特殊場景下RBC移交造成列車停車故障分析

王先明 張健偉

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)是通過鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）傳輸列控相關(guān)信息，當(dāng)無線閉塞中心（RBC）與列控車載設(shè)備建立通信會(huì)話，并滿足發(fā)送行車許可的條件時(shí)，RBC通過GSM-R向列控車載設(shè)備同時(shí)發(fā)送行車許可和線路描述信息［1-2］。CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)考慮了正常情況下、特殊情況下、故障及災(zāi)害情況下的運(yùn)營場景［3］，但當(dāng)站場情況復(fù)雜且受其他因素疊加影響時(shí)，會(huì)暴露出新的問題［4-5］。本文結(jié)合特殊場景下列車制動(dòng)停車故障實(shí)例進(jìn)行深入分析，并研究相應(yīng)的對(duì)策。

1 RBC移交緊急制動(dòng)停車問題

1.1 場景描述及分析

如圖1所示，列車從B站出站經(jīng)聯(lián)絡(luò)線向A站1場方向接車，列車在經(jīng)過RBC切換應(yīng)答器B0022-1（坐標(biāo)XLYK2+181）后制動(dòng)停車。

列車在B站時(shí)，處于RBC1管轄范圍，向A站1場聯(lián)絡(luò)線方向運(yùn)行時(shí)，列車需由RBC1向RBC4移交控制［6］。辦理B站進(jìn)路SⅡ→XJF，RBC1判斷行車許可延伸到RBC1與RBC4交權(quán)邊界處，啟動(dòng)交權(quán)流程，向RBC4發(fā)送預(yù)告消息M201。RBC1判斷列車最大安全前端越過交權(quán)邊界，向RBC4發(fā)送移交通告消息M203。

RBC1將發(fā)車進(jìn)路和S1LQ區(qū)段作為整體發(fā)車進(jìn)路，視為1個(gè)SA，RBC發(fā)送的行車許可會(huì)覆蓋到S1LQ的末端，對(duì)于B站的S1LQ，存在2條進(jìn)路SⅡ→XJF和SⅣ→XJF。因此在RBC的數(shù)據(jù)配置中，邊界前的S1LQ區(qū)段需同時(shí)配置關(guān)聯(lián)2條發(fā)車進(jìn)路（SⅡ→XJF、SⅣ→XJF）。

對(duì)于估計(jì)前端越過交權(quán)邊界的列車，RBC在進(jìn)行列車定位時(shí)，需要使用邊界前應(yīng)答器（執(zhí)行應(yīng)答器前的B0024應(yīng)答器）所關(guān)聯(lián)進(jìn)路的SA號(hào)，獲取邊界后的閉塞分區(qū)，再根據(jù)列車發(fā)送的位置報(bào)告進(jìn)行定位。其中SA號(hào)≥1時(shí)為有效值，表示一個(gè)SA號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)閉塞分區(qū)；SA＝0時(shí)為安全值，表示不存在對(duì)應(yīng)的閉塞分區(qū)。RBC1進(jìn)行列車定位處理時(shí)，判斷邊界前應(yīng)答器所關(guān)聯(lián)的進(jìn)路為SⅡ→XJF或SⅣ→XJF。對(duì)進(jìn)路SⅡ→XJF進(jìn)行校驗(yàn)，獲取進(jìn)路SⅡ→XJF的SA號(hào)為261，關(guān)聯(lián)的下一個(gè)進(jìn)路SA號(hào)為278（對(duì)應(yīng)交權(quán)邊界后的閉塞分區(qū)0022G），校驗(yàn)通過。對(duì)進(jìn)路SⅣ→XJF進(jìn)行校驗(yàn)，首先獲取進(jìn)路SⅣ→XJF配置的SA號(hào)，由于RBC內(nèi)部未配置進(jìn)路SⅣ→XJF的交權(quán)應(yīng)答器等關(guān)聯(lián)信息，SⅣ→XJF配置的SA號(hào)為安全值0，導(dǎo)致RBC獲取下一個(gè)進(jìn)路SA號(hào)時(shí)，判斷未關(guān)聯(lián)邊界后的閉塞分區(qū)，校驗(yàn)不通過，因此判斷列車無法定位，觸發(fā)防護(hù)處理，向列車發(fā)送無條件緊急停車［7］。

