根竹站ATP等級轉換緊急制動的分析處理

余志凌

（南寧局集團公司 南寧電務段，工程師，廣西 南寧 530000）

南寧鐵路局為開通南寧至玉林的動車組列車，對既有的普速鐵路黎湛線根竹至玉林段進行了供電、電務通信信號、工務線路等設備的改造。改造完成后，黎湛下行線通過根竹站1、II、3道與高速鐵路南廣下行線相連；黎湛上行線通過根竹站Ⅵ、7道與南廣上行線相連。

根竹站為CTCS–2級列控區段,黎湛線根竹至貴港黎湛場間上、下行線均設有CTCS–0級與CTCS–2級等級轉換設備，動車組列車在根竹至貴港黎湛場間進行CTCS-2級區段與CTCS-0級區段自動轉換。黎湛線根竹站地面等級轉換應答器位置如圖1所示。

圖1 黎湛線根竹站地面等級轉換應答器位置示意圖

1 故障概述

2016年12月31日10∶34，從廣西玉林開行至廣西南寧東的D9682次（CRH2A-4070-01動車組），在黎湛線根竹站ATP輸出緊急制動停車，區間停車1min。

2 原因分析

發生ATP輸出緊急制動停車問題的動車組配屬南寧鐵路局，ATP類型為200C型。通過調閱電務段調度指揮中心的動車組列控設備動態監測系統（DMS），發現該動車組在k47+621m處C0轉C2等級轉換時，瞬間轉為部分監控模式，動車組運行速度超ATP部分監控模式限制速度，ATP輸出緊急制動停車。由于安裝200H型ATP的動車組列車在這之前已多趟正常運行于玉林站至南寧東站間，初步判斷發生問題與200C型ATP有關。

通過下載該動車組ATP的運行記錄數據進行分析，SAM數據記錄：12月31日10時33分31秒ATP接收到應答器組099-2-10-104（C0→C2等級轉換預告應答器組）報文信息。SAM數據152包中記錄ATP由C0轉C2后進入部分監控模式（PS）走行32米后才轉入完全監控模式（FS）。SAM152包數據記錄見圖2。

圖2 SAM152包數據記錄圖

查閱編號為099-2-10-104等級轉換預告應答器的ETCS-41包（等級轉換數據包），其描述到等級轉換點的距離為240m（應答器報文一見圖3）。

圖3 應答器報文一

而該應答器中ETCS-21包（線路坡度數據包）、ETCS-27包（線路速度數據包）描述到數據有效起始點的距離為275m（應答器報文二見圖4）

圖4 應答器報文二

10時33分39秒ATP接收到編號為099-2-10-106的等級轉換執行應答器組報文信息，該應答器組的ETCS-41包（等級轉換數據包）描述到等級轉換點的距離為0m（即立即執行等級轉換），ATP自動轉換到C2級控車。此時ATP從099-2-10-104等級轉換預告應答器組到099-2-10-106等級轉換執行應答器組的實際走行距離為241m，距離等級轉換預告應答器組ETCS-21包、ETCS-27包描述的坡度數據、線路速度數據有效起點275m還有34m的距離，則由于線路數據不足，ATP無法轉換到完全監控模式，只能進入部分監控模式。在部分監控模式下限制速度為45km/h，而當時列車速度為102.9km/h，因此超出限制速度而觸發緊急制動。

根據200C型ATP設備軟件處理邏輯，處于C0等級控車時，ATP接收到了C0站應答器組（如圖一所示的099-2-10-100應答器組、099-2-10-102應答器組）報文描述的C2線路相關數據包，但由于該兩組應答器組報文未含有ETCS-41包（等級轉換數據包），200C型ATP則不使用該兩組應答器組報文內相關線路數據；只有當接收到有效的等級轉換預告應答器組（099-2-10-104）報文并且含有效的ETCS-41包信息時，ATP則開始使用該等級轉換預告應答器組報文中的ETCS-21包、ETCS-27包等C 2線路數據。

