高普联络线车地兼容性典型问题研究

孔得盛

随着中国高铁发展，在枢纽地区高速铁路与普速铁路之间设计联络线予以连通的场景越来越多［1］。受地形环境制约，高普间联络线长短、运输组织形式多样，在满足规范的前提下，为适应联络线运营需要，信号设计方案日趋复杂，不同型号ATP上线运营，兼容性问题不断出现［2-3］。

兰州西高速场东接宝兰客专，向西与兰新客专贯通。兰州西普速场东接陇海线，向西与兰新线贯通。未设计联络线时，兰州西高速场与普速场之间无法办理接发车进路，运输不灵活。为了满足宝兰客专与兰新线融会贯通，同时增加运输灵活性，在兰州西高速场与普速场下行咽喉建设了1条联络线［4］。本文就兰州西高普联络线兼容性试验中发生的问题进行研究。

1 问题现象

兰州西高普联络线具体设置方案见图1。增设进路信号机2架（SGL3、XL5），道岔3组（235#、147#、237#），进 路 应 答 器 组2组（BSGL3、BXL5）。

图1 兰州西站高普联络线设置方案

兰州西站高普联络线工程施工完成后，分别运用装有CTCS2-200C、CTCS3-300T型ATP的动车组进行了动态验证，验证过程中未发生任何异常和报警信息［5］。之后运用装有CTCS3-300H、CTCS2-200H、CTCS3-300S型ATP的动车组进行兼容性试验时，装备CTCS2-200H型ATP的动车组由普速场向高速场发车时触发制动2次，车载DMI速度表盘变红；装备CTCS3-300S型ATP的动车组由普速场向高速场发车、高速场向普速场接车时触发制动各2次，车载DMI提示“K1639轨道电路信息异常”。

2 问题分析

根据动车组触发制动和报警信息，分别对地面轨道电路、应答器报文、车载ATP数据进行分析，并对轨道电路进行动态检测。

2.1 轨道电路方面

1）核查237DG、211-235DG区段长度，均与工程数据表数据一致。经现场实测211-235DG分割绝缘（即235#道岔岔前绝缘）至235#道岔岔后绝缘长度为22.85 m，235#道岔岔后绝缘至235/237#道岔渡线绝缘长度为23.56 m，235/237#道岔渡线绝缘至237#道岔岔后绝缘长度为22.35 m，237#道岔岔后绝缘至SGL3信号机处分割绝缘（即237#道岔岔前绝缘）长度为24.55 m。

2）检测CLG2、237DG的电气特性。

3）使用ME2000P轨道电路故障分析系统，全程监测237DG、211-235DG、205DG、203DG载频、低频、电压，分析数据未发现异常；使用优利德示波器测试203DG、205DG、211-235DG、237DG载频，在D8963、D8966次动车（200C）及CRH2G-4110（200H）动车运行过程中，载频无变化［6］。

4）使用电务检测车，在兰州西普速场经高普联络线至兰州西高速场XF信号机外方正反向运行4个车次，同时对高普联络线轨道电路进行了动态专项检测，检测结果显示轨道电路各项参数指标均符合标准要求［7］。

5）通过排查、测试以及动态检测得出：CLG2、237DG轨道电路电气特性指标符合标准。为进一步提高轨道电路运用特性，现场采取以下措施：①调整CLG2、237DG轨道电路，调整前后的电气特性数据见表1；②在237#道岔岔后绝缘节新增两根跳线、一根长跳线，对237#岔心部位的电气回路进行补强；③拆除兰州西高普联络线XL5信号机处扼流中心连接板，在SGL3信号机处加装扼流中心连接板，优化牵引回流通路［8］。

表1 电气特性测试数据

2.2 应答器报文方面

经对BXL5（062-2-02-023）、BSGL3（075-4-27-48）应答器组报文分析，应答器报文编制符合规范［9-10］。

2.3 车载ATP数据方面

2.3.1 CTCS2-200H型ATP触发制动问题分析

试验场景及问题描述：55204次列车，兰州西普速场11G发车→高普联络线，兰州西高速场通过→宝兰客专下行线反向。01：18列车以完全监控模式运行至高普联络线经过SGL3信号机时，DMI速度表盘变红，触发B7制动，瞬间恢复至正常状态（DMI未提示异常）。

通过PC卡数据分析得出，BXL5中［CTCS-1］包描述当前为1700 Hz的长度为167 m的轨道区段，前方为922 m的无载频区段。而出站应答器BSGL3中［CTCS-1］包描述当前位置30 m后是47 m的2600 Hz区段。

车载ATP在列车运行到出站信号机前，按照BXL5描述的信息锁定1700 Hz及无载频。在运行到SGL3出站信号机处时，考虑到测距误差，ATP在延时2 s后，按照BSGL3锁定并接收2600 Hz载频。在ATP解码过程中，接收地面2600 Hz的载频发生中断，ATP解L5码的时间超过4 s，从而导致ATP掉码，列车输出B7级制动。

