關于正線出站信號機處有源應答器設置的探討

張 浩

客運專線列控系統是保證動車組行車安全、提高列車運行效率的重要技術裝備，它以有效的技術手段對動車組運行速度、運行間隔進行實時監控和超速防護，目前主要有CTCS－2和CTCS－3兩個等級 （以下簡稱C2和C3），而應答器設備是該系統的重要組成部分。列控系統的車載 （以下簡稱ATP）設備按C3級控車時，采用接收無線閉塞中心RBC發送的行車許可 （MA）進行控車，應答器一般只起定位的作用。本文主要分析和討論客運專線正線出站信號機處是否設置有源應答器對采用C2級模式控車動車組的影響。

1 應答器設置規范和現場設置情況

1．1 C2級應答器設置規范

《CTCS－2級列控系統應答器應用原則（V2．0）》（科技運 ［2010］136號）中，對出站信號機應答器組 ［CZ］設置的規定是：有圖定轉線作業的正線股道的正線出站信號機外方，設置由1個有源應答器和1個及以上無源應答器構成的應答器組，該應答器組距離出站信號機不應小于 （30±0．5）m （從靠近絕緣節的應答器計算）。

1．2 C3級應答器設置規范

《CTCS－3級列控系統應答器應用原則（V2．0）》（科技運 ［2010］21號）中，對出站信號機應答器組 ［CZ］設置的規定：有站臺或有圖定轉線作業的正線股道的正線出站信號機外方，設置由1個有源應答器和1個及以上無源應答器構成的應答器組，該應答器組宜靠近站臺端設置，距離出站信號機不應小于30m （從靠近絕緣節的應答器計算）。定位應答器組 ［DW］的設置規定：在車站無圖定轉線作業的正線股道出站信號機外方，設置由2個無源應答器構成的應答器組，用于列車定位和方向識別，該應答器組距離出站信號機不應小于30m （從靠近絕緣節的應答器計算）。

1．3 現場設置情況

根據現行的規范，C2級的客專線路設置情況是有多個方向的車站正線出站信號機處設置了有源應答器組，單個方向的車站正線出站信號機處未設置應答器組；C3級的客專線路設置情況是有多個方向的車站正線出站信號機處設置了有源應答器組，單個方向的車站正線出站信號機處設置了只起定位作用的無源應答器組。

2 發現問題

2．1 正線出站跨線運行時觸發最大常用制動

2015年3月10日21時07分，合福高鐵聯調聯試時裝備 ATP－300T的CRH380B－5638動車組G55361次以C2級FS（完全監控）模式控車時，如圖1所示，在合肥南站合福場XH→SXX→XXX→SH下行正線直進跨上行正線彎出的進路中，正線股道發送UUS碼；當車頭越過BXXX無源應答器組時，ATP設備由FS模式轉為PS（部分監控）模式，DMI（人機界面）顯示允許速度值由80km／h突變為45km／h，進而觸發了SB7級制動；當車速降到45km／h以下時，司機按確認鍵緩解恢復；當車頭的BTM越過BSH有源應答器組后，ATP設備由PS模式轉為FS模式，動車組恢復正常運行。監控回放如圖2所示。

圖1 G55361次運行進路

圖2 監控回放

圖3 司法記錄單元JRU數據

2．2 原因分析及對策

通過下載G55361次ATP設備的運行數據，如圖3司法記錄單元JRU數據所示，并結合地面設備、車載設備情況，重點分析了進路上的應答器組、軌道電路、道岔信息以及ATP－300T的車載邏輯等。

1．應答器信息。動車組的ATP設備需依次經過BXH （JZ、1個有源、2個無源）、BSXX（DW、2 個無源）、BXXG （DW、1 個無源）、BXXX （DW、2個無源）、BSH （FJZ、1個有源、2個無源）共5組應答器。分析報文中的應答器鏈接 ［ETCS－5］包得知，BXH鏈接了BSXX和BXXG、BSXX鏈接了BXXG和BXXX、BXXG鏈接了BXXX、BXXX鏈接了BSHF而不是BSH；分析報文中的線路坡度 ［ETCS－21］包、線路速度 ［ETCS－27］包、軌道區段 ［CTCS－1］包得知BXH描述的是下行線信息，BSXX、BXXG、BXXX描述的是定位信息，BSH描述的是上行線信息。所以，ATP設備會由于缺少應答器提供的跨線信息而由FS模式轉為PS模式。

2．軌道電路信息。合福高鐵區間和合肥南站的合福場站內，正線采用的是ZPW－2000A／K一體化軌道電路，所以XH→SXX→XXX→SH進路是全進路發碼。該進路的低頻碼序依次為接近區段9963G發U2S碼、接車進路XH→XXX發UUS碼、發車進路XXX→SH發檢測碼，離去區段10026G發L5碼，發碼正常且無掉碼現象。另外，各區段應答器描述長度與實際長度基本一致，所以判斷軌道電路無問題。