在本案例中，動車組在10時33分31秒接收到有效的等級轉換預告應答器組（099-2-10-104）報文信息，則啟用該應答器組ETCS-21包、ETCS-27包等線路數據：即，再運行275m為線路數據有效起始點。10時33分39秒ATP接收到等級轉換執行應答器組（099-2-10-106）ETCS-41包描述到級間轉換點的距離為“0”，即立即執行等級轉換，轉為C2等級，但由于等級轉換點距099-2-10-104應答器組報文描述的達坡度數據、線路速度數據有效起始點還有34m的距離，該段距離的線路數據為無效，無法進入完全監控模式，只能進入部分監控模式。

而200H型ATP設備在等級轉換方面的軟件處理邏輯與200C型ATP設備不同，200H型ATP設備只要接收到有效的應答器報文就使用，并在后臺運算。

當具備以下兩個條件時，到達等級轉換點則立即轉C2完全監控模式：

1）接收到CTCS-1包（軌道區段數據包）、ETCS-21包（線路坡度數據包）、ETCS-27包（線路速度數據包），且數據完整；

2）越過地面載頻接收到的載頻信息與CTCS-1包指定的載頻一致。所以，本案例中，200H型ATP一接收到099-2-10-100、099-2-10-102等C0站應答器組報文信息，即使用其中的C2線路相關數據包進行后臺運算，當運行經過該等級轉換點時，已滿足上述兩個條件，則立即由C0轉為C2完全監控模式。

從上面的分析可見，發生問題的原因為：200C型ATP設備在處理地面應答器報文描述的線路數據信息的邏輯上存在缺陷，即不使用等級轉換預告應答器組之前的C0站應答器組提供的線路數據信息。

3 解決措施及建議

該問題可從修改地面應答器報文或修改動車組200C型ATP設備軟件邏輯任一個方面來解決。

3.1 提前采取應急措施建議行車組織部門在問題解決之前不安排裝備200C型ATP設備的動車組運行根竹至玉林間的交路，或在裝備200C型ATP設備的動車組運行經過該等級轉換點時限速45km/h運行。

3.2 督促應答器設備廠家做好有關工作鑒于200C型ATP軟件邏輯修改在短期內無法完成，則督促應答器設備廠家修改等級轉換預告應答器中的ETCS-21包（線路坡度數據包）、ETCS-27包（線路速度數據包）數據及相應修改CTCS-1包（軌道區段數據包）數據，將數據有效起始點距離修改為0m（立即執行），將線路屬性（坡度、線路速度、軌道區段等）描述修改為從當前等級轉換預告應答器所在軌道區段的線路屬性開始描述。對上述數據修改，以適應200C型ATP的處理邏輯，確保動車組運行正常。

3.3 發揮ATP設備廠家作用督促ATP設備廠家解決200C型ATP等級轉換線路數據處理邏輯問題，參照200H型ATP在等級轉換方面的軟件處理邏輯進行修改、優化。

4 等級轉換報文修改效果檢驗

2017年1月23日，電務段組織應答器設備廠家對根竹站等級轉換地面應答器報文進行了修改，即將099-2-10-104應答器組的ETCS-21包、ETCS-27包描述的線路坡度數據、線路速度數據的有效起始點距離由275米修改為0m。修改完成后，組織安裝200C型ATP設備的動車組進行試運行，運行正常。試運行動車組ATP接收到099-2-10-106等級轉換執行應答器組報文信息后，立即轉換為C2完全監控模式。通過下載ATP的運行記錄數據分析可見，動車組從099-2-10-104應答器組運行至099-2-10-106等級轉換執行應答器組，ATP立即轉換為C2完全監控模式，沒有出現之前轉部分監控模式的情況，達到了預定效果。

5 結束語

本文通過對安裝200C型ATP設備的動車組等級轉換時發生緊急制動進行分析，剖析了200C型ATP在等級轉換時應答器數據取用內在邏輯的缺陷，并給出了解決辦法。另外，由于200C型ATP處理邏輯在應答器數據處理及走行軌道區段的允許誤差冗余量方面較嚴格于其他類型ATP，建議類似新線開通時，優先安排使用裝備200C型ATP的動車組進行試運行，以提早發現問題，確保后續動車組在新開通線路上運行正常。