STP-yh系統(tǒng)雙點(diǎn)應(yīng)答器問(wèn)題分析

柳 改

（中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司電務(wù)部，廣州 510630）

1 概述

STP-yh無(wú)線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)是調(diào)車安全防護(hù)的輔助設(shè)備。應(yīng)答器作為調(diào)車機(jī)車初始定位入網(wǎng)受控的關(guān)鍵設(shè)備[1]，當(dāng)雙點(diǎn)設(shè)置時(shí)，可以自動(dòng)校準(zhǔn)調(diào)車機(jī)車的上、下行方向，使其與站場(chǎng)實(shí)際方向保持一致，保證調(diào)車機(jī)車正常入網(wǎng)受控[2]。但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)答器雙點(diǎn)設(shè)置時(shí)，存在偶然檢測(cè)不到的情況。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的大量數(shù)據(jù)的比對(duì)、分析，發(fā)現(xiàn)雙點(diǎn)應(yīng)答器之間的安裝距離對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確性的影響[3]，成功解決了調(diào)車機(jī)車偶爾不入網(wǎng)的問(wèn)題。

2 STP-yh系統(tǒng)應(yīng)答器

2.1 應(yīng)答器作用

STP-yh系統(tǒng)應(yīng)答器安裝于站場(chǎng)室外枕木上，調(diào)車機(jī)車經(jīng)過(guò)室外應(yīng)答器時(shí)，吊裝在機(jī)車底部的查詢器天線檢測(cè)到應(yīng)答器信號(hào)，傳輸給查詢器主機(jī)解析[4]并發(fā)送給車載控制主機(jī)。車載控制主機(jī)通過(guò)無(wú)線電臺(tái)向地面控制機(jī)柜發(fā)送申請(qǐng)入網(wǎng)受控的請(qǐng)求。因此，應(yīng)答器用于確定機(jī)車入網(wǎng)受控時(shí)的初始位置，是完成機(jī)車自動(dòng)入網(wǎng)受控過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備。

當(dāng)站場(chǎng)存在諸如機(jī)務(wù)段出/入口、三角線、環(huán)線等可能導(dǎo)致調(diào)車機(jī)車車頭方向調(diào)轉(zhuǎn)的線路時(shí)，需要設(shè)置雙點(diǎn)應(yīng)答器。STP-yh系統(tǒng)通過(guò)判斷檢測(cè)到的雙點(diǎn)應(yīng)答器先后順序的不同，自動(dòng)判斷并校準(zhǔn)機(jī)車上、下行方向，使其與站場(chǎng)實(shí)際上、下行方向保持一致，保證調(diào)車機(jī)車正常入網(wǎng)受控。

2.2 應(yīng)答器設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

STP-yh系統(tǒng)應(yīng)答器的設(shè)置規(guī)定：車站集中聯(lián)鎖區(qū)入口處、車場(chǎng)的分界處；調(diào)車作業(yè)頻繁的關(guān)鍵徑路處所；信號(hào)機(jī)外方的應(yīng)答器距離信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于100 m，盡頭式信號(hào)機(jī)外方的應(yīng)答器距離信號(hào)機(jī)不宜小于 3 m[5]。

以上規(guī)定并未涉及應(yīng)答器雙點(diǎn)設(shè)置的相關(guān)要求，實(shí)際工程中一般基于經(jīng)驗(yàn)，將雙點(diǎn)應(yīng)答器之間距離設(shè)置為30～50 m。這種設(shè)置方式在機(jī)車速度較低時(shí)，能夠滿足系統(tǒng)要求，但當(dāng)機(jī)車速度較高時(shí)，30～50 m的安裝距離已不能滿足系統(tǒng)需求[6]。

2.3 設(shè)置雙點(diǎn)應(yīng)答器的必要性

如圖1所示，某站南場(chǎng)、北場(chǎng)均為向左走行時(shí)為上行方向。機(jī)車在南場(chǎng)時(shí)，向右為前進(jìn)方向，前進(jìn)為下行。當(dāng)調(diào)車機(jī)車由南場(chǎng)經(jīng)過(guò)環(huán)線區(qū)段SNJG去到北場(chǎng)后，車頭方向調(diào)轉(zhuǎn)，變?yōu)橄蜃鬄榍斑M(jìn)方向，前進(jìn)為上行，這就導(dǎo)致機(jī)車上、下行方向改變。反之亦然。

