正线出站信号机处有源应答器报文发送原则探讨

2021-04-23周永健汪洋赵聪州郜新军

铁道通信信号 2021年3期

周永健汪洋赵聪州郜新军

随着高铁路网的发展，新建线路的增多，具有图定转线作业的枢纽车站也逐渐增加。根据相关规范，在这些车站正线出站信号机处均设置有源应答器组。但对于正线出站信号机处有源应答器报文发送原则，现场的做法还未统一，对于规范的理解也存在一定差异。

1 列控系统相关规范的理解

《列控系统应答器应用原则》（TB/T 3484—2017）（以下简称3484号文）中，5.3.2.2给出正线出站信号机设置有源应答器组的条件（有图定转线作业的正线股道出站信号机外方设置有源应答器组），5.3.2.5给出了正线（发送空报文）和侧线（发送对发车方向有效的应答器链接、线路允许速度、轨道区段、临时限速及特殊区段等信息）发车进路情况下，出站应答器发送报文的原则［1］。

《列控中心技术条件》（TB/T 3439—2016）（以下简称3439号文）中，6.10.4指出排列正线直向发车的通过进路时，正向出站信号机处有源应答器发送允许通过报文；且附录D.1中关于TCC报文发送原则，也指出对于到发线股道“直向发车出站信号开放时发送允许通过报文”［2］。

《列控系统相关规范补充规定》（铁总运［2016］222号）（以下简称222号文），对于正线出站有源应答器报文发送原则有更详细的规定，其中：第1条，正线出站设置有源应答器时，报文发送原则应满足ATP车载设备在C2等级下，以完全监控模式运行的需求。第2条，当办理侧向发车进路时，正线出站信号机有源应答器应按照侧线有源应答器原则，发送相应进路报文。第3条，当办理直向发车进路时（含通过进路），正线出站信号机有源应答器应发送发车方向有效的应答器链接、线路允许速度、轨道区段、临时限速及特殊区段等信息，临时限速包与进站有源应答器报文发送原则一致。第4条，若报文信息超过应答器容量限制，办理通过进路时，正线股道有源应答器可发送允许通过报文（空报文）；办理直向发车进路时，若正线股道设置高站台，应按照侧线有源应答器报文发送原则发送相应报文，若正线股道未设置高站台，可发送允许通过报文（空报文）［3］。

对于以上相关规范，从现场测试情况看，目前各列控厂家对于有些条款的理解还存在一定差异，有必要进行探讨。

1）正线出站设置有源应答器首先需满足正线发车进路（直向或侧向）转入完全模式，或图定跨线通过进路（直进弯出）以完全模式通过的要求［4-5］；然后再分侧向发车进路（按侧线有源应答器原则）、直向发车进路（含通过进路）（临时限速包按进站有源应答器报文发送原则）2类情况分述。

2）对于直向发车进路发送报文容量超限情况下的处理，应分办理通过进路和直向发车进路（正线有无高站台）2类。

3）对于侧向发车（含直进弯出通过进路），应答器容量一般不超限，现场做法相对统一，一般是按侧线原则发送报文。而对于直向发车（含直向通过进路），符合容量超限条件时，现场做法存在差异。原因主要集中在：①应答器发送空报文后，与222号文第1条规定相悖，直向发车进路无法满足车载转入完全模式的条件；②直向发车（含通过进路）按222号文第3条规定，临时限速包与进站有源应答器报文发送原则一致，一般［CTCS-2］包留有写3条TSR的容量［6］，实际经常因为数据描述长度问题，压缩［CTCS-2］包空间或者有高站台设计，按侧线发送原则［CTCS-2］包只留有1条TSR的容量。

2 有源应答器报文［CTCS-2］包发送特点

按进站有源应答器原则发送报文的特点是区间线路数据描述范围长，且［CTCS-2］包留有3条TSR的容量，而按侧线有源应答器原则发送报文的特点是［CTCS-2］包只留有1条TSR的容量，列控中心需要对“L1、L2、L3”范围内限速进行核查，从而决定发送相应［CTCS-2］报文，具体逻辑在3439号文中6.8.3有详细规定。

“L1、L2、L3”定义见图1。

图1 侧向发车出站有源应答器临时限速发送逻辑

侧线有源应答器［CTCS-2］包发送逻辑是为防止列车进入实际限速区段时超速运行设计的，［CTCS-2］包只写有1条TSR，这也决定了［CTCS-2］包在此条件下无法描述实际限速区段信息，描述实际限速的［CTCS-2］包在出站口应答器处更新，而进站有源应答器［CTCS-2］包按实际限速区段描述，且［CTCS-2］包留有3条TSR容量。

3 正线有源应答器报文举例

根据222号文，正线出站设置有源应答器时，报文发送原则应满足ATP车载设备在C2等级下，以完全监控模式运行的需求［7］。对于直向发车进路（含通过进路），目前对于正线出站信号机处设有有源应答器的车站，报文发送原则处理并不统一，结合现场联调联试案例，下面列举X站在处理出站有源应答器报文容量超限时的3种发送情况。

