列車車地通信故障對列車追蹤與移動授權(quán)的影響分析

王炳者

（天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司，天津 300222）

地鐵普遍采用基于通信的列車控制技術(shù)，通過增大發(fā)車密度提高運(yùn)營效率，解決城市人流密集、客流大的問題?，F(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀態(tài)下，在線列車因各種故障原因會出現(xiàn)無法正常通信的現(xiàn)象，稱之為非通信列車，其與正常通信列車在線混跑，一定程度上影響了改變了相鄰正常列車移動授權(quán)范圍，對列車追蹤效率產(chǎn)生了消極影響。結(jié)合日常車載故障分析，車地通信故障占到車載故障的50%以上，下文車地通信故障對列車運(yùn)行的影響進(jìn)行了分析。

1 列車追蹤的原理

列車追蹤就是后續(xù)列車與前行列車保持一定的安全距離保持運(yùn)行，為提高客流運(yùn)行效率，極端情況下一個區(qū)間存在多列列車的情況，此時區(qū)間內(nèi)的多列列車以列車追蹤的形式進(jìn)行運(yùn)行。[1]列車追蹤過程中，后車時刻能夠接收到一個從列車的車尾起運(yùn)行至前方障礙物之間線路的移動授權(quán)。移動授權(quán)終點(diǎn)可能是另一列車的移動授權(quán)起點(diǎn)、信號機(jī)、關(guān)閉的線路區(qū)域或道岔、站臺等。移動授權(quán)生產(chǎn)過程中，將根據(jù)列車異常情況包括倒車或溜車等特性允許的限界集合確定安全的授權(quán)范圍。

2 不同通信列車混跑下列車追蹤

正線列車因故障原因會發(fā)生通信丟失的現(xiàn)象，丟失通信的列車稱之為非通信列車。通信列車?yán)密囕dVOBC系統(tǒng)向地面ATP設(shè)備提供有效的位置報告的列車，非通信列車無法與地面ATP設(shè)備進(jìn)行有效的信息報告的列車。針對通信列車的列車跟蹤基于位置報告信息，對非通信列車的列車跟蹤則基于列車空閑檢測信息。[2]TGMT系統(tǒng)可以允許通信列車和非通信列車進(jìn)行在線混跑，不同通信模式下列車追蹤的方式也不一樣，不同通信列車運(yùn)行模式下列車追蹤分為移動閉塞列車追蹤和固定閉塞列車追蹤，如圖1所示。

圖1 固定閉塞列車追蹤和移動閉塞列車追蹤圖（A、B）

移動閉塞追蹤以邏輯區(qū)段進(jìn)行區(qū)分，固定閉塞追蹤以實(shí)際物理區(qū)段進(jìn)行區(qū)分。移動閉塞追蹤是一個動態(tài)的追蹤過程，隨著列車駛過不同的邏輯區(qū)段位置進(jìn)行變化，分比率高；固定閉塞追蹤其界限是固定的，只有當(dāng)列車完全駛過當(dāng)前區(qū)段或區(qū)間后，更新當(dāng)前追蹤動態(tài)，分辨率低。

實(shí)際運(yùn)營中，當(dāng)追蹤列車因車載故障等原因喪失通信功能后，只能以固定閉塞方式追蹤前車，為保障行車安全，需與前車保留一個空閑區(qū)間和保護(hù)區(qū)段圖1A所示，列車追蹤間隔效率低。

3 列車篩選

為確定追蹤中列車的位置，需自動自動檢測在“位置報告”列車的前方、后方無“隱藏”或“無報告”列車，這個過程叫做篩選。只要認(rèn)為可能存在“隱藏”列車，則就會在列車的前方或后方設(shè)置可疑標(biāo)志。篩選功能就是在追蹤圖上刪除可疑標(biāo)志。[2]

篩選驗(yàn)證是根據(jù)軌道空閑檢測狀態(tài)及列車位置報告進(jìn)行安全性比對后，對“隱藏”列車的一個安全性計算。正常情況下運(yùn)行列車的長度即是運(yùn)行列車的最小長度，進(jìn)行篩選驗(yàn)證時，如果安全設(shè)備檢測到列車與相鄰空閑區(qū)段的距離小于列車最小長度，則自動確認(rèn)在同一區(qū)段列車的端部沒有隱藏列車。

4 不同通信列車的移動授權(quán)

移動授權(quán)是實(shí)現(xiàn)移動閉塞的基礎(chǔ)。移動授權(quán)的起點(diǎn)是追蹤列車車尾的位置，終點(diǎn)是請求的目的地（包括信號機(jī)、站臺和虛擬站臺）之后再增加一段距離的防護(hù)區(qū)段。[3]

當(dāng)確定列車位置確定后，移動授權(quán)是由ATP設(shè)備確定的并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載設(shè)備，移動授權(quán)綜合考慮安全和非安全移動授權(quán)以及其它軌旁條件（可變數(shù)據(jù)）。

圖2 不同情景下移動授權(quán)示意圖

前后列車均為通信車時，以邏輯區(qū)段進(jìn)行列車追蹤，列車間隔距離小、時間段，圖2A所示。

列車變?yōu)榉峭ㄐ帕熊嚭?，運(yùn)行級別自動降級，從而追蹤模式由移動閉塞追蹤降為固定閉塞追蹤，后車移動授權(quán)由追蹤至前車安全包絡(luò)尾端，變?yōu)樽粉欀燎败嚤Ａ粢粋€空閑區(qū)段，此時若列車發(fā)車密集，極易發(fā)生列車區(qū)間緊急制動情況，影響乘客的舒適性，圖2B所示。

追蹤列車為非通信列車時，因無法實(shí)施進(jìn)行位置報告，邏輯區(qū)段檢測失效，以固定閉塞形式進(jìn)行追蹤，以上授權(quán)自動變?yōu)榍耙粋€空閑進(jìn)路，[4]當(dāng)駛?cè)肭耙粋€進(jìn)路后，移動授權(quán)自動更新。此時若發(fā)車密集導(dǎo)致，相鄰信號機(jī)區(qū)間有通信車站行駛，亦會發(fā)生非通信車緊急制動情況，圖2C所示。

當(dāng)前方為限制授權(quán)區(qū)域（例如站臺、其它特殊區(qū)段等）是，后車移動授權(quán)值限制授權(quán)區(qū)域的尾部，因移動授權(quán)終止與前方，列車喪失追蹤功能。按規(guī)定程序通過限制區(qū)域后需重新進(jìn)行追蹤，圖2D所示。

5 結(jié)束語

正線運(yùn)行列車的通信完好性，直接關(guān)系列車的運(yùn)營效率，且運(yùn)行級別高，發(fā)車密度大。當(dāng)發(fā)生徹底通信故障后，直接造成列車緊急制動的情況發(fā)生，影響乘客的乘坐舒適性。提高列車車載設(shè)備檢修質(zhì)量，降低車載通信故障率，對提高列車運(yùn)行效率有積極的促進(jìn)作用。