降低普速鐵路TDCS列車占用丟失誤報警率方案的研究

張貴勇

1 問題的提出

北京鐵路局普速線路實施TDCS列車占用丟失報警功能以來，誤報警問題比較多，為此電務部門組織技術人員進行了逐件分析，歸納總結出誤報警類型，并針對典型事件進行深度分析結果，通過軟件優化，提高了列車占用丟失報警系統的準確性和容錯性。從目前的現場運用情況看，報警類型已趨于穩定。2014年3月，北京鐵路局管內的普速鐵路TDCS列車占用丟失誤報警共計145起，具體統計數據如表1所示。

表1 TDCS列車占用丟失誤報警類型統計表

由表1可以看出網絡通道不良、通信機工作異常和采集板故障這3種類型原因產生的誤報警率占77.92%。其中，在相鄰兩站管轄區間分界處發生占用丟失誤報警案例占60.38%，是造成列車占用丟失誤報警的一個重要隱患場景，亟待改進。

相鄰兩站管轄區間分界處發生列車占用丟失誤報警現象描述為:列車運行至本站管轄最后一個區段，當該區段出清15 s后，若追蹤系統沒有收到列車正向運行前方區段 (鄰站管轄的與本站相鄰第一個區段)的占用狀態信息，TDCS列車占用如丟失報警系統就對外輸出該站最后一個區段的列車占用丟失報警。如圖1所示。

圖1 站場示意圖

圖1所示，列車運行至本站的Q17G，當Q17G出清15 s后，TDCS中心系統未收到鄰站的Q19G的占用狀態信息，則對外輸出列車占用丟失報警。產生這種情況的主要原因有:①網絡通道不良，在信息傳輸過程中可能有丟包;②鄰站Q19G所屬的采集板故障;③鄰站通信機工作異常，沒有將該站的表示信息及時更新并傳輸出去。這3種情況最終導致中心追蹤服務器收不到鄰站的Q19G的占用狀態信息。

在對誤報警案例分析的基礎上，提出了三項優化改進方案:①本站增加采集鄰站相鄰區段軌道狀態 (站間聯系條件)信息;②增加區間信號機顯示判定條件;③車次追蹤功能下放至車站。

2 增加采集鄰站區間站聯條件方案研究

對于雙線自動閉塞線路，區間設備分設于兩端車站，位于兩站管轄區分界處兩側的閉塞分區要互相利用對方的相關條件，因此，設置了站間聯系電路。在列車正向運行的當前站，增加采集前方站的站聯區間條件，將采集到的站聯區間狀態納入丟車報警判斷邏輯，反向運行不采用該邏輯。如圖1所示，在本站增加采集鄰站的 Q19G的占用、出清狀態，在鄰站增加采集本站的Q18G的占用、出清狀態。

在硬件上，為獲得兩站分界處鄰站的軌道電路狀態，需在本站采集站間聯系電路中列車正向運行前方相鄰區段GJF(鄰站)接點條件，并增加采集配線。GJF(鄰站)繼電器應具備空接點供TDCS系統使用。在軟件邏輯上，需做以下步驟:

1.列車在區間運行，本站最后一個區段出清后，需檢查列車正向運行前方鄰站第一個區段的GJF(鄰)狀態，如果15 s內既沒有收到該站采集的GJF(鄰)占用狀態，也沒有收到鄰站采集的該區段占用狀態，則對外輸出列車占用丟失告警，否則不對外輸出列車占用丟失告警。如圖1所示，列車沿下行線方向運行，本站增加鄰站的Q19G采集狀態，并將該區段命名為“站聯區間Q19G＇”，當本站的Q17G出清時，檢查本站的站聯區間Q19G＇和鄰站采集的Q19G，如果在15 s內均未收到Q19G和Q19G＇的占用，則對外報警列車占用丟失，否則不認為列車丟失;同理列車沿上行線方向運行時鄰站采集本站的Q18G。

2.增加采集的站聯區間條件，只用于列車占用丟失的邏輯檢查，不納入車次追蹤處理邏輯，站聯區間條件不關聯車次窗，且不在顯示終端上顯示車次號。

3.緊追蹤場景下的處理邏輯:如圖2所示，T1次列車占用 Q19G和 Q21G，50001次列車占用Q17G，50001次列車與T1次列車形成緊追蹤。在緊追蹤場景下，當50001次列車在本站的Q17G出清后15 s內，若檢查到本站采集的站聯區間Q19G＇或鄰站采集的Q19G為占用狀態，尚需額外再檢查Q19G是否關聯了運行中的其他列車車次，如果有其他列車車次，則系統對外輸出50001次列車占用丟失報警;如果沒有其他列車車次，則不認為該列車在Q17G列車占用丟失，從而不對外輸出報警。

