点式应答器在提高大连快轨3号线大连站折返能力中的应用

孙传增

（大连现代轨道交通有限公司，116011，大连∥工程师）

应答器是中国列车控制系统中的关键设备。它是一种基于电磁耦合原理，用于在特定地点校准列车位置、实现车－地间数据交换的点式高速数据传输设备。采用地面点式应答器与车载查询器相配合，可以通过点式应答器发送地面码序，由车载设备接收并译码，产生列车控制命令，以有效提高对列车安全运行速度的控制。

1 改造项目的背景介绍

大连快轨3号线是大连市城市轨道交通运输的重要载体。随着经济的发展，大连快轨乘客量近年均成倍增长，快轨信号系统的原设计折返能力已不能满足客运高峰期内的载客量需求，急需对信号系统进行改造，以缓解越来越大的客流量压力。

既有的大连快轨3号线从火车站途径开发区至金石滩，全长49.058km；大连快轨3号线的金州续建线从开发区至九里站，全长14.288km。大连快轨3号线正线采用WG－21A无绝缘轨道电路；道岔区段采用50Hz相敏轨道电路，并利用ATP（列车自动防护）速度码发送环线，连续向车载ATP发送速度信息；在特殊限速区段采用点式应答器，提示列车可按车载信号显示的速度运行。

列车超速防护车载设备的驾驶模式，选用了RM（限速）、CM（编码）和EUM（紧急非限）共三种模式。其中，RM和CM为常用模式，EUM模式平时为禁用模式，选择EUM模式时必须破铅封。

列车ATP信息码共分为18种：93／91LC（最大允许速度Vr＝93km／h，目标速度Vc＝91km／h，LC表示前方至少三个区段空闲），93／91AT（Vr＝93km／h，Vc＝91km／h，AT表示前方第二区段不准进入），93／0，93／77，93／56，79／77LC，79／77AT，79／56，58／56LC，58／56AT，79／0，58／0，58／26，28／26，28／0，28／0A，28／0B，0／0，分别与 WG－21A 无绝缘轨道电路的18种低频（10.3Hz至29Hz，级差为1.1Hz）信息相对应。

大连快轨3号线采用右侧行车方式。快轨大连站采用站前折返，其终端折返模式分为3种：终端模式1（直进斜出的进站发车方式）、终端模式2（斜进直出的进站发车方式）、终端模式3。其中，终端模式3的缺省设置为终端模式1，当终端模式1进路无法选出时，系统自动选择终端模式2。具体站场 图及折返模式如图1所示。

图1 大连快轨3号线大连站列车折返模式

大连快轨3号线改造前的大连站进站折返控制方案存在以下问题：

1）当进站进路排通后，列车在速度码的限制下需要较长时间才能进站停车，导致列车追踪间隔时分加长；

2）当大连站站台线路均有车占用情况下，列车在站外停车等候的位置较远，不利于列车快速进站折返；

3）当出站进路排通后，列车需要较长时间才能出清整个进路，导致后续列车无法及时出站。

其中，当列车经由轨道区段106G到达103G或104G的列车进站停车进路没有排通时，列车在108G会收到58／0速度码，司机根据控车原则会在108G早早将列车停下来。当进站进路排通后，列车需要较长的时间才能进站停车，导致列车追踪间隔时分加长，不能满足目前大连3号线以及金州续建线混运所要求的运输能力。

根据目前运营情况，要求当列车经由轨道区段106G到达103G或104G的进站列车进路没有排通，且106G没有列车占用的时候，列车能够继续运行到2－4DG前停车；当列车进站进路排通后，使列车能够迅速进站，以缩短列车追踪间隔时分。

佛山市禅城区、南海区、顺德区儿童行为问题检出率无差异。考虑与以下因素有关：1）佛山地区位于珠三角经济较发达地区，大部分家庭经济条件较好，对儿童的心理健康教育也比较重视；2）调查中发现，许多中小学校都设有专门的心理咨询室，配备专职心理老师；幼儿园也与医院的儿童心理专家有密切合作，经常邀请心理专家为家长及教师进行有关儿童心理卫生的讲座；3）每年的儿童健康体检，儿童心理行为测试也在该地区的中小学及幼儿园广泛开展，为早期发现心理行为问题及进行早期的干预提供依据。以上的几点也是从小防范心理行为问题值得推荐的较好形式。

根据改造目的，不仅要求列车在收到58／0B码的时候能够使用速度距离模式曲线控车，也要求列车在108G收到58／0码时将58／0码按照58／56AT码处理，在106G收到0／0码时将0／0码按照58／0速度距离模式曲线控车，使列车在保证安全的前提下，停车位置距离2－4DG防护信号机越近越好［安全防护距离40m］，以保证当进站进路排通后列车能够很快地进站停车。因58／0码和0／0码不像58／0B码是专为速度距离模式曲线设置的，地面轨道电路在沿线的很多地方都有可能发送，因此需要加装应答器用于列车定位，使得ATP车载设备只会在108G收到58／0码时按照58／56AT码控车，在106G收到0／0码时使用速度距离模式曲线控车。

该改造项目实施后，使得大连站的折返时间由原5min压缩到3.5min，折返能力提高30%，全线列车追踪间隔可以由原来的5min提高到4min，将大大方便乘客的出行。

2 点式应答器在改造项目中的应用

本改造项目中采用地面应答器与车载查询器相配合的列车超速防护系统。该系统是保证快轨列车行车安全、提高运输效率的一种列车速度监控设备。本次改造，在不改变原信号制式及模式下，运用地面应答器与车载查询器相配合的控车模式来提高对列车安全运行的速度控制。

