應答器功能簡介及聯調聯試期間故障分析

劉福玉（中鐵十四局集團電氣化工程有限公司，江蘇 南京 210000）

應答器功能簡介及聯調聯試期間故障分析

劉福玉
（中鐵十四局集團電氣化工程有限公司，江蘇 南京 210000）

摘 要：作為一種重要的數據傳輸設備，應答器在多個領域中有著廣泛的應用，能夠實現數據報文的快速傳輸，還是構成列車運行控制系統的重要原件，可以將列車運行狀況實施性的傳輸給高速鐵路自動列車防護的列控中心。在科學技術高速發展的現代化社會中，人們對高速列車的要求越來越高，為了進一步的加快運行速度，保障列車行駛安全，要充分發揮應答器的功能，將真實、有效的數據信息傳輸至列車ATP系統。

關鍵詞：應答器；列車運行控制；聯調聯試

一、應答器的類型

就我國當前的發展現狀來看，在運行列車方面應用的應答器主要有兩大類，即固定應答器及可變應答器，也叫無源、有源應答器。

1有源應答器

有源應答器的主要功能就是將可變信息進行傳輸，但需要借助線路側電子設備（Lineside Electronic Unit）來實現，具體應用過程中要將該設備同電纜相接，將應答器報文以一種變化的方式高效的傳輸給列車。高速列車運行路線的出戰、提速路段、進站等多個位置均可設置有源應答器，便于將列車的速度限制、路線運行數據信息進行及時的發送。在同線路側電子設備地面電子單元相連接的情況下，還能完成數據報文的傳輸任務。

2 無源應答器

傳輸不可變的數據報文是無緣應答器所承擔的責任，主要傳輸的數據為列車路線參數信息。該類型應答器通常位于列車下方，當行駛至設置時，能夠對列車車載天線發送的電磁波進行接收，并將該能量通過電能的形式釋放出來，開啟地面電子電路，最終達到數據報文的重復傳輸。由此可見，無源應答器工作的動力來源于電磁波能量，待到列車行駛過后，能量逐漸減小，直至不再發揮作用。

二、應答器的工作原理分析

雖然兩種不同類型應答器的工作動力、傳輸數據信息有所差異，但從本質上看，二者的運行原理相同。地面應答器的工作時間主要為列車的經過時段，可以接收到天線發出的電磁波，為電子電路的正常運轉提供充足的電能，發揮傳輸報文的功能。對線路側電子設備輸出的偏置電壓進行進一步的整流、穩壓處理后，可以將電源用在應答器中，使應答器得以工作。應答器接收來自LEU 的DBPL編碼形式的報文信息，反變換后調制生成上行鏈路信號。如果應答器檢測不到來自LEU的有效信號，接收到車載天線27MHz載頻能量時，發送默認報文。可通過報文讀寫器向應答器寫入報文，也可讀出和檢查存儲在應答器中的報文。

三、應答器故障分類

線路數據錯誤實例和應答器報文錯誤實例如下：

1 線路數據錯誤實例

排列X行進I道接車進路時，動車組進站后機車信號由黃變為紅黃，動車組運行了653m時ATP輸出制動；再次試驗時排列了下行I道接車并排列了I道下行反向發車，ATP未輸出制動，但是ATP行駛到450時轉換到了部分模式。根據現場讀取報文分析，X進站口的有源應答器接車進路長度為30+870，而無源應答器接車進路長度則為30+1468，在根據《CTCS-2 級列控系統應答器應用原則》中針對客運專線列控系統應答器的規定要求，應保障列車實際行駛路線的進出站路段與應答器的設置相統一，確保應答器能夠提供數據報文信息的準確性，將正確的列車速度、線路等狀況進行傳送。當駛入進站路段后，動車組會接收紅黃碼，但由于缺乏相關信息，同目的點的間距較早的顯示為零，就會使動車的實際停運位置與規定有所偏差；如果直進側出進路，地面發送雙黃碼，線路數據不足時，車載設備自動轉為C2部分模式控車，ATP生成NBP速度為50km/h的模式曲線，恰好與道岔側向限速值相符，所以列車能夠通過。

2 應答器報文錯誤實例

聯調聯試期間，列車經過進出站口有源應答器組時，DMI報“應答器組信息缺失”，雖為C2模式控車，但NBP速度為50km/h。由于列控中心軟件進行升級，列控中心通過LEU發送到進出站口有源應答器的報文錯誤，除正常的【CTCS-2】臨時限速限速包外，還有一個標示碼為1的未知信息包，車載ATP設備受到該非法信息包后，無法辨別該應答器組應答器報文的正確性，按照故障-安全原則，ATP將該信息包丟棄不用。當控車數據中缺少臨時限速信息后，ATP進入無臨時限速信息的完全模式，按照軌道電路低頻碼生成NBP速度為50km/h的控車模式曲線，監控動車組運行。綜合以上故障：因為站前施工原因，設計在施工過程中變更了設計，在應答器報文寫入施工中，未全面修改應答器數據造成的此類故障，這種類型的故障在聯調聯試期間極為普遍，另外是設計單位在設計時與其他專業沒有進行充分溝通或是其他專業有變更時，沒將變更內容與信號專業進行交底，導致了動車組不能夠正常自動過分相。

3 外界電磁干擾

干擾現象有在開通運營后不久的車站，偶爾有司機反映動車組踏過此應答器后ATP會輸出制動，夜間利用天窗點時間對該應答器進行了報文測試，未出現異常；調取動車組DMI信息發現當動車組踏過該應答器后顯示“應答器報文不一致”的信息，夜間天窗點時間又對應答器周圍干擾源進行了查找，結果發現電力施工用的拉管機臨時電源線在過軌時綁扎在了應答器尾纜上邊，白天施工時臨時電源線產生的磁場諧波與應答器報文不一致，導致動車ATP輸出制動。

4 分析原因

高鐵動車組ATP設備均具有自動過分相功能。當列車向分相區方向運行，行車許可延伸到分相區所在區段時，RBC向列車發送分相區信息。ATP根據到分相點的距離、分相區長度、動車組當前運行速度及動車組車輛參數，綜合處理后向列車接口單元發送“過分相”命令，控制動車組在距離分相區前端3S運行距離處斷開VCB.但是由于聯調聯試期間設備不穩定、車速高等原因，司機很難準確把握斷電時間，為確保在分相區前斷開VCB，部分司機會提前斷開VCB，導致列車牽引回路瞬間產生的強磁場諧波分量與應答器報文傳輸頻譜不一致，從而造成應答器報文接收、解調異常，根據系統安全原則，ATP系統觸發緊急制動停車。

參考文獻

[1]鐵道部運輸局.CTCS-3級應答器報文定義及運用原則（V1.0）[Z]. 2008.

[2]鐵道部運輸局.CTCS-2級應答器報文定義及運用原則（暫行）[Z]. 2008.

中圖分類號：U284

文獻標識碼：A