列控中心增加ATO功能及测试方法简析

程露竹

(1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2.北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

1 概述

高速铁路ATO系统是在CTCS-2/CTCS-3级列控系统的基础上，修改或新增车载和地面设备[1]，以实现高速铁路车站自动停车、发车，区间自动运行，车站自动开门等功能。

列控中心作为CTCS-2/CTCS-3级列控系统的重要子系统设备，为实现高铁ATO功能，进行了适配修改。列控中心在既有功能基础上，通过对接口和软件逻辑的修改，实现对车站站台门的联动控制和站台门异常防护。

2 列控中心在高铁ATO系统中的应用

高速铁路ATO系统，由车载设备和地面设备两部分组成。车载设备包含ATP单元、ATO单元、GPRS电台及相关配套设备；地面设备由TSRS、RBC、CTC、TCC，轨道电路、应答器等设备组成[2]。ATO系统功能如图1所示。

图1 ATO系统功能图Fig.1 Functions of ATO system

在ATO系统运行过程中，车载ATO设备在ATP设备的行车许可下自动驾驶列车。车载ATO设备与TSRS设备间通过GSM-R网络进行信息交互。TSRS设备向相应的车载ATO设备转发来自CTC的列车运行计划信息[3]，并向车载ATO设备发送站间数据（线路速度、坡度和临时限速）和站间长度等信息，用于ATO设备自动驾驶列车运行。车载ATO向TSRS发送列车位置、运行计划反馈、列车运行状态及开关门命令信息。TSRS设备向CTC发送运行计划反馈信息、车载状态信息及边界运行计划请求信息；同时将站台门开关命令转发至相应列控中心，由列控中心完成站台门的开关控制并向TSRS发送站台门状态，站台门的联动控制如图2所示。

ATO系统引入后，由列控中心设备完成站台门控制及站台门异常防护的功能。

在高铁ATO系统中，列控中心主要完成以下功能。

1）列控中心与站台门采用继电接口，根据从TSRS设备接收到的站台门开关命令，控制相应站台门的开启和关闭。

2）列控中心采集站台门相关继电器状态，判断站台门状态，并将站台门状态发送至TSRS和CTC设备。

图2 车门/站台门联动控制图Fig.2 linkage control of train doors/platform screen doors

3）列控中心实现站台门防护，当站台门正常打开时，相应的接发车进路按照无进路处理（股道发HU码）；当站台门异常打开时，按照异物侵限原则处理（股道发H码）。

3 列控中心增加ATO功能分析

3.1 新增功能

1）TCC上电启动

TCC启动时，站台门控制命令按照无效处理，驱动站台门控制相关继电器全部落下。

TCC启动时，站台门状态相关继电器均按照落下处理，并向TSRS和CTC设备发送落下状态。

TCC启动过程中，不处理TSRS下发的站台门控制命令。TCC启动完成后，根据TSRS站台门控制命令进行驱动输出。

2）TCC对站台门的正常采集、驱动功能

TCC需要采集站台门侧设置的门状态继电器：包括门锁闭继电器（MSB1J、MSB2J）、门旁路继电器（MPLJ）、门报警继电器（MBJ）。

TCC负责驱动的开关门控制继电器：包括开门继电器（KMJ）、关门继电器（GMJ）、8编组正向车型继电器（CXZ8J）、8编组反向车型继电器（CXF8J）、16编组正向车型继电器（CXZ16J）、16编组反向车型继电器（CXF16J）、18编组车型继电器（CX18J）。

