关于制动防护距离不足造成ATP制动原因分析

吕向东

(中国铁路郑州局集团公司电务部，郑州 450000)

1 问题概述

二郎庙线路所沟通郑州站、京广高铁、南曹和新郑机场站，为郑州东枢纽关键线路所。其中，由郑州站至南曹方向经二郎庙线路所XTZ信号机、L4＃道岔定位；郑州站至武汉方向经XTZ信号机、L4＃道岔反位。站场示意如图1所示。

装备CTCS2-200C型ATP的CRH2A型动车组，经二郎庙线路所XTZ进站信号机向南曹站X信号机运行过程中，ATP触发紧急制动停车。

查看SAM数据，记录ATP触发紧急制动原因“超速：76.4 km/h→53.5 km/h”，如图2所示。

查看SAM数据152包， 06:11:48接收到应答器组（编号为593-2615），如图3所示。

该应答器[CTCS-1]包线路信息描述的信号点布置如图4所示。

此时接收U2S码，并计算行车许可为4.171 km。

06:13:06收到593-2621应答器组，此时进路方向为南曹方向，其[CTCS-1]包线路信息如图5所示，信息包描述信号点布置如图6所示。

ATP收到该应答器后更新行车许可，此时接收UUS码，行车许可终点由原来2552（157+395+1 000+1 000）m后的通过信号机变为613（227+386）m后的进站信号机，行车许可长度由2.460 km更新为0.518 km。

图1 二郎庙至南曹站示意图Fig.1 Schematic diagram of Erlangmiao to Nancao station

图2 SAM概要Fig.2 Overview of SAM

图3 SAM数据236包中593-2615应答器数据Fig.3 Balise data 593-2615 in packet 236 of SAM data

图4 593-2615应答器[CTCS-1]包描述信号布置图Fig.4 Signal layout described in 593-2615 balise packet [CTCS-1]

图5 应答器报文[CTCS-1]包数据Fig.5 Data of balise message packet [CTCS-1]

图6 593-2621应答器 [CTCS-1]包描述信号点布置图Fig.6 Signal point layout described in balise packet [CTCS-1]

由于行车许可长度不满足车载设备从80 km/h→0 km/h的制动距离要求，ATP控制曲线发生变化，导致超速触发紧急制动。

2 仿真试验

上述问题发生后，针对装备不同ATP类型的相关动车组进行制动防护距离仿真模拟，结果如表1～4所示。

二郎庙线路所XTZ进站信号机和南曹站X信号机距离613 m，可知：

1）装备300 S的CR400AF剩余制动防护距离

常 用SB制 动=613 m-（110 m+ BTM天线到车头距离（8.5 m））=494.5 m；

紧急EB制动=613 m-（100 m+ BTM天线到车头距离（8.5 m））=504.5 m。

由表1可知，对于装备300S的CR400AF车型，该处距离满足开放UUS信号条件。

2）装 备3 0 0 T的C R H 380BK剩余制动防护距离

常 用SB制 动=613 m-110 m=503 m；紧急EB制动=613 m-100 m=513 m。

由表2可知，对于装备300T的CRH380BK车型，该处距离不满足开放UUS信号条件。

3）装备300T的CRH380A剩余制动防护距离

常用SB制动=613 m-110 m=503 m；

紧急EB制动=613 m-100 m=513 m。

由表3可知，对于装备300T的CRH380A车型，该处距离满足开放UUS信号条件。

4）装备200H的CRH6A剩余制动防护距离

常用SB制动=613 m-110 m =503 m；

紧急EB制动=613 m-100 m =513 m。

由表4可知，装备200H的CRH6A车型，该处距离满足所需的制动防护距离。

表1 装备300S的CR400AF所需的制动防护距离Tab.1 Braking protection distance required by CR400AF equipped with 300S

表2 装备300T的CRH380BK所需的制动防护距离Tab.2 Braking protection distance required by CRH380BK equipped with 300T

表3 装备300T的CRH380A所需的制动防护距离Tab.3 Braking protection distance required by CRH380A equipped with 300T

通过以上仿真测试可知，装备不同ATP类型的相关动车组由于制动性能和制动曲线不同，所需的制动防护距离不同。

3 原因分析

二郎庙进站至南曹进站总长度为613 m。从疏解区线路所至二郎庙线路所之间经过的无源应答器报文描述的线路数据均以L4＃道岔反位至许昌东方向为默认数据。当进路开通南曹方向时，只有在XTZ进站口有源应答器组才能更新为XTZ口至南曹至新郑机场方向的数据。XTZ进站外方接近区段发UUS码，按照车载ATP处理逻辑，列车经过XTZ时，控制列车速度80 km/h。动车组列车在接收到XTZ信号机处的应答器信息时，重新计算前方区段长度613 m。装备ATP 200C动车组列车在平坡下由80 km/h降至0 km/h的制动距离为650 m，不满足制动要求，因此导致超速，引发制动。

《铁路技术管理规程》（高速铁路部分）对此类场景规定如下：

第71条 特殊地段因条件限制，同方向相邻两架指示列车运行的信号机间的距离小于列车规定速度的制动距离时，应采取必要的降级或重复显示措施。

南曹站与二郎庙站地面联锁电路做了重复显示设计，即南曹进站开放后，二郎庙进站信号才能开放，后续仍出现部分车型制动距离不足情况，与地面电码化定义变化及车载设备逻辑有关。

《机车信号信息定义及分配》（TB/T3060-2002）3.2.3.6对UUS定义（四显示区段）为：

要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向进路，且次一架信号机开放经道岔的直向或18号及以上道岔侧向位置进路。

《机车信号信息定义及分配》（TB/T3060-2016）新增了CTCS-2/ CTCS-3区段，4.6.10对UUS定义为：

高速铁路及仅运行动车组的区段，表示列车接近的地面信号机开通经18号及以上道岔侧向位置进路，且进路允许速度不低于80 km/h。

对比定义区别，主要在于是否预告下一架信号机是否开放，因此虽然采取了重复显示的方式，但车载ATP不能根据UUS判断出下一架信号机是否开放，依据当前区段长度计算造成防护距离不足引发制动。

4 结论及建议

由于地形限制，在防护距离过短区段，可按照公式（1），结合工程实际数据计算确定初速度制动到目标距离的制动距离，并应取不同类型动车组（含不同型号列控车载设备）计算值的最大值。

其中，L1— 动车组从初速度制动到0 km/h的最大制动距离；

L2—动车组从目标速度制动到0 km/h的最大制动距离；

L3—动车组按初速度运行4 s的走行距离；

L4—列车防护距离，以120 m计。

当实际防护距离小于计算防护距离时应采取降级措施，如二郎庙开放南曹方向进路时，XTZ信号机应由UUS信号降级为UU信号，才能彻底解决不同类型ATP制动问题。