关于正线出站信号机处有源应答器设置的探讨

2015-01-01张浩

铁道通信信号 2015年12期

张浩

客运专线列控系统是保证动车组行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备，它以有效的技术手段对动车组运行速度、运行间隔进行实时监控和超速防护，目前主要有CTCS－2和CTCS－3两个等级（以下简称C2和C3），而应答器设备是该系统的重要组成部分。列控系统的车载（以下简称ATP）设备按C3级控车时，采用接收无线闭塞中心RBC发送的行车许可（MA）进行控车，应答器一般只起定位的作用。本文主要分析和讨论客运专线正线出站信号机处是否设置有源应答器对采用C2级模式控车动车组的影响。

1 应答器设置规范和现场设置情况

1．1 C2级应答器设置规范

《CTCS－2级列控系统应答器应用原则（V2．0）》（科技运［2010］136号）中，对出站信号机应答器组［CZ］设置的规定是：有图定转线作业的正线股道的正线出站信号机外方，设置由1个有源应答器和1个及以上无源应答器构成的应答器组，该应答器组距离出站信号机不应小于（30±0．5）m （从靠近绝缘节的应答器计算）。

1．2 C3级应答器设置规范

《CTCS－3级列控系统应答器应用原则（V2．0）》（科技运［2010］21号）中，对出站信号机应答器组［CZ］设置的规定：有站台或有图定转线作业的正线股道的正线出站信号机外方，设置由1个有源应答器和1个及以上无源应答器构成的应答器组，该应答器组宜靠近站台端设置，距离出站信号机不应小于30m （从靠近绝缘节的应答器计算）。定位应答器组［DW］的设置规定：在车站无图定转线作业的正线股道出站信号机外方，设置由2个无源应答器构成的应答器组，用于列车定位和方向识别，该应答器组距离出站信号机不应小于30m （从靠近绝缘节的应答器计算）。

1．3 现场设置情况

根据现行的规范，C2级的客专线路设置情况是有多个方向的车站正线出站信号机处设置了有源应答器组，单个方向的车站正线出站信号机处未设置应答器组；C3级的客专线路设置情况是有多个方向的车站正线出站信号机处设置了有源应答器组，单个方向的车站正线出站信号机处设置了只起定位作用的无源应答器组。

2 发现问题

2．1 正线出站跨线运行时触发最大常用制动

2015年3月10日21时07分，合福高铁联调联试时装备 ATP－300T的CRH380B－5638动车组G55361次以C2级FS（完全监控）模式控车时，如图1所示，在合肥南站合福场XH→SXX→XXX→SH下行正线直进跨上行正线弯出的进路中，正线股道发送UUS码；当车头越过BXXX无源应答器组时，ATP设备由FS模式转为PS（部分监控）模式，DMI（人机界面）显示允许速度值由80km／h突变为45km／h，进而触发了SB7级制动；当车速降到45km／h以下时，司机按确认键缓解恢复；当车头的BTM越过BSH有源应答器组后，ATP设备由PS模式转为FS模式，动车组恢复正常运行。监控回放如图2所示。

图1 G55361次运行进路

图2 监控回放

图3 司法记录单元JRU数据

2．2 原因分析及对策

通过下载G55361次ATP设备的运行数据，如图3司法记录单元JRU数据所示，并结合地面设备、车载设备情况，重点分析了进路上的应答器组、轨道电路、道岔信息以及ATP－300T的车载逻辑等。

1．应答器信息。动车组的ATP设备需依次经过BXH （JZ、1个有源、2个无源）、BSXX（DW、2 个无源）、BXXG （DW、1 个无源）、BXXX （DW、2个无源）、BSH （FJZ、1个有源、2个无源）共5组应答器。分析报文中的应答器链接［ETCS－5］包得知，BXH链接了BSXX和BXXG、BSXX链接了BXXG和BXXX、BXXG链接了BXXX、BXXX链接了BSHF而不是BSH；分析报文中的线路坡度［ETCS－21］包、线路速度［ETCS－27］包、轨道区段［CTCS－1］包得知BXH描述的是下行线信息，BSXX、BXXG、BXXX描述的是定位信息，BSH描述的是上行线信息。所以，ATP设备会由于缺少应答器提供的跨线信息而由FS模式转为PS模式。

