)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為C2等級(jí)，但由于等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)距099-2-10-104應(yīng)答器組報(bào)文描述的達(dá)坡度數(shù)據(jù)、線路速度數(shù)據(jù)有效起始點(diǎn)還有34m的距離，該段距離的線路數(shù)據(jù)為無效，無法進(jìn)入完全監(jiān)控模式，只能進(jìn)入部分監(jiān)控模式。

而200H型ATP設(shè)備在等級(jí)轉(zhuǎn)換方面的軟件處理邏輯與200C型ATP設(shè)備不同，200H型ATP設(shè)備只要接收到有效的應(yīng)答器報(bào)文就使用，并在后臺(tái)運(yùn)算。

當(dāng)具備以下兩個(gè)條件時(shí)，到達(dá)等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)則立即轉(zhuǎn)C2完全監(jiān)控模式：

1）接收到CTCS-1包（軌道區(qū)段數(shù)據(jù)包）、ETCS-21包（線路坡度數(shù)據(jù)包）、ETCS-27包（線路速度數(shù)據(jù)包），且數(shù)據(jù)完整；

2）越過地面載頻接收到的載頻信息與CTCS-1包指定的載頻一致。所以，本案例中，200H型ATP一接收到099-2-10-100、099-2-10-102等C0站應(yīng)答器組報(bào)文信息，即使用其中的C2線路相關(guān)數(shù)據(jù)包進(jìn)行后臺(tái)運(yùn)算，當(dāng)運(yùn)行經(jīng)過該等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)，已滿足上述兩個(gè)條件，則立即由C0轉(zhuǎn)為C2完全監(jiān)控模式。

從上面的分析可見，發(fā)生問題的原因?yàn)椋?00C型ATP設(shè)備在處理地面應(yīng)答器報(bào)文描述的線路數(shù)據(jù)信息的邏輯上存在缺陷，即不使用等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組之前的C0站應(yīng)答器組提供的線路數(shù)據(jù)信息。

3 解決措施及建議

該問題可從修改地面應(yīng)答器報(bào)文或修改動(dòng)車組200C型ATP設(shè)備軟件邏輯任一個(gè)方面來解決。

3.1 提前采取應(yīng)急措施建議行車組織部門在問題解決之前不安排裝備200C型ATP設(shè)備的動(dòng)車組運(yùn)行根竹至玉林間的交路，或在裝備200C型ATP設(shè)備的動(dòng)車組運(yùn)行經(jīng)過該等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)限速45km/h運(yùn)行。

3.2 督促應(yīng)答器設(shè)備廠家做好有關(guān)工作鑒于200C型ATP軟件邏輯修改在短期內(nèi)無法完成，則督促應(yīng)答器設(shè)備廠家修改等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器中的ETCS-21包（線路坡度數(shù)據(jù)包）、ETCS-27包（線路速度數(shù)據(jù)包）數(shù)據(jù)及相應(yīng)修改CTCS-1包（軌道區(qū)段數(shù)據(jù)包）數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)有效起始點(diǎn)距離修改為0m（立即執(zhí)行），將線路屬性（坡度、線路速度、軌道區(qū)段等）描述修改為從當(dāng)前等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器所在軌道區(qū)段的線路屬性開始描述。對(duì)上述數(shù)據(jù)修改，以適應(yīng)200C型ATP的處理邏輯，確保動(dòng)車組運(yùn)行正常。

3.3 發(fā)揮ATP設(shè)備廠家作用督促ATP設(shè)備廠家解決200C型ATP等級(jí)轉(zhuǎn)換線路數(shù)據(jù)處理邏輯問題，參照200H型ATP在等級(jí)轉(zhuǎn)換方面的軟件處理邏輯進(jìn)行修改、優(yōu)化。

4 等級(jí)轉(zhuǎn)換報(bào)文修改效果檢驗(yàn)

2017年1月23日，電務(wù)段組織應(yīng)答器設(shè)備廠家對(duì)根竹站等級(jí)轉(zhuǎn)換地面應(yīng)答器報(bào)文進(jìn)行了修改，即將099-2-10-104應(yīng)答器組的ETCS-21包、ETCS-27包描述的線路坡度數(shù)據(jù)、線路速度數(shù)據(jù)的有效起始點(diǎn)距離由275米修改為0m。修改完成后，組織安裝200C型ATP設(shè)備的動(dòng)車組進(jìn)行試運(yùn)行，運(yùn)行正常。試運(yùn)行動(dòng)車組ATP接收到099-2-10-106等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組報(bào)文信息后，立即轉(zhuǎn)換為C2完全監(jiān)控模式。通過下載ATP的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析可見，動(dòng)車組從099-2-10-104應(yīng)答器組運(yùn)行至099-2-10-106等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組，ATP立即轉(zhuǎn)換為C2完全監(jiān)控模式，沒有出現(xiàn)之前轉(zhuǎn)部分監(jiān)控模式的情況，達(dá)到了預(yù)定效果。

5 結(jié)束語

本文通過對(duì)安裝200C型ATP設(shè)備的動(dòng)車組等級(jí)轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生緊急制動(dòng)進(jìn)行分析，剖析了200C型ATP在等級(jí)轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)答器數(shù)據(jù)取用內(nèi)在邏輯的缺陷，并給出了解決辦法。另外，由于200C型ATP處理邏輯在應(yīng)答器數(shù)據(jù)處理及走行軌道區(qū)段的允許誤差冗余量方面較嚴(yán)格于其他類型ATP，建議類似新線開通時(shí)，優(yōu)先安排使用裝備200C型ATP的動(dòng)車組進(jìn)行試運(yùn)行，以提早發(fā)現(xiàn)問題，確保后續(xù)動(dòng)車組在新開通線路上運(yùn)行正常。