圖1 B站至A站聯(lián)絡(luò)線示意圖

列車雙電臺(tái)進(jìn)行交權(quán)時(shí)，列車估計(jì)前端越過交權(quán)邊界前，RBC1若及時(shí)接收到RBC4發(fā)送的接管消息M222，RBC1會(huì)判斷交權(quán)流程結(jié)束，不會(huì)出現(xiàn)列車緊急制動(dòng)。列車單電臺(tái)進(jìn)行交權(quán)，或因通信問題造成列車估計(jì)前端越過交權(quán)邊界后，仍未收到RBC4的接管消息M222時(shí)，RBC1接收到估計(jì)前端越過交權(quán)邊界后的位置報(bào)告時(shí)，會(huì)因列車定位失敗而向列車發(fā)送M16，觸發(fā)冒進(jìn)停車。

1.2 解決措施

此次停車故障為通信疊加RBC問題，暴露出RBC1軟件數(shù)據(jù)配置缺陷，因未開通線路數(shù)據(jù)尚未明確，與設(shè)備廠家溝通后，確認(rèn)應(yīng)刪除RBC1內(nèi)部配置的進(jìn)路SⅣ→XJF相關(guān)信息，使得進(jìn)路唯一，問題臨時(shí)解決，待D方向口開通后，再次對(duì)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行完善，才能根本解決該問題。

2 RBC移交系統(tǒng)重啟問題

2.1 場景及問題分析

2020年某日，某高速鐵路RBC3設(shè)備雙系重啟，對(duì)外接口全部斷開，導(dǎo)致RBC3管內(nèi)多趟動(dòng)車組由CTCS-3級(jí)降為CTCS-2級(jí)運(yùn)行。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)在RBC3雙系重啟前，GB和GC列車依次由RBC3向RBC1移交，前車GB單電臺(tái)啟動(dòng)移交后，在RBC邊界位置RBC3向RBC1發(fā)送M203移交通告［8］，由于列車未與接收RBC1建立有效會(huì)話，導(dǎo)致前車GB的RBC移交過程中，未收到RBC1的M222移交接管信息，RBC3判斷列車移交超時(shí)，計(jì)時(shí)70s刪除移交列車GB。此時(shí)，GC列車的行車許可抵達(dá)移交邊界，RBC3針對(duì)后車GC啟動(dòng)移交，但RBC1仍處于處理GB流程，未回復(fù)針對(duì)GC的消息，RBC3判斷后車GC移交超時(shí)。隨后，RBC1因在配置時(shí)間90s（RBC1與RBC3為不同廠家無線閉塞中心，時(shí)間設(shè)置有區(qū)別）內(nèi)，未收到GB列車最大安全前端通過移交邊界的位置報(bào)告，RBC1認(rèn)為移交流程失敗，向RBC3發(fā)送針對(duì)前車GB的移交取消M204消息，此時(shí)RBC3再次收到GC列車的位置報(bào)告，行車許可已抵達(dá)移交邊界，再次啟動(dòng)移交之后，RBC3將針對(duì)GB列車的取消移交應(yīng)用在了GC列車上，使得軟件在計(jì)算GC的邏輯時(shí)內(nèi)部狀態(tài)不一致。為保證安全輸出，RBC3設(shè)備雙系重啟。

2.2 解決措施

此場景涉及單電臺(tái)、不同廠家RBC設(shè)備間2輛列車移交的情況，雖然不同設(shè)備廠家在對(duì)列車移交超時(shí)的時(shí)間冗余度上有差別，但RBC3設(shè)備在處理時(shí)軟件邏輯存有缺陷，因此需修改RBC設(shè)備軟件，對(duì)接收RBC發(fā)送的M204消息不做處理，使得在計(jì)算后續(xù)移交列車的邏輯時(shí)，內(nèi)部狀態(tài)保持一致，避免發(fā)生雙系重啟。