2.3.2 CTCS3-300S型ATP触发制动问题分析

试验场景及问题描述：55308次列车，兰州西普速场8G发车→高普联络线，兰州西高速场通过→宝兰客专下行线反向。04：39列车经过高普联络线SGL3信号机后，DMI提示“K1639轨道电路信息异常”，触发B7制动瞬间缓解。

通过车载数据和地面设备分析，除BXL5中［CTCS-1］描述与实际不符外，还存在动车组短距离内经过多个绝缘节问题。在经过211-235DG（总长47 m）接收端绝缘节后，走行23.4 m又通过235#道岔弯股切割绝缘节，再走行23.6 m过235/237#道岔渡线绝缘节，走行23.3 m过237#道岔直股切割绝缘节，再走行23.7 m过SGL3信号机处绝缘节（此处由上行载频转换为下行载频）进入CLG2。期间，轨道电路每隔约23 m就要过一次机械绝缘节，轨道电路信息中断且载频切换，300S型车载判定为地面载频不稳定，且轨道电路低频无效时间超过10 s，车载导向安全侧输出B7制动防护。这是地面设备的配置，在300S型动车组运行的特定条件下，刚好触发车载输出制动的逻辑判定条件的典型兼容性问题，绝缘节设置示意图见图2。

图2 绝缘节设置示意图

3 整改方案

3.1 修改XL5信号机应答器组报文数据

在动车组经过BSGL3时，由于BXL5描述了前方一段922 m的无载频区域，与实际237DG载频不符，可将XL5信号机应答器组报文描述的无载频区域修改为237DG、211-235DG、205DG的实际载频。该解决方案仅需要修改XL5应答器组描述的报文，影响范围小。

3.2 取消联络线衔接道岔区段侧向发码

取消兰州西高普联络线123-147DG、237DG和211-235DG区段道岔侧向发码，地面XL5应答器组报文描述CLG2前方的频率为无载频，地面SGL3应答器报文描述前方的频率为无载频。动车经过SGL3应答器时，ATP不再处理轨道电路载频信息，避免了ATP车载逻辑需延时及解频锁频的处理响应时间。

由于123-147DG、237DG和211-235DG区段道岔侧向不发码，联络线区段CLG2长度仅为197 m，进路信号机前方发码区段长度不能满足动车组以45 km/h的速度制动到0 km/h的常用制动距离要求，因此可采用红灯重复的方案，当办理X或XF信号机向高普联络线的接车进路时，XL5信号机必须开放，即：XL5信号机显示红灯时，X或XF信号机不能开放。高普联络线通过陇海线下行正线接入兰州西普速场，从宝兰客专宝鸡方面向兰州西普速场接车时，办理经XL5至普速场的接车进路后，由于普速场123-147DG等咽喉区段锁闭，故陇海线下行线11～13股道的接发车进路及7～10股道接发车基本进路无法办理。宝兰区间运行的动车组从高速场下行进站经810 m以不超过45 km/h速度至普速场股道后进路方能完全解锁。进路从建立到解锁时间较长，对普速场接发车作业产生较大影响，且对宝兰客专在线动车组的运行产生一定的限制。

3.3 调整轨道电路绝缘节设置

调整轨道电路绝缘节设置方案见图3，即取消宝兰正线235#、215#道岔岔前及609处的3组绝缘节，并在235#（979处）、215#（749处）道岔岔后及520处分别新设绝缘节，将205DG改为205-235DG、211-235DG改为211-215DG、215-217DG改为217DG，并将237#道岔绝缘由直股切割改为曲股切割，237DG发送端设备由安全线移设至渡线［11］。由于该方案237DG长度不变，需车载厂家进行动态仿真实验，确认方案是否成立，且宝兰正线拆除3组绝缘、新增3组绝缘，道岔绝缘移设1组，需要修改高速场列控中心软件，重新进行动态检测，影响范围大，无法满足宝兰客专动车组进入普速场运营需求的时间节点要求。

图3 调整轨道电路绝缘节设置方案

通过对以上3种整改方案的分析，从影响范围和施工难度综合考虑，不考虑取消联络线衔接道岔区段侧向发码方案。先修改BXL5中［CTCS-1］包数据，解决200H型ATP输出制动问题，300S型ATP制动问题通过限制动车组运行速度、过绝缘节时间延长的方式临时解决，后期再调整轨道电路绝缘节设置，以彻底解决动车组在高普联络线输出制动的问题。

4 结论

通过对兰州西站高普联络线兼容性试验中CTCS2-200H型、CTCS3-300S型ATP触发制动案例分析，进一步探讨问题原因，并提出修改应答器组报文数据、取消联络线衔接道岔区段侧向发码、调整轨道电路绝缘节设置等建议措施。目前，全路高铁枢纽改造工程逐渐增多，虽然信号工程依据设计规范实施，但缺少对车地兼容性的综合分析，只有在进行兼容性试验时才能发现问题。因此，为规避工程实施后类似情况的发生，从设计源头上可参考以上方案，对于解决该类问题具有指导意义和参考价值。