CTCS-2+ATO 列控车载设备运用问题及对策分析

2021-03-11张立伟

中国设备工程 2021年3期

关键词：列控中断车载

张立伟

（国家铁路局装备技术中心，北京 100036）

通信链接中断或质量下降、通信延时或失效等均属于常见的CTCS-2+ATO 列控车载设备运用问题。为保证CTCS-2+ATO 列控系统更好发挥自身作用，相应问题的针对性处理必须得到重视。

1 CTCS-2+ATO 列控车载设备运用问题

1.1 车载设备故障

图1 为CTCS-2 系统的基本构成，列控车载设备很容易出现宕机、故障，如存在出现故障的ATO 设备，ATO 软件任务资源过多、软件内部通信超时、电弓电流拉弧对ATO 设备后端的瞬间过大干扰均可能引发车载设备故障。

1.2 通信链接中断或质量下降

列控车载设备在运行中很容易出现与CCS 链接中断的相关问题，如链接中断、链接时间过长、通信质量下降，车地通信因此受到的影响必须得到重视，接收延时的CTC 计划、站台门无法控制联动等情况均可能出现。结合实际分析可以发现，稳定性不足的功分器、接触不良的SIM 卡、进水潮湿的车顶天馈线接头均可能导致通信链接中断或质量下降相关问题出现。

图1 CTCS-2 系统的基本构成

1.3 通信延时或失效

列车自动驾驶需要ATO 控制，这一过程涉及制动/牵引命令的实时输出，ATO 命令的接收执行下车辆会进行相应的停车和加减速。车载信号系统在AM 模式下可能出现输出失效，车辆系统采集失效也可能出现，由于ATO 控车命令未能顺利执行，车辆可能发生无法准确靠标停车、运行过程中超出允许速度曲线、越标停车等问题。考虑到信号会经过多个环节，涉及多个车辆继电器级联及信号，车辆系统采集失效、车载信号系统输出失效均可能引发相关故障。

1.4 制动参数不匹配

相对应车辆制动参数需要基于ATO 系统进行预先配置，准确的制动级数施加和停车可由此实现，但对于不同动车组存在的不同制动参数来说，相关厂商仅会提供初始通用参数，这种情况下ATO 系统无法在新车出厂时有效开展制动参数配置的情况很容易出现，新车上线运用时效因此受到的负面影响必须得到重视。在动车后续运用过程中，动车组运行过程中的制动参数存在一定线性偏移趋势，实际制动参数与ATO配置参数不匹配的情况很容易出现，停车精度受此影响会出现一定下降。

1.5 无法联动站台门或自动开车门

基于CTC 计划，ATO 能够按图行车和车站营业开关门，但无法自动联动站台门或开车门的情况也偶有出现，这与列控车载侧往往存在直接关联。具体问题可能源于ATP、ATO 未判断停准，中断的CCS 通信链接、开门办客计划缺失、车辆的“开门模式”和“开门允许”开关所处位置错误也可能引发相关问题。

2 CTCS-2+ATO 列控车载设备运用问题解决对策

2.1 车载设备故障解决对策

为解决车载设备故障，需设法对休眠时的ATO 主机通信处理机制及逻辑进行优化，并实时监测列控车载设备休眠端的运行状态，需要增加相关功能于DMS 动态监测系统中，实时弹窗报警可在故障发生后出现，故障可由此快速发现，通过监测系统分析判断故障，监测人员即可第一时间将故障情况传达给动车组乘务员，换端时的具体处理过程应以重启设备恢复方式优先，发现和处理故障的时间可大幅减少。考虑到后端列控车载设备距离动车组使用后受电弓较近，设备受到的电流拉弧瞬间干扰过大影响必须得到重视，这种情况需针对性开展干扰测试及分析，重点对象为故障率较高车组，为减少干扰需将屏蔽层（网）布置于设备柜处。

