根竹站ATP等级转换紧急制动的分析处理

余志凌

（南宁局集团公司 南宁电务段，工程师，广西 南宁 530000）

南宁铁路局为开通南宁至玉林的动车组列车，对既有的普速铁路黎湛线根竹至玉林段进行了供电、电务通信信号、工务线路等设备的改造。改造完成后，黎湛下行线通过根竹站1、II、3道与高速铁路南广下行线相连；黎湛上行线通过根竹站Ⅵ、7道与南广上行线相连。

根竹站为CTCS–2级列控区段,黎湛线根竹至贵港黎湛场间上、下行线均设有CTCS–0级与CTCS–2级等级转换设备，动车组列车在根竹至贵港黎湛场间进行CTCS-2级区段与CTCS-0级区段自动转换。黎湛线根竹站地面等级转换应答器位置如图1所示。

图1 黎湛线根竹站地面等级转换应答器位置示意图

1 故障概述

2016年12月31日10∶34，从广西玉林开行至广西南宁东的D9682次（CRH2A-4070-01动车组），在黎湛线根竹站ATP输出紧急制动停车，区间停车1min。

2 原因分析

发生ATP输出紧急制动停车问题的动车组配属南宁铁路局，ATP类型为200C型。通过调阅电务段调度指挥中心的动车组列控设备动态监测系统（DMS），发现该动车组在k47+621m处C0转C2等级转换时，瞬间转为部分监控模式，动车组运行速度超ATP部分监控模式限制速度，ATP输出紧急制动停车。由于安装200H型ATP的动车组列车在这之前已多趟正常运行于玉林站至南宁东站间，初步判断发生问题与200C型ATP有关。

通过下载该动车组ATP的运行记录数据进行分析，SAM数据记录：12月31日10时33分31秒ATP接收到应答器组099-2-10-104（C0→C2等级转换预告应答器组）报文信息。SAM数据152包中记录ATP由C0转C2后进入部分监控模式（PS）走行32米后才转入完全监控模式（FS）。SAM152包数据记录见图2。

图2 SAM152包数据记录图

查阅编号为099-2-10-104等级转换预告应答器的ETCS-41包（等级转换数据包），其描述到等级转换点的距离为240m（应答器报文一见图3）。

图3 应答器报文一

而该应答器中ETCS-21包（线路坡度数据包）、ETCS-27包（线路速度数据包）描述到数据有效起始点的距离为275m（应答器报文二见图4）

图4 应答器报文二

10时33分39秒ATP接收到编号为099-2-10-106的等级转换执行应答器组报文信息，该应答器组的ETCS-41包（等级转换数据包）描述到等级转换点的距离为0m（即立即执行等级转换），ATP自动转换到C2级控车。此时ATP从099-2-10-104等级转换预告应答器组到099-2-10-106等级转换执行应答器组的实际走行距离为241m，距离等级转换预告应答器组ETCS-21包、ETCS-27包描述的坡度数据、线路速度数据有效起点275m还有34m的距离，则由于线路数据不足，ATP无法转换到完全监控模式，只能进入部分监控模式。在部分监控模式下限制速度为45km/h，而当时列车速度为102.9km/h，因此超出限制速度而触发紧急制动。

根据200C型ATP设备软件处理逻辑，处于C0等级控车时，ATP接收到了C0站应答器组（如图一所示的099-2-10-100应答器组、099-2-10-102应答器组）报文描述的C2线路相关数据包，但由于该两组应答器组报文未含有ETCS-41包（等级转换数据包），200C型ATP则不使用该两组应答器组报文内相关线路数据；只有当接收到有效的等级转换预告应答器组（099-2-10-104）报文并且含有效的ETCS-41包信息时，ATP则开始使用该等级转换预告应答器组报文中的ETCS-21包、ETCS-27包等C 2线路数据。