圖2 緊追蹤場景示意圖

3 增加區間信號機顯示判定條件方案研究

在原列車占用丟失報警的判斷條件基礎上，增加信號機顯示狀態判定條件，即當列車滿足原區間占用丟失報警條件時，需增加檢查該列車占用丟失告警閉塞分區，及其前方閉塞分區的防護信號機顯示狀態，若兩架信號機中有一架顯示為禁止信號，則不對外發送列車占用丟失報警信息。

圖3～圖6為幾種不同的場景情況。當列車T1次運行所在閉塞分區1005G紅光帶消失后，1007G連續15 s無占用紅光帶，此時需檢查1005G和1007G的防護信號機1005和1007的顯示狀態，若防護信號機1005和1007的顯示狀態中有一個為禁止信號，則不輸出列車占用丟失告警，否則立即輸出告警，即在圖3、圖4、圖5的場景下不輸出列車占用丟失告警，在圖6的場景下輸出列車占用丟失告警。

該方案的運用限制條件為:當列車所在閉塞分區沒有防護信號機時;列車所在閉塞分區的前方區段不是區間、或前方區段無防護信號機時，當列車反向運行時，不采用該判定邏輯。

圖3 場景一示意圖

圖4 場景二示意圖

圖5 場景三示意圖

圖6 場景四示意圖

4 車次追蹤功能下放至車站方案研究

將路局TDCS中心追蹤服務器的功能進行分散化，每一個車站對應一個車次追蹤子模塊，并下放到該站的綜合處理機中，負責處理本站站場表示，完成車次跟蹤、報點、列車占用丟失告警等功能。

硬件升級:鑒于目前上線運用的TDCS系統，均為TDCS2.0結構，設備硬件的性能不足，網絡組網方式不佳，無法滿足TDCS追蹤功能下放到車站的需求，需要按照TDCS3.0技術標準，對車站分機設備升級，升級為TDCS3.0硬件結構及組網方式;車站綜合處理機采用工業級專用平臺，雙機熱備方式。

軟件升級:修改車站子系統與中心的連接方式，優化車次追蹤軟件邏輯。將原車站與中心之間的環形邏輯結構，更改為星型邏輯連接，同時車站與車站綜合處理機之間兩兩互連，互相傳遞信息。車站車次追蹤運行在綜合處理機中，負責該站管轄范圍內的車次跟蹤、報點、占用丟失報警等功能。優化前后的連接方式如圖7和圖8所示。

升級之前，所有的車站信息均需時時匯總至TDCS中心，由中心追蹤服務器進行邏輯處理。車站的站場信息需要經過多個站的物理網絡，最終至中心。由于中心與車站之間的物理通道、邏輯通道均是環形結構，數據環回中心時途徑的通信節點過多，一旦某車站的網絡通道、網絡設備、通信機等故障，均會影響其他車站對中心的數據傳輸，從而造成數據丟失，導致TDCS中心車次追蹤服務器產生列車占用丟失誤報警。

圖7 現車站子系統與中心的連接方式示意圖

圖8 修改后車站子系統與中心的連接方式示意圖

升級之后，車站綜合處理機通過車站網絡互連，車次追蹤服務器只對本站及相鄰站的數據進行邏輯運算，車站與中心之間的通道故障不影響車站正常的數據邏輯處理，從而能夠有效地減少由于通道引起的列車占用丟失誤報警。

5 結束語

通過深入分析誤報警率較高的報警類型事件，發現頻發誤報警的場景，進而對其場景展開研究，提出將本站增加采集鄰站區間站聯條件，和增加信號機顯示狀態判定條件納入列車占用丟失報警邏輯判斷，及車次追蹤功能下放至車站的優化方案，這將大量減少普速鐵路自動閉塞區間TDCS列車占用丟失誤報警，有利于提高列車占用丟失報警的準確性，使TDCS列車占用丟失報警功能更好地發揮作用，從而提升鐵路運輸效率，保證列車運行安全。

［1］ 鐵道部運輸局.運基信號［2011］535號.對TDCS/CTC系統列車占用丟失報警功能技術要求［R］.2011(09).