当TCC接收到TSRS发送的开关门命令时，按照表1所示控制逻辑驱动相应继电器，实现开关门控制。

表1 TCC站台门控制逻辑表Tab.1 TCC control logic of platform screen doors

3）站台门防护

站台门正常打开：当站台门正常打开时，相应的接发车进路按照无进路处理（股道发HU码，岔区发送B码）。

站台门异常打开：当站台门异常打开时，按照异物侵限原则处理（股道发H码）。

4）TCC间新增接口信息

TCC间[4]新增所辖中继站（无配线站）向主站发送站台门状态信息，用于主站TCC转发给CTC。

5）TCC与CTC新增接口信息

TCC与CTC间在车站综合状态数据中增加站台门状态信息。

6）新增站台门相关继电器接口

TCC新增与站台门相关继电器接口，通过对继电器的采集和驱动实现站台门状态的获取和对站台门的控制。

7）TCC与TSRS新增接口信息

TCC从TSRS接收站台门控制命令信息。

TCC向TSRS发送站台门状态信息。

3.2 异常处理

1）通信故障

主站TCC与所辖无配线站TCC通信故障时，主站TCC将所辖中继站（无配线站）TCC控制的站台门继电器状态按照落下处理。

TCC与TSRS通信中断时，TCC驱动站台门相关继电器落下。

2）采集站台门状态异常

MPLJ常态落下。当MPLJ状态为吸起时，表示站台门系统和信号系统隔离，由站台门系统独立控制或人工控制，此时TCC应向TSRS发送站台门状态为未知状态。MPLJ落下时，站台门受 TCC控制。

MSB1J和MSB2J常态吸起。MSB1J、MSB2J均落下，站台门初始化为正常开门状态；MSB1J、MSB2J均吸起，站台门状态初始化为正常关门状态。若MSB1J、MSB2J中任一继电器吸起，另一MSBJ继电器为落下或未知状态，站台门状态为故障关门状态，按正常关门处理，同时输出监测报警。

其余情况，站台门状态为未知状态，按异常开门防护处理，同时输出监测报警。

当TCC检测到站台门状态为异常开门状态时，TCC控制相应股道发H码。

4 测试方案

列控中心增加ATO功能[6]，主要实现对站台门的控制、进路编码防护、接口状态发送和报警功能。结合以上功能及对外部数据的变化，需要增加的测试内容分析如下。

1）TCC数据测试

验证TCC配置的站台门继电器相关的驱动、采集点位与设计工程手册一致。

2）TCC正常采集、驱动站台门继电器相关功能测试。

在已办理进路和未办理进路情况下，验证TCC根据MSBJ、MBJ、MPLJ采集状态控制站内区段编码，以及报警信息发送。

验证当TCC收到TSRS开关门命令后，能正确驱动相应的继电器，控制车门的开启和关闭，并将站台门状态正确发送给TSRS和CTC等设备。

3）TCC相关接口测试

应包括正常情况下的接口测试以及接口通信中断测试。

验证TCC与中继站（无配线站）间交互站台门信息正确。

验证TCC能正确发送和转发给CTC站台门状态信息。

验证TCC能够正确接收到TSRS发送的开关门命令，同时向TSRS返回正确的站台门状态信息。

验证当TCC与接口设备通信中断时，应导向安全侧处理。

列控中心主机单元应实时向监测维护机发送站台门状态，当接口通信中断时，TCC应能够正确进行异常防护，并向监测和集中监测发送正确的报警信息。

4）TCC数据适配修改

为实现高速铁路ATO系统停稳停准功能，需要在既有站场中增设股道精确定位应答器[7，8]。TCC控制发送有源进路报文中，需要在应答器中增加精确定位应答器的链接数据，TCC测试时需验证相关报文数据的正确性。

5）TCC既有功能测试

对TCC既有的CTCS-0、CTCS-2功能进行抽测，验证TCC增加ATO功能后，对既有功能无影响。

5 结束语

高速铁路ATO系统的引入，实现了列车自动驾驶，提高了自动化程度和运输效率，列控中心在保持设备结构不变、既有功能不变的前提下，通过增加继电接口和修改接口功能，实现对站台门控制，降低了系统投资成本，为高速铁路自动化运行，提供有力支撑。目前，列控中心ATO功能已完成实验室测试，预计在现场系统试验结束后逐步推广。