關于列控中心改方過程及故障思路介紹

徐 鵬

(北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 列控中心系統介紹

列控中心為客運專線列控系統地面設備中的核心設備，其主要功能為根據其管轄范圍內各列車位置（軌道占用狀況）、聯鎖進路以及線路臨時限速狀態等信息，控制軌道電路編碼，控制有源應答器發送進路參數信息，向列車提供其所需的運行許可和線路參數。

列控中心設備采用冗余設計，且符合故障—安全原則。列控中心由以下主要單元構成：安全主機單元、通信接口單元、輸入輸出接口單元、監測維護單元、信號安全數據網接口單元、冗余電源單元。列控中心系統結構原理如圖1所示。

2 改方原理介紹

2.1 改方功能的目的

在國內高速鐵路CTCS-2級列控系統中，列車獲得行車許可的方式是,通過機車頭部下方的車輪對軌道進行短路，獲取到軌道電路設備提供的信號信息，經車載ATP計算機處理后實時計算得出，示意如圖2所示。當列車需反向行使時，需對軌道電路信號電流方向進行切換，因此引入改變方向的需求，控制地面設備對接收器、發送器及傳輸電路進行正向、反向切換。

圖1 列控中心系統原理圖Fig.1 Schematic diagram of train control center system

圖2 軌道電路信號示意圖Fig.2 Schematic diagram of track circuit signal

2.2 改方功能的繼電器接口

方向電路的設置原則為車站以區間口為單位，每個區間口設置一套方向電路；中繼站以線路為單位，每條線路設置一套方向電路。

1）控制繼電器（GFJ）：每套方向電路中設置一個ZGFJ和一個FGFJ，ZGFJ和FGFJ由列控中心負責驅動，用于帶動方向繼電器（FJ）動作。

2）FJ：每套方向電路中設置一個FJ，FJ用于帶動區間軌道電路發碼方向切換繼電器（FQJ）動作。列控中心采集FJ的前后接點，用于檢查FJ是否動作到位。

3）FQJ：區間每個軌道區段設置一個發碼方向切換繼電器FQJ，用于集中區范圍內所有軌道電路發碼方向的切換。列控中心采集集中區范圍內所有FQJ串聯后的狀態，用于檢查集中區范圍內所有FQJ是否動作到位。

區間正向運行時，車站甲SN口為發車方向，車站乙X口為接車方向；如圖3所示，說明車站甲方向電路正向狀態如下。

1) 列控中心驅動SN口ZGFJ吸起、FGFJ落下。

2) ZGFJ吸起、FGFJ落下，通過繼電器的接點，帶動方向繼電器FJ吸起。

3) FJ的前接點導通，后接點斷開，帶動集中區范圍內所有FQJ處于落下狀態。

4) 同時列控中心采集FJ狀態為吸起，串采FQJ狀態為落下。

2.3 改方功能的操作

如圖4所示，結合圖3兩車站及其區間的結構，其中中繼1為甲站的歸屬站，中繼2為乙站的歸屬站。以正常改方為例，甲站為原發車車站，乙站為原接車車站，區間處于空閑狀態，正常改變運行方向流程如下。

1）乙站聯鎖辦理發車進路后，聯鎖設備向乙站列控中心發送發車請求信息和發車鎖閉狀態信息。

2）乙站列控中心收到乙站聯鎖的區間方向控制命令后，判斷正常改方的檢查條件：a.站間空閑（含無配線車站站內區段）且所管轄的無配線站沒有辦理接發車進路；b.管轄的中繼站2與乙通信正常；c.甲站管轄范圍內沒有辦理發車進路。

3）乙站列控中心向甲站列控中心發送請求改變運行方向信息，要求甲站先改為接車方向，同時控制管轄范圍內區間軌道電路編碼為JC碼。

4）甲站接收到來自乙占的正常改方請求命令后，再次進行正常改方的條件檢查：a.站間空閑（含無配線車站站內區段）且所管轄的無配線站沒有辦理接發車進路；b.管轄的中繼站1與甲站通信正常；c.檢查甲站的SN口無發車進路鎖閉。

5）甲站列控中心啟動甲站方向電路動作，同時通知其管轄的中繼站1開始控制相應的方向電路動作。

6）甲站列控中心確認甲站方向繼電器以及所管轄的中繼站方向繼電器動作到位，即FJ落下、FQJ吸起，甲站SN口及管轄中繼站改為接車方向，并向乙站列控中心發送允許改變運行方向命令。