3．ATP相關規范及ATP－300T的車載邏輯。合肥南站合福場XH→SXX→XXX→SH進路上，均設置了轍叉號1／18的道岔，側向 （曲股）通過的允許速度為80km／h。

根據 《中國鐵路總公司技術管理規程》（高速鐵路部分）第100條規定，CTCS－3級列控車載設備按CTCS－2級控車時的部分監控模式，是列控車載設備接收到軌道電路允許行車信息，而缺少應答器提供的線路數據或限速數據時使用的模式，在部分監控模式下，限速值為45km／h；第107條第2點規定，部分監控模式是列控車載設備接收軌道電路允許行車信息，而缺少應答器提供的線路數據或限速數據時使用的模式，在部分監控模式下，限速值為45km／h。所以ATP－300T的車載邏輯符合規范要求。

4．ATP設備觸發SB7級制動的原因和對策。根據以上分析，列控系統地面設備和ATP設備均無問題，導致ATP設備觸發SB7級制動的直接原因，是動車組跨線運行時缺少應答器提供的跨線運行信息。所以，解決的對策目前只有采用司機手動干預的辦法。

2．3 正線出站信號機處不設有源應答器的影響

1．對其他型號ATP設備的影響。ATP設備除了300T外，C3級有300S和300H，C2級有200H和200C。經過了解，這4種ATP設備以C2級FS模式控車時，遇到正線直進彎出且出站信號機處不設有源應答器的進路時，均會由FS模式轉為PS模式。其中，300S和300H的速度會在股道（發送UUS碼區段）緩慢下降至45km／h后，由FS模式轉為PS模式；200H和200C目前的PS模式執行的是早期車載規范，速度是80km／h，但后期會按新技規修改為45km／h，也會出現上述問題。這些問題導致了動車組運輸效率的降低。

2．其他影響。正線出站信號機處不設有源應答器還有以下影響：①當正線出站列車信號未開放時，列控中心因不具備可以控制出站信號機處應答器發送絕對停車信息的能力，故失去了對動車組冒進出站信號的防護；②當站內正線調車信號未開放時，列控中心不具備可以控制出站信號機處應答器發送絕對停車信息的能力，失去了對調車冒進信號的防護。這些問題導致了動車組行車安全系數的減少。

3 解決方案

方案1：修改車載軟件在C2模式控車時的邏輯

在正線出站跨線運行進路中，出站信號發送UUS碼，300S和300H車載軟件是在出站信號機處打靶至45km／h后轉為PS模式，所以不會觸發SB7級制動；200H和200C目前由于PS模式允許速度是80km／h（下一版軟件修改為45km／h），所以暫時不存在問題。因此，只要修改300T車載軟件邏輯即可，也就是說在出站信號機前，先打靶至45km／h再轉為PS模式，但缺點是300T、300S和300H雖然收到UUS碼卻只能按照45km／h運行，進路上轍叉號為1／18道岔未能充分利用，影響效率且PS模式是人控 （司機控制）為主，不利于安全。

方案2：修改車站列控中心軟件，改變正線股道的發碼方式

修改車站列控中心軟件，改變正線股道的發碼方式，即規定正線股道發車彎出時不能發送UUS碼，只能發送UU碼。缺點與方案1基本相同。

方案3：正線出站信號機處設置有源應答器

在正線出站信號機處設置有源應答器，這樣列控中心、軌旁電子單元LEU就可以通過有源應答器給列車提供運行方向的相關數據，ATP不會由FS模式轉為PS模式，進路上轍叉號均為1／18的道岔得到充分利用，也不會出現80km／h突變為45km／h的SB7制動問題。需要指出的是，在現有情況下，并不是所有的正線出站信號機處均要設置有源應答器，只是在有跨線運行條件的車站設置正線出站有源應答器。如圖4所示。

因為ⅠG可以向SF口和S口發車，即XI→SF，XI→S，有多條進路，所以可以將BXI應答器組改為有源，而ⅡG只能向S口發車，即XⅡ→S，是唯一的進路，所有C3級設BXⅡ為無源應答器組、C2級不設BXⅡ應答器組。同時，該方案也不違反現行規范。缺點是需要修改列控中心軟件、增加LEU設備、增加敷設應答器電纜等。

圖4 按需要設置正線出站信號機處的有源應答器組

4 建議方案

綜上所述，方案3的方法相對較好，遵循了相關規范。同時，該方案經過試驗室仿真測試證明可以有效的解決該問題。

［1］ CTCS－2級列控系統應答器應用原則（V2．0）［S］．（科技運［2010］136號）．2010．

［2］ CTCS－3級列控系統應答器應用原則（V2．0）［S］．（科技運［2010］21號）．2010．

［3］ 鐵路技術管理規程（鐵總科技［2014］172號）［S］．2014．