2．轨道电路信息。合福高铁区间和合肥南站的合福场站内，正线采用的是ZPW－2000A／K一体化轨道电路，所以XH→SXX→XXX→SH进路是全进路发码。该进路的低频码序依次为接近区段9963G发U2S码、接车进路XH→XXX发UUS码、发车进路XXX→SH发检测码，离去区段10026G发L5码，发码正常且无掉码现象。另外，各区段应答器描述长度与实际长度基本一致，所以判断轨道电路无问题。

3．ATP相关规范及ATP－300T的车载逻辑。合肥南站合福场XH→SXX→XXX→SH进路上，均设置了辙叉号1／18的道岔，侧向（曲股）通过的允许速度为80km／h。

根据《中国铁路总公司技术管理规程》（高速铁路部分）第100条规定，CTCS－3级列控车载设备按CTCS－2级控车时的部分监控模式，是列控车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据或限速数据时使用的模式，在部分监控模式下，限速值为45km／h；第107条第2点规定，部分监控模式是列控车载设备接收轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据或限速数据时使用的模式，在部分监控模式下，限速值为45km／h。所以ATP－300T的车载逻辑符合规范要求。

4．ATP设备触发SB7级制动的原因和对策。根据以上分析，列控系统地面设备和ATP设备均无问题，导致ATP设备触发SB7级制动的直接原因，是动车组跨线运行时缺少应答器提供的跨线运行信息。所以，解决的对策目前只有采用司机手动干预的办法。

2．3 正线出站信号机处不设有源应答器的影响

1．对其他型号ATP设备的影响。ATP设备除了300T外，C3级有300S和300H，C2级有200H和200C。经过了解，这4种ATP设备以C2级FS模式控车时，遇到正线直进弯出且出站信号机处不设有源应答器的进路时，均会由FS模式转为PS模式。其中，300S和300H的速度会在股道（发送UUS码区段）缓慢下降至45km／h后，由FS模式转为PS模式；200H和200C目前的PS模式执行的是早期车载规范，速度是80km／h，但后期会按新技规修改为45km／h，也会出现上述问题。这些问题导致了动车组运输效率的降低。

2．其他影响。正线出站信号机处不设有源应答器还有以下影响：①当正线出站列车信号未开放时，列控中心因不具备可以控制出站信号机处应答器发送绝对停车信息的能力，故失去了对动车组冒进出站信号的防护；②当站内正线调车信号未开放时，列控中心不具备可以控制出站信号机处应答器发送绝对停车信息的能力，失去了对调车冒进信号的防护。这些问题导致了动车组行车安全系数的减少。

3 解决方案

方案1：修改车载软件在C2模式控车时的逻辑

在正线出站跨线运行进路中，出站信号发送UUS码，300S和300H车载软件是在出站信号机处打靶至45km／h后转为PS模式，所以不会触发SB7级制动；200H和200C目前由于PS模式允许速度是80km／h（下一版软件修改为45km／h），所以暂时不存在问题。因此，只要修改300T车载软件逻辑即可，也就是说在出站信号机前，先打靶至45km／h再转为PS模式，但缺点是300T、300S和300H虽然收到UUS码却只能按照45km／h运行，进路上辙叉号为1／18道岔未能充分利用，影响效率且PS模式是人控（司机控制）为主，不利于安全。

方案2：修改车站列控中心软件，改变正线股道的发码方式

修改车站列控中心软件，改变正线股道的发码方式，即规定正线股道发车弯出时不能发送UUS码，只能发送UU码。缺点与方案1基本相同。

方案3：正线出站信号机处设置有源应答器

在正线出站信号机处设置有源应答器，这样列控中心、轨旁电子单元LEU就可以通过有源应答器给列车提供运行方向的相关数据，ATP不会由FS模式转为PS模式，进路上辙叉号均为1／18的道岔得到充分利用，也不会出现80km／h突变为45km／h的SB7制动问题。需要指出的是，在现有情况下，并不是所有的正线出站信号机处均要设置有源应答器，只是在有跨线运行条件的车站设置正线出站有源应答器。如图4所示。

因为ⅠG可以向SF口和S口发车，即XI→SF，XI→S，有多条进路，所以可以将BXI应答器组改为有源，而ⅡG只能向S口发车，即XⅡ→S，是唯一的进路，所有C3级设BXⅡ为无源应答器组、C2级不设BXⅡ应答器组。同时，该方案也不违反现行规范。缺点是需要修改列控中心软件、增加LEU设备、增加敷设应答器电缆等。