STP-yh系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件中可以設(shè)置機(jī)車經(jīng)過(guò)應(yīng)答器時(shí)的動(dòng)作屬性，如圖1中16號(hào)和4號(hào)應(yīng)答器一般均設(shè)置為上行方向經(jīng)過(guò)應(yīng)答器入網(wǎng)，下行方向經(jīng)過(guò)應(yīng)答器退網(wǎng)。

機(jī)車正常由北場(chǎng)去南場(chǎng)過(guò)16號(hào)應(yīng)答器時(shí)，手柄方向?yàn)橄滦?，北?chǎng)STP-yh系統(tǒng)控制機(jī)車退網(wǎng)，不再控制。等經(jīng)過(guò)4號(hào)應(yīng)答器時(shí)，機(jī)車手柄方向仍為下行，而下行過(guò)4號(hào)應(yīng)答器為退網(wǎng)動(dòng)作，機(jī)車不會(huì)自動(dòng)入網(wǎng)受控，這就導(dǎo)致機(jī)車進(jìn)南場(chǎng)作業(yè)時(shí)存在安全防護(hù)隱患。南場(chǎng)去北場(chǎng)時(shí)情況亦然。因此，設(shè)置雙點(diǎn)應(yīng)答器用于自動(dòng)校準(zhǔn)機(jī)車上、下行方向十分必要[7]。

3 現(xiàn)場(chǎng)故障案例

在圖1中， SN信號(hào)機(jī)距離16號(hào)應(yīng)答器150 m，16號(hào)應(yīng)答器距離17號(hào)應(yīng)答器50 m，17號(hào)應(yīng)答器距離3號(hào)應(yīng)答器超過(guò)2 000 m，3號(hào)應(yīng)答器距離4號(hào)應(yīng)答器50 m，4號(hào)應(yīng)答器距離ST信號(hào)機(jī)150 m。通過(guò)設(shè)置的雙點(diǎn)應(yīng)答器，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)機(jī)車上、下行手柄方向的作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)車自動(dòng)入網(wǎng)受控的功能。

但是在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，仍然存在偶發(fā)性的方向校準(zhǔn)失敗現(xiàn)象，導(dǎo)致不能自動(dòng)入網(wǎng)受控問(wèn)題[8]的發(fā)生。并且通過(guò)更換車載查詢器主機(jī)、查詢器天線、應(yīng)答器等常規(guī)處置措施，故障現(xiàn)象依舊[9]。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)、出北場(chǎng)的兩臺(tái)調(diào)車機(jī)車近兩個(gè)月的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下情況總結(jié)。

1）兩臺(tái)調(diào)車機(jī)車進(jìn)、出北場(chǎng)每次均能檢測(cè)到17號(hào)應(yīng)答器。

2）兩臺(tái)調(diào)車機(jī)車未檢測(cè)到16號(hào)應(yīng)答器的頻率，分別約為10.0%、13.8%，大致相等。如果不區(qū)分兩臺(tái)調(diào)車機(jī)車之間的差異，統(tǒng)計(jì)兩臺(tái)調(diào)車機(jī)車檢測(cè)不到16號(hào)應(yīng)答器的總次數(shù)，再除以兩臺(tái)調(diào)車機(jī)車經(jīng)過(guò)16號(hào)應(yīng)答器的總次數(shù)，得出檢測(cè)不到16號(hào)應(yīng)答器的整體頻率，約為12.5%。并且所有檢測(cè)不到16號(hào)應(yīng)答器的場(chǎng)景，均在調(diào)車機(jī)車進(jìn)北場(chǎng)時(shí)發(fā)生。調(diào)車機(jī)車由北場(chǎng)出來(lái)的場(chǎng)景中，16號(hào)應(yīng)答器均能被檢測(cè)到。

3）通過(guò)16號(hào)應(yīng)答器時(shí)，調(diào)機(jī)速度小于30 km/h的頻率約為46.4%；速度大于30 km/h的頻率約為53.6%，約各占50%。

