客运专线有源应答器监测装置研究

周栓林 吕豪英

*郑州铁路局总工室 高级工程师，450052 郑州

＊＊河南蓝信科技有限公司 工程师，450052 郑州

应答器是列控系统控车数据的重要来源，有源应答器报文直接控制着动车组的运行，其报文的正确性与安全性直接决定着动车组的运行安全。

车站列控中心根据调度命令产生的进路及临时限速控车信息，通过有源应答器传送给动车组。由于该过程工作在开环状态下，传输通道的完整性、有源应答器的工作状态和临时限速命令是否正确执行得不到及时的检查，只有在动车组越过有源应答器后，才能确认有源应答器是否处于正常工作状态，所以一旦有源应答器发生故障或临时限速命令没有正确执行，将会严重危及动车组运行的安全。为此，研制了有源应答器监测装置，使 CTC/TDCS、车站列控中心、LEU和有源应答器之间的通道，由开环状态改为闭环状态，就是将有源应答器报文读出并反馈给CTC/TDCS和微机监测系统，实现了有源应答器闭环检查。

1 功能原理

有源应答器监测装置安装了GPRS网络接口，可以实现有源应答器实时监测信息的无线传输，在各级列控维护中心和需要设置的终端上，显示各车站有源应答器的工作状态和临时限速命令的下达情况。同时，该监测装置还具有记录功能，应答器每次测试的数据都进行记录保存，可以调出历史数据进行回放。数据保存期为1年。

2 结构设计

1.设备组成。如图1所示，有源应答器监测装置 (简称BME)由天线 (BME-A)、数据读取模块 (BME-D)、报文译码单元 (BME-T)和车站信号有关联锁控制条件组成。

2.工作原理。天线安装在被测有源应答器下方，通过电缆与安装在道旁变压器箱内的数据读取模块通信，读取被测应答器原始报文数据，再经过信号电缆传送至机械室组合架托盘上的报文译码单元，完成报文数据接收、译码、分析、报警和记录等功能。

在非测试情况下，数据读取模块处于待机状态或断电状态。当需要读取某指定应答器报文时，报文译码单元下发检测指令，对应的数据读取模块将27.095 MHz的激励信号传送给天线，激活被检测的有源应答器，该有源应答器应答输出3.9 MHz/4.5 MHz的FSK信号，通过天线电缆返回给数据读取模块，通过载波方式传输给报文译码单元。

3.技术要求。符合铁道部运基信号 [2007］63号《有源应答器监测装置技术条件》。

图1 有源应答器监测装置组成图

3 具体实现

1.系统界面。有源应答器监测装置自带一个内嵌式监视器，以简易站场图的方式实现各种功能的显示。在每个设置有源应答器的进站和反方向信号机下方，设一个有源应答器设备状态等边三角形的显示图形。当鼠标移动到应答器图标 (△)范围内，系统会自动在鼠标右侧区域显示当前应答器的限速信息。

有源应答器监测装置与CTC/TDCS系统进行通信后，在CTC/TDCS系统站场图形显示界面上，每个设置有源应答器的进站和反方向信号机下方，同样设一个有源应答器设备状态等边三角形的显示图形。如当测试结果显示“请检查Tx保险状态”时，应立即检查熔断器，如损坏则更换即可。

2.端口状态显示。①与TDCS/CTC系统的通信状态;②与微机监测系统的通信状态;③GPRS通信状态;④应答器当前测试状态。

随着原材料价格上升，人民币升值，出口退税下降，劳动力成本和运输费用提高，促使生产企业成本急剧上涨，利润空间大幅缩水，最大限度地降低成本成为企业扩大利润空间的必选方案。然而，对生产企业来说，要获得更多的利润，关键还是提升企业工业化生产水平，用高生产效率获取更高利润。

3.监测装置工作状态显示。当列车接近车站，监测装置停止检测时，对应有源应答器检测的三角(△)显示白色，同时在正向 (反向)进站信号机相邻2个轨道电路区段线条显示红色，表示列车接近停止检测。

4.进站信号机显示。显示绿色为该信号机已经开放，显示白色为该信号机未开放。

5.应答器监测装置通道连接状态显示。TCC(车站列控中心)至LEU的通道、LEU至有源应答器的通道、监测装置报文译码单元至数据读取模块的通道正常时，其相应连线显示绿色;TCC(车站列控中心)至LEU的通道、LEU至有源应答器的通道故障时，连线显示红色;监测装置报文译码单元至数据读取模块的通道故障时，连线显示灰色。

6.应答器监测状态显示。绿色三角，表示有源应答器设备和应答器监测设备工作状态正常;红色三角，表示有源应答器设备故障或临时限速命令校核不一致;灰色三角，表示有源应答器监测装置自身故障。

7.监测数据显示。①变量M_MCOUNT的值;②临时限速命令数据。

8.应答器报文数据显示。

9.记录日志显示。

10.有源应答器检测数据分析。当TDCS/CTC下达限速命令后，监测装置同时也接收到该限速命令，然后对有源应答器进行检测，将检测到的临时限速信息与TDCS/CTC下达限速命令的速度值进行校核，并将校核结果返回到TDCS/CTC系统显示，同时将校核结果发送到微机监测系统。

对有源应答器进行检测时，根据检测报文的返回结果，对有源应答器的状态进行判断:①M_MCOUNT=255:设备正常;②M_MCOUNT=254:列控中心发默认报文 (接车信号没有开放时正常);③M_MCOUNT=99:LEU发默认报文 (列控中心至LEU故障);④M_MCOUNT=0:有源应答器发默认报文 (LEU到应答器通道故障)。

根据检测报文的返回结果，判断有源应答器工作状态显示如下:①报文检测到M_MCOUNT=255、254(进站信号机关闭)时，显示绿色三角;②报文检测到M_MCOUNT=99、0、254(进站信号机开放)时，显示红色三角;③当有源应答器监测装置自身故障时，显示灰色三角。

11.应答器报文信息显示。点击报文 (B)按钮打开应答器报文信息显示界面，点击报文读取按钮就会测试相应的应答器，TGM报文为应答器内部原始报文，UDF为处理以后的报文数据，报文译码信息为用户报文代表的含义解读，可以直接看到应答器的报文。

12.系统信息。点击信息 (M)按钮打开信息窗体，每一次测试结果及设备状态改变 (如通信接口中断)都被记录下来，作为日后分析依据。

4 结论

根据中国铁路列车控制系统基本规划的要求，研究适合200 km/h以上铁路CTCS-2级和CTCS-3级应答器测试系统，具有对国内外各种应答器进行编程和回读，能检测和解析报文，并能直接检测来自LEU(轨旁电子单元)的信号及DBPL码流的分析，可作为应答器系统的主要开发及维护工具。目前国内还没有满足CTCS要求的应答器检测系统，研究适合中国国情和路情的应答器测试系统具有重大的意义。由郑州铁路局和河南蓝信公司研制的应答器测试系统，通过了铁道部科技司的技术审查文号是科技运〔2007〕176号，已在全路推广使用。