在本案例中，动车组在10时33分31秒接收到有效的等级转换预告应答器组（099-2-10-104）报文信息，则启用该应答器组ETCS-21包、ETCS-27包等线路数据：即，再运行275m为线路数据有效起始点。10时33分39秒ATP接收到等级转换执行应答器组（099-2-10-106）ETCS-41包描述到级间转换点的距离为“0”，即立即执行等级转换，转为C2等级，但由于等级转换点距099-2-10-104应答器组报文描述的达坡度数据、线路速度数据有效起始点还有34m的距离，该段距离的线路数据为无效，无法进入完全监控模式，只能进入部分监控模式。

而200H型ATP设备在等级转换方面的软件处理逻辑与200C型ATP设备不同，200H型ATP设备只要接收到有效的应答器报文就使用，并在后台运算。

当具备以下两个条件时，到达等级转换点则立即转C2完全监控模式：

1）接收到CTCS-1包（轨道区段数据包）、ETCS-21包（线路坡度数据包）、ETCS-27包（线路速度数据包），且数据完整；

2）越过地面载频接收到的载频信息与CTCS-1包指定的载频一致。所以，本案例中，200H型ATP一接收到099-2-10-100、099-2-10-102等C0站应答器组报文信息，即使用其中的C2线路相关数据包进行后台运算，当运行经过该等级转换点时，已满足上述两个条件，则立即由C0转为C2完全监控模式。

从上面的分析可见，发生问题的原因为：200C型ATP设备在处理地面应答器报文描述的线路数据信息的逻辑上存在缺陷，即不使用等级转换预告应答器组之前的C0站应答器组提供的线路数据信息。

3 解决措施及建议

该问题可从修改地面应答器报文或修改动车组200C型ATP设备软件逻辑任一个方面来解决。

3.1 提前采取应急措施建议行车组织部门在问题解决之前不安排装备200C型ATP设备的动车组运行根竹至玉林间的交路，或在装备200C型ATP设备的动车组运行经过该等级转换点时限速45km/h运行。

3.2 督促应答器设备厂家做好有关工作鉴于200C型ATP软件逻辑修改在短期内无法完成，则督促应答器设备厂家修改等级转换预告应答器中的ETCS-21包（线路坡度数据包）、ETCS-27包（线路速度数据包）数据及相应修改CTCS-1包（轨道区段数据包）数据，将数据有效起始点距离修改为0m（立即执行），将线路属性（坡度、线路速度、轨道区段等）描述修改为从当前等级转换预告应答器所在轨道区段的线路属性开始描述。对上述数据修改，以适应200C型ATP的处理逻辑，确保动车组运行正常。

3.3 发挥ATP设备厂家作用督促ATP设备厂家解决200C型ATP等级转换线路数据处理逻辑问题，参照200H型ATP在等级转换方面的软件处理逻辑进行修改、优化。

4 等级转换报文修改效果检验

2017年1月23日，电务段组织应答器设备厂家对根竹站等级转换地面应答器报文进行了修改，即将099-2-10-104应答器组的ETCS-21包、ETCS-27包描述的线路坡度数据、线路速度数据的有效起始点距离由275米修改为0m。修改完成后，组织安装200C型ATP设备的动车组进行试运行，运行正常。试运行动车组ATP接收到099-2-10-106等级转换执行应答器组报文信息后，立即转换为C2完全监控模式。通过下载ATP的运行记录数据分析可见，动车组从099-2-10-104应答器组运行至099-2-10-106等级转换执行应答器组，ATP立即转换为C2完全监控模式，没有出现之前转部分监控模式的情况，达到了预定效果。

5 结束语

本文通过对安装200C型ATP设备的动车组等级转换时发生紧急制动进行分析，剖析了200C型ATP在等级转换时应答器数据取用内在逻辑的缺陷，并给出了解决办法。另外，由于200C型ATP处理逻辑在应答器数据处理及走行轨道区段的允许误差冗余量方面较严格于其他类型ATP，建议类似新线开通时，优先安排使用装备200C型ATP的动车组进行试运行，以提早发现问题，确保后续动车组在新开通线路上运行正常。