2.1 点式应答器应用的现场测试

ATP车载设备对列车能否进行精确定位和准确测距，能否在各个轨道区段收到的点式应答器发送的地面码进行准确的译码并提供正确的控车方式起到关键作用。因此，必须对地面点式应答器与车载查询器相配合的列车速度监控功能进行现场测试。

2.1.1 ATP车载设备收到应答器信息的控车模式测试

当ATP车载设备在大连站轨道区段110G末端位置收到前方2个应答器中的任意一个的信息后，即可对列车进行定位，同时开始进行测距，并使用绝缘节进行位置校正。在各个轨道区段收到地面码后的处理方式如下。

1）当ATP车载设备在轨道区段108G内收到58／56AT或58／26或58／0码时，ATP车载设备都按照58／56AT码控车。

3）当ATP车载设备在轨道区段106G内收到58／0B码时，ATP车载设备应按原有方案即按照58／26的速度距离模式曲线控车。

4）当ATP车载设备在轨道区段106G轨内收到0／0码时，ATP车载设备应按照58／0的速度距离模式曲线控车。

5）当ATP车载设备在岔区、站台和尽头线收到0／0码时，ATP车载设备仍应按照0／0码控车，立即实施紧急制动。

6）当ATP车载设备在岔区和站台收到58／0B码时，ATP车载设备应按照28／0码的速度距离模式曲线控车。此时保护区段为101G或102G，列车进站可能有以下几种情况：①ATP车载设备在轨道区段108G内收到58／56AT 码，在轨道区段106G、岔区和站台轨收到58／0B码。在轨道区段101G或102G收到0／0码时，控车曲线如图2所示。②ATP车载设备在108G内先收到58／0码，后又收58／56AT 码，在轨道区段106G、岔区和站台轨收到58／0B码，在轨道区段101G或102G收到0／0码时，控车曲线如图3所示。③ ATP车载设备在轨道区段108G内收到58／0码，在轨道区段106G先收到0／0码，后收到58／0B码，在岔区和站台轨收到58／0B码。在轨道区段101G或102G收到0／0码时，控车曲线如图4所示。2.1.2 ATP车载设备没有收到应答器信息的控车模式测试

1）当ATP车载设备在轨道区段110G末端由于某种原因没有得到应答器信息，则ATP车载设备不能对列车进行定位，所有的处理仍应按照原有方案进行。

2）当ATP车载设备在CM模式下接收到58／0B码，且载频由高变低时，此时ATP车载设备可以认为是在轨道区段106G入口处收到58／0B码，此时仍应采用原来的58／0B控车模式。

3）当ATP车载设备在RM模式下接收到58／0B码，如果司机将驾驶模式转换为CM模式时，ATP车载设备应实施紧急制动，以避免在轨道区段106G入口处收到58／0B码而导致列车定位错误。

4）当列车进入轨道区段106G，由于某种原因将驾驶模式切换到RM模式后，应禁止再切换到CM模式（此项由司机驾驶规范强制保证）。

5）当ATP车载设备检测到58／0B码，但载频不是由高变低时，此时ATP车载设备可以认为不是在轨道区段106G入口处收到58／0B码，ATP车载设备不能对列车进行有效定位，需要无条件进行紧急制动。此时，需要司机将驾驶模式转换为RM模式，由司机保证进站安全。

6）当ATP车载设备检测到58／0和0／0码，由于列车没有定位，仍应按照原有的码定义控车。

2.2 点式应答器应用的测试结果

由图1可知，在大连站有两种折返作业方式：①只使用一个站台进行折返作业；② 使用2个站台交叉进行折返作业。由测试结果可知：① 单站台列车折返所需最短时间为3min 12s，最长为3min 46 s，平均为3min 24s；② 双站台列车折返所需最短时间为3min 22s，最长为3min 50s，平均为3min 35s。

经过此次项目改造，大连站折返时间及列车追踪间隔大大缩短，所有预期功能都成功实现。通过点式应答器发送地面码后，ATP车载设备对列车能够精确进行定位和准确测距，对在各个轨道区段收到的地面码能够进行准确的译码并提供正确的控车方式。由此可以断定，此次运用的地面应答器与车载查询器相配合的列车速度监控系统是稳定可靠的。

3 本改造项目中应用点式应答器的意义

改造项目中点式应答器的合理应用，保证了车载ATP设备的安全性。改进后控车模式曲线简化了司机的操作，应答器存储的相关进路参数的调整保证了行车安全，使列车在即将进站阶段的行驶速度大幅提高，进站—停车所需时间间隔大幅缩短。

本改造项目中的点式查询应答器采用铁道科学研究院的CXY型查询应答器，车载ATP设备采用北京交通大学的LCF－100DT型车载设备。CXY型点式查询应答器现已遍布在铁路沈丹线、广深线、秦沈线和郑州、北京等铁路局的正线或编组站线路上。有近800台应答器及250套车载ATP设备在运营线路和机车上安装使用。该技术是成熟的。

在此次改造项目中，采用地面应答器与车载查询器相配合，在不改变原信号制式及模式下，提高了列车安全运行的速度控制。该技术的成功应用，为下一步大连快轨3号线信号系统的全面升级改造打下了良好的基础，并提供了方向性的指导思路。同时也为国内其他城市地铁、轻轨的列车折返能力改造提供了参考方案。

［1］李向红，李永善，曹进.高速铁路中的查询应答器［J］.铁道通信信号，2004（10）：5.

［2］朱晓航.基于FPGA的应答器报文译码研究［D］.北京：北京交通大学，2007.

［3］邸洪涛.点式信息设备编码的研究与设计［D］.成都：西南交通大学，2007.

［4］苗沁，周天星.城市轨道交通折返站折返能力分析［J］.城市轨道交通研究，2010（11）：57.