高速鐵路應答器運用分析與探索

　　摘要：本文通過對點式應答器原理、性能的簡要分析，結合工作遇到的問題，對高鐵使用的應答器的運用情況分析，探討應答器的日常檢修維護方法，并通過對常見故障的分析的判斷和處理，并從設備維護和使用的角度，為新一代高速鐵路的應答器研發與應用提供一種思路。
　　關鍵詞：點式應答器運行分析故障判斷處理研發與應用
　　中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　應答器做為鐵路“地面—列車”控制信息傳輸的重要設備，在我國列車運行時速200km/h以上的高速線路和城際、地鐵等方面，TCS-2級和CTCS-3級列車運行控制系統中都有廣泛的應用。
　　應答器根據信息的傳輸的方式可分為兩種：有源應答器、無源應答器。其基本工作原理是：基于電磁耦合原理而構成的高速點式數據傳輸設備，在特定地點實現列車與地面間的數據交換。安裝在兩根鋼軌中心的枕木上，或整體道床上。
　　目前鐵路使用的應答器都是安裝在線路中間，其安裝的要求如圖1所示。這種點式應答器有無需外接電源、信息容量高、結構簡單、安裝靈活、可靠性高、維護簡便等優點。但是在實際應用中，由于線路上的環境是復雜多變的，自然環境變化、電磁環境、高速運行列車的諧振、列車應答器感應天線安裝位置、有源應答器與LEU連接的可靠性等都會直接影響應答器報文接收準確性。
　　
　　 在實際運用中可能出現的幾類故障及相應的處理方法：
　　1 應答器報文丟失：即列車沒有在相應的位置（點）接收到報文。一般來說原因有以下幾種：1.機車底部安裝的應答器接收天線的位置、距離不標準，這種情況下會造成大量的應答器報文丟失，一般這種可能性比較小；2. 應答器的安裝高度、安裝角度不達標，應答器周圍有金屬物、強電磁效應（如分相區）等造成；3.應答器自身受到外部環境影響，造成的存儲信息丟失；4.列車制動滑行造成距離定位不準，出現誤報。一般處理方法是：如果只有一趟車在某位置出現報文丟失，出現誤報的可能性比較大；如果在同一位置有兩趟以上的車都出現報文丟失，根據現場情況就需要上道檢查應答器的安裝情況和周圍規定范圍內有無金屬物，并用手持終端測試能否讀取報文，一般第二、第三種原因都有可能。
　　2 應答器報文不一致：即列車沒有在相應的位置（點）接收到的報文與該位置（點）應有的報文不一致。原因有以下幾種：1.對新開通線路，可能存在施工時對應答器寫入的報文出現錯誤；2.有源應答器的地面電子單元（LEU）與列控中心間或是在有源應答器自身與地面電子單元（LEU）間發生通信通道中斷，有源應答器發LEU或是應答器的默認報文（也有部分信息速報里也把此類信息做報文缺失分析處理）；3. 應答器周圍有金屬物、強電磁效應（如分相區）等造成報文失真。現場一般處理方法是：利用應答器手持終端讀取報文，核對是否一致，有源應答器需檢查從列控機柜到應答器之間整個通信通道是否正常，現場由于通道異常造成應答器報文不一致的可能性較多。
　　3 應答器安裝問題：應答器在線路上安裝有很嚴格的要求。首先必須安裝牢固可靠不能松動，以確保行車安全；其次是技術標準要求高（見圖1）：應答器安裝時向X軸旋轉（傾斜）不能超過2°，向Y軸旋轉（俯仰）不能超過5°，向Z軸旋轉（偏轉）不能超過10°。出現問題的原因有以下幾種：1.施工過程中固定螺套預植的質量不高，時間久松動，造成應答器位移；2.列車運行過程中的振動產生的諧振導致固定螺絲松動；3.下雪后積雪在車底結冰，冰塊對應答器造成極大的機械傷害，可能砸壞應答器。
　　 現用的應答器滿足了控制列車的技術要求，但從維修的角度考慮，下一代高性能應答器應該具有以下的特點：1.具有更大的應存儲信息量和更高的A口（應答器與車載天線間）數據傳輸速率，這樣可減少組內應答器數量，大大降低成本；2.具有更安全可靠的固定方式，圖二所示為現在的固定方式，如果該成圖三的固定方式，將大大增加固定的可靠性；3.具有更加先進的信息傳輸方式，現有的應答器安裝在線路中間，存在一定的安全隱患，在應答器傳輸能量等技術條件允許的情況下，將應答器安裝在線路外側，這樣可大大提高安全性并降低設備維護的成本。