1）应答器容量超限时，按进站有源应答器报文发送原则，［CTCS-2］包写3条TSR，但其他数据包的描述范围相应缩短（相对区间无源应答器描述的正线数据长度）。

2）应答器容量超限时，按侧线有源应答器原则发送相应进路报文，［CTCS-2］包仅能写1条TSR。

3）应答器容量超限时，发送空报文。

如图2所示，对于直向到开序列，列车会出现不同的异常现象。

图2 X站出站信号机有源应答器报文发送示意图

3.1 报文发送情况1

列车在某高速线下行线反向运行（序列1），X站ⅠG直向到、开，下行线区间K190+700 m—K191+200 m（跨X站与1号中继站TCC边界）设置160 km/h的临时限速（TSR1）。当动车组越过SⅠ有源应答器组后，车载DMI显示MA缩短，目标距离曲线上限速消失，临时限速图标仍存在，越过X应答器组后目标距离曲线限速恢复。

经数据分析，上述现象由于正线出站BSI有源应答器［CTCS-1］包描述的范围比区间FQ应答器［CTCS-1］包描述的范围短引起，具体描述范围示意图见图2。

3.2 报文发送情况2

列车在某高速线上行线正向运行（序列2），X站ⅡG直向到、开，上行线区间L1范围内设置45 km/h的临时限速（TSR2）。出站信号开放后，列车收到L5码发车，经过SⅡ应答器组后，允许速度由250 km/h突降到45 km/h，此时车速已提至60 km/h，触发紧急制动停车。

经分析，BSⅡ有源应答器若按［CTCS-2］包写3条TSR信息（221位）描述（报头：50 b；［ETCS-5］包：69 b；［ETCS-27］包：86 b；［CTCS-1］包：429 b；［ETCS-68］包：65 b；含3条TSR的［CTCS-2］包：221 b），报文共需920 b，超过了应答器最高容量830 b［8］。由于应答器容量超限，按侧线原则发送［CTCS-2］包，根据侧线有源应答器发送原则逻辑（L1范围内下达小于80 km/h的限速），临时限速有效范围到反向进站信号机XN处，从而导致允许速度突降。

3.3 报文发送情况3

列车按序列2运行，进站停稳后重启ATP设备，部分模式直向发车。X站ⅡG直向到、开，上行线区间L1范围内设置45 km/h的临时限速。列车发车后经过SⅡ应答器组后，ATP未转入完全监控模式。

经数据分析，上述现象由于正线出站有源应答器BSⅡ写的是空报文。

4 问题分析及解决方案

情况1最大程度地实现了222号文的构想，没有情况2允许速度突降的问题，但是受限于其他数据包的描述长度，区间无源应答器与出站应答器描述的正线数据长度不同，会出现正向通过时MA缩短的现象。若MA缩短现象更严重些，就会出现允许速度下降的问题。考虑不同车型的制动距离等因素，数据描述长度需要做全面的仿真及动态验证。

情况2考虑了“以完全模式运行”的规定，到开场景下，若L1范围内有45 km/h限速，但限于侧线发送原则只写1条TSR，且并非真实位置的限速，［CTCS-2］包有效范围缩短至出站口，若发车后司机提速过快，在此类场景下会出现越过出站应答器后，允许速度突降并触发制动的风险。

情况3遵循了3484号文和3439号文的做法，该处理方式既没有情况2允许速度突降的风险，也没有情况1 MA缩短的问题，但若发车进路后区间存在分相区，则有因转入完全模式过晚掉入分相的风险。

222号文的发布是出于对列控系统运用的优化，而对于出站信号机设置有源应答器的车站，优先需要解决的是跨线图定转线作业（直进弯出）的问题；其次对于正向发车及通过进路，若出站应答器按进站应答器原则发送［CTCS-2］包（可写3条TSR），限于应答器报文容量，对于其他数据包的压缩不可避免，MA缩短或允许速度下降等问题就有可能发生；而若按侧线原则发送［CTCS-2］包（可写1条TSR），其他数据包的空间虽有所上升，但到开序列（在L1范围内下达45 km/h限速）存在允许速度突降导致制动的问题。考虑以上2类现场联调联试案例，对于直向发车及通过进路，提出建议如下。

1）针对情况1，按进站有源应答器报文发送原则能写下3条TSR的［CTCS-2］包，但数据描述长度应与区间无源应答器一致（信息包可合理合并）。

2）针对情况2，若应答器容量超限时（包括有高站台），建议发送空报文或按留有3条TSR的原则，发送［CTCS-2］包。

3）针对情况3，若应答器容量超限且发车进路后区间存在分相区，建议按留有3条TSR的原则发送［CTCS-2］包。

对于222号文的第1条规定，应理解为“正线出站设置有源应答器时，对于图定转线作业，报文发送原则应满足ATP车载设备在C2等级下以完全监控模式运行的需求”。第4条中应答器容量超限条件下，具有高站台的正线有源应答器，建议按正线进站有源应答器原则发送相应进路报文。

目前在忻州西站（一离去区段存在分相区）、江门深茂场XG（有高站台）、江都站（无站台）等站（列控中心设备来自不同的厂家），均出现过情况2描述的允许速度突降问题，通过合理合并［CTCS-1］包等方法可以解决报文容量受限问题，发车进路报文按留有3条TSR的原则，发送［CTCS-2］包，可以有效解决情况2允许速度突降和情况3转入完全模式较晚掉入分相的问题。