3 長編列車慢行緊急制動(dòng)問題

2020年某日，GD列車運(yùn)行至X線路所與A站1場 間K190處，ATP觸 發(fā) 冒 進(jìn) 停 車。

3.1 場景及問題分析

經(jīng)站場回放與數(shù)據(jù)分析，GD列車與RBC1建立連接后，發(fā)送列車數(shù)據(jù)，列車長度為420 m。18：33：36，RBC1向RBC4啟 動(dòng)GD次 列 車 移 交。隨后RBC1與RBC4間相互發(fā)送消息進(jìn)行信息交互，其中RBC4發(fā)送的行車許可顯示長度為1138 m的授權(quán)信息。

18：37：18 ，GD次發(fā)送位置報(bào)告M136，最近相關(guān)應(yīng)答器為B123，D_LRBG為16 m。應(yīng)答器B123為RBC1與RBC4移交點(diǎn)應(yīng)答器，此時(shí)列車前端已越過移交點(diǎn)16 m。RBC1向RBC4發(fā)送移交通告M203。18：37：20，因RBC1未收到RBC4的 接管列車消息，繼續(xù)向列車發(fā)送行車許可，行車許可長度為1138 m。

18：38：25 ，RBC1收到列車位置報(bào)告，最近相關(guān)應(yīng)答器為B123，D_LRBG為397 m，此時(shí)列車后端仍未越過移交點(diǎn)（車長420m）。18：37：18至18：38：25期間，RBC1一直未收到RBC4的接管列車消息，因列車后端未越過移交點(diǎn)，RBC1繼續(xù)與列車保持通信［9］。

RBC4在收到RBC1的移交通告70s后，判斷列車已不再可能完成RBC移交，向RBC1發(fā)送M204取消移交。取消移交意味著有對(duì)行車存在安全風(fēng)險(xiǎn)的因素，不能讓列車進(jìn)入管轄范圍，移交RBC1判斷應(yīng)將行車許可縮短至移交點(diǎn)。又因列車前端已越過移交點(diǎn)，基于安全考慮，移交RBC1向列車發(fā)送M16無條件緊急停車，列車緊急制動(dòng)停車。

由于行車計(jì)劃調(diào)整，接車進(jìn)路信號(hào)未及時(shí)開放，此時(shí)長編列車在單電臺(tái)情況下緩行越過RBC移交點(diǎn)，接收RBC在收到移交RBC發(fā)送的移交通告一定時(shí)間內(nèi)，未收到列車的呼叫信息，判斷列車不再可能完成RBC移交，即向移交RBC發(fā)送取消移交消息，移交RBC出于安全考慮，向列車發(fā)送緊急停車消息。

3.2 解決措施

對(duì)于方向口較多的大站場，難免會(huì)遇到因行車計(jì)劃調(diào)整導(dǎo)致信號(hào)開放延后的情況，若在接近區(qū)段有RBC移交點(diǎn)，就會(huì)存在RBC移交失敗，導(dǎo)致列車降級(jí)甚至制動(dòng)停車的風(fēng)險(xiǎn)。因此可以對(duì)大站場RBC移交點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)建議設(shè)備廠家在列車前端已越過移交邊界時(shí)，移交RBC可放棄對(duì)列車的控制，即使遇到長編列車緩行的情況，列車也會(huì)自動(dòng)降級(jí)而避免制動(dòng)停車。

4 總結(jié)

RBC的設(shè)備問題通常不易暴露，因此在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，要對(duì)特殊場景進(jìn)行充分測(cè)試，特別是站場情況復(fù)雜、接發(fā)車口較多、存在施工過渡的車站，要吸取多次停車故障的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。在進(jìn)行RBC數(shù)據(jù)配置時(shí)，僅配置線路開通的進(jìn)路信息，對(duì)于預(yù)留未開通的進(jìn)路均不再進(jìn)行配置［10］。需要豐富測(cè)試案例庫，加強(qiáng)故障模式下的RBC移交測(cè)試，對(duì)RBC的每個(gè)移交點(diǎn)均進(jìn)行單電臺(tái)遍歷測(cè)試，保證各測(cè)試案例能夠全面覆蓋RBC移交的各種可能場景。同時(shí)要加強(qiáng)不同專業(yè)間的信息溝通，不斷提高設(shè)備維護(hù)質(zhì)量。