2.2 通信链接中断或质量下降解决对策

在通信链接中断或质量下降处理中，需开展驻波比测试，对象为功分器前后节点，在天馈线测试仪支持下，即可确定故障源于功分器还是车顶天馈线节点，通过针对性的除水、干燥、密封、更换等处理，即可解决问题。还应关注SIM 卡接触面的处理，可以选择更换SIM 卡，也可以考虑加厚SIM卡背面用于保证接触紧密不松动。考虑到列控车载设备先天存在一定不足，即天馈线仅有1 根，这会导致存现衰耗较大的功分器信道接入，通信质量因此受到的影响必须得到重视。为提升通信质量，可采用双MT 电台与双天线组成的全路双套冗余，也可以通过空口监测模块的新增监测采集通信数据和质量，单套故障及衰耗过大的功分器影响均可由此规避，为同时实现实时监测和报警，DMS 动态监测网络的利用也需要得到重视。

2.3 通信延时或失效解决对策

为解决通信延时或失效问题，必须保证车辆系统与信号系统的高质量配合，以此预防和处理故障，本文建议做好软件的升级并强化相应的安全防护。在具体实践中，可结合TCMS 的车辆网络相ATO 反馈命令的逻辑，对于涉及的制动/牵引级位命令，ATO 在AM 模式下输出制动/牵引命令时，需针对性开展对车辆网络反馈的制动/牵引级位命令反馈检查，如发现ATO 的制动/牵引命令未由车辆响应，AM 模式此时需退出，同时自动进行故障报警。为更好解决问题，还应关注ATO 进站过程控制速度功能的新增，在判断前方停站时，进站信号机处ATO 需要设定80km/h 的限速，并通过针对性控制实现动车的限速执行。对于通过时的前方车站，无需进行80km/h 限速。为更好应对相关问题，还应增加检测、反馈“ATO有效”信号记录于车辆、信号系统中，屏幕信息显示也需要针对性增加，在出现失效“ATO 有效”信号后，即可及时向司机传递相应信息。还应设法强化“ATO 有效”信号采集，相应的软件防抖措施也不容忽视，而在80km/h 的进站停车设定限速基础上，速度值设定在离停车点更近距离还应进一步细化，如设定25km/h 为站中心动车组控制速度，以此提供参考，乘务员即可实现对设备运行情况的更好掌握。如出现超过预期速度情况，基于相关信息即可人工干预，动车组越标停车等问题可有效规避。

2.4 制动参数不匹配解决对策

为解决制动参数不匹配问题，可开展ATO 调试专用交路申请，通过向调度所的申请，即可满足ATO 参数在新车及运行中的运行调试优化需要。通过ATO 运行试验的多次开展，即可保证每列车的车辆制动参数均可准确获取，ATO 停车精度也能够随之匹配。正常流程下一般需要进行7 天或以上的ATO 精度调试，但通过ATO 调试专用交路申请，可在3 天完成相应调试。还应定期统计分析停车精度数据，如发现存在偏离趋势的停车精度，必须针对性开展轮径参数复核，并调整相应ATO 参数。考虑到车辆与信号专业存在日趋复杂的接口集成，因此需开展合作机制建设探索，以此打破壁垒，建立与ATO 同步精调常态化工作机制，或提供精准的制动参数于每列车，通过定期开展数据分析，以此总结相应趋势和变化规律，即可保证ATO 制动参数调整配置的及时开展。从外，车辆制动参数的数据应在ATO 分析软件中添加，以此为制动参数的统计分析、停车精度线性规则研究提供支持，参数复核修正的及时开展可更好实现。

2.5 无法联动站台门或自动开车门解决对策

对于出现的无法联动站台门或自动开车门问题，应急处置可采用联系站务人员开站台门方式处理，如发现存在中断的CCS 链接，需进行手动重连。对于未判读停准情况，入库后的列车需开展针对性的分析并调整产生，并检查核对相关开关位置。为更好规避相应问题，还应将链接车组号查询、CTC 计划查询、报警功新增于CCS 通信控制服务器，“开门模式”和“开门允许”开关反馈在车辆侧的新增也需要得到重视。