4）未檢測(cè)到16號(hào)應(yīng)答器的場(chǎng)景中，調(diào)機(jī)過(guò)16號(hào)應(yīng)答器的速度全部大于30 km/h。

4 故障分析與處置措施

4.1 故障分析

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析故障原因如下。

1）機(jī)車進(jìn)出北場(chǎng)過(guò)17號(hào)應(yīng)答器、出北場(chǎng)過(guò)16號(hào)應(yīng)答器時(shí)，每次均能檢測(cè)到相應(yīng)應(yīng)答器，說(shuō)明故障和單個(gè)應(yīng)答器無(wú)關(guān)，16號(hào)、17號(hào)應(yīng)答器均正常。

2）不同機(jī)車故障頻率基本相同，說(shuō)明故障基本和車載設(shè)備無(wú)關(guān)。

3）假設(shè)此故障和過(guò)應(yīng)答器的速度快慢無(wú)關(guān)，則檢測(cè)不到16號(hào)應(yīng)答器的場(chǎng)景中，速度小于30 km/h的場(chǎng)景應(yīng)該約占50%。但故障場(chǎng)景中實(shí)際情況卻是速度全部大于30 km/h，說(shuō)明故障和機(jī)車速度快慢有關(guān)[10]。

4）16號(hào)應(yīng)答器未檢測(cè)到的場(chǎng)景在全部為進(jìn)北場(chǎng)且速度大于30 km/h時(shí)發(fā)生。而出北場(chǎng)無(wú)論速度大于還是小于30 km/h，均能檢測(cè)到16號(hào)應(yīng)答器。說(shuō)明此故障是在過(guò)第一個(gè)應(yīng)答器（17號(hào)）后，再以大于30 km/h的速度過(guò)第二個(gè)應(yīng)答器才發(fā)生，故高度懷疑和兩個(gè)應(yīng)答器安裝間距過(guò)近導(dǎo)致速度大于30 km/h時(shí)，機(jī)車連續(xù)過(guò)兩個(gè)應(yīng)答器的時(shí)間間隔過(guò)短，系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別到第二個(gè)應(yīng)答器（16號(hào)）所致。

4.2 處置措施

16號(hào)、17號(hào)雙點(diǎn)應(yīng)答器現(xiàn)場(chǎng)安裝間隔50 m，以30 km/h的速度勻速經(jīng)過(guò)需要6 s。即時(shí)間間隔小于6 s時(shí)，約有12.5%的概率檢測(cè)不到第二個(gè)應(yīng)答器。時(shí)間間隔大于6 s時(shí)，均能正常檢測(cè)到第二個(gè)應(yīng)答器?，F(xiàn)場(chǎng)最高限速為50 km/h，以時(shí)間間隔滿足大于6 s為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，雙點(diǎn)應(yīng)答器間隔距離要不小于84 m。

考慮到分析數(shù)據(jù)的局限性和留足可靠余量，因此制定現(xiàn)場(chǎng)處置措施為：將雙點(diǎn)應(yīng)答器安裝間隔由50 m 改為 150 m。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后至今近2年，過(guò)雙點(diǎn)應(yīng)答器時(shí)機(jī)車入網(wǎng)受控全部正常，未再報(bào)相關(guān)故障。說(shuō)明以上故障原因分析完全正確，處置措施可靠得當(dāng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)答器的故障一般是性能下降導(dǎo)致偶爾檢測(cè)不到，或者故障后徹底檢測(cè)不到，此兩種故障現(xiàn)象相對(duì)容易判定和處理。而此次的故障場(chǎng)景卻較為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)車作業(yè)途經(jīng)安裝有雙點(diǎn)應(yīng)答器的線路時(shí)，速度一般不超過(guò)30 km/h，而由于此站南、北場(chǎng)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)以列車模式運(yùn)行，速度較快才出現(xiàn)此類問(wèn)題。通過(guò)對(duì)此故障的處理，為后續(xù)工程實(shí)踐提供參考依據(jù)。今后還需收集和總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)各種實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步優(yōu)化完善STP-yh系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，提高安全性能，降低故障概率，保障現(xiàn)場(chǎng)調(diào)車作業(yè)安全。