圖3 單站方向電路圖Fig.3 Directional circuit diagram of single station

圖4 兩站一區間示意圖Fig.4 Schematic diagram of two stations and one section

7）乙站列控中心收到甲站的允許改變運行方向命令后，乙站列控中心則向所管轄的中繼站1發送改方命令，并同時驅動乙站相應方向口的方向繼電器。

8）乙站列控確認乙站方向繼電器及所管轄的中繼站2方向繼電器動作到位，即FJ落下、FQJ吸起，乙站X口及管轄中繼站2改為發車方向。

9）此時改方完成，乙站向聯鎖發送X口為發車方向，允許開放發車進路。

對上述過程總結如下：

1）正常改方發起者：接車站可辦理正常改方操作；

2）正常改方操作的辦理方式：通過接車站聯鎖辦理發車進路的方式實現；

3）正常改方檢查條件：全區間空閑、原發車站無發車進路鎖閉；

4）正常改方操作一次有效：改方失敗后，原接車站需重新辦理發車進路，再次觸發改方。

3 典型故障案例及排查方向

3.1 本站不發JC碼，鄰站改方繼電器不動作

原接車站辦理發車進路，聯鎖發送改方請求后，本站及中繼站管轄區間范圍軌道電路編碼未發生變化，則表示本站列控中心未獲得改方請求或改方檢查未通過，可對本站如下故障點進行排查。

1）檢查TCC與CBI通信狀態；

2）檢查區間占用狀態；

3）檢查鄰站是否有發車鎖閉（含聯鎖上電鎖閉）；

4）檢查管轄中繼站監測上與主站的通信狀態；

5）檢查與鄰站區間是否有無配線進路；

6）是否上次改方不成功未重新辦理進路（辦理一次進路僅改方一次）。

3.2 鄰站繼電器已動作，但本站繼電器未動作

原接車站辦理發車進路，聯鎖發送改方請求后，本站及中繼站管轄區間范圍軌道電路編碼已變更為JC碼，鄰站及其管轄中繼站方向電路繼電器已動作但未保持，本站及管轄中繼站方向繼電器也未曾動作，則表示鄰站列控中心通過改方動作發起前校驗，但未滿足改方完成狀態檢查，可對鄰站如下故障點進行排查。

1）檢查鄰站FJ、FQJ采集狀態是否到位（從列控監測界面看），如不到位，檢查繼電器及采集情況。

2）鄰站有中繼站時，中繼站的FJ和FQJ是否動作到位。

3）改方過程中是否有區間占用情況。

3.3 鄰站改為接車方向，本站未改為發車

原接車站辦理發車進路，聯鎖發送改方請求后，鄰站及其管轄中繼站方向電路繼電器已完成動作，本站及管轄中繼站方向繼電器已動作但未保持，則表示鄰站列控中心已發送改方回執，本站列控中心未滿足改方完成狀態檢查改，可對本站如下故障點進行排查。

1）檢查本站FJ、FQJ采集狀態是否到位（從列控監測界面看），如不到位，檢查繼電器及采集情況；

2）本站有中繼站時，中繼站的FJ和FQJ是否動作到位；

3）改方過程中是否有區間占用情況；

4）鄰站改方時間長導致本站繼電器動作時間不足，此種情況再改一次即可。

3.4 FJ、FQJ動作不到位

改方過程中，若FJ未動作時，則從以下內容檢查電路：

1）測量TCC電壓輸出；

2）檢查FJ驅動電路；

3）檢查繼電器是否故障。

若FJ已動作但未能保持狀態時，則檢查FJ至TCC采集電路。

1）測量FJ的端子是否有電；

2）測量TCC在接口架是否有電（零電使用LKF）；

3）檢查接口架至PIO/PI板卡電纜；

4）更換采集板。

改方過程中，FQJ動作不到位，則從以下內容檢查電路。

1）檢查FJ是否動作到位；

2）測量接口架處TCC采集點是否有電（零電使用LKF）；

3）檢查區間區段所有FQJ是否全部動作；

4）測量每個FQJ后方接電是否有電，對于不清楚哪個點給TCC串聯采集時，測量所有接線點。

由于改方過程不是一直持續，給排查帶來困難，可使用輔助改方的形式，兩站值班員進行輔助改方，且在聯鎖計時快結束時點計時按鈕，進行持續改方。

4 改方功能優化

高速鐵路實際工程運用中，特別是運營時期，偶發的正常改方失敗原因大多數為方向電路繼電器節點接觸不良，進而導致列控中心采集節點電位無效。從改方電路以及列控中心監測維護機報警信息兩方面可進一步提高改方操作完成率以及故障發生時的準確定位。

4.1 方向電路采集優化

中國國家鐵路集團有限公司在2019年3月4日發布《中國鐵路總公司工電部關于優化列控中心方向電路提高設備工作可靠性的通知》中要求高速鐵路將列控中心方向電路采集區段發碼FQJ后節點實施并聯冗余節點方案，經現場運用效果良好。其根本原理為加強FQJ后節點冗余采集，使得每一個區間FQJ繼電器的后節點進行并聯，從而提高導通概率，如圖4所示。

4.2 列控中心監測報警優化

列控中心監測維護機對繼電器采集斷線進行實時報警，但改方動作是變化狀態，依據《列控中心技術條件》（TB/T 3439-2016號），改方過程在13 s內完成即可判斷為有效，故無法將過程中未動作繼電器點位信息判斷為“斷線”故障。當前邏輯為改方失敗，動作未完成繼電器需導向初始態，即需回退。這就對維護部門排除改方過程中出現的繼電器采集故障判斷造成障礙。

圖5 后節點并聯示意圖Fig.5 Schematic diagram of parallel connection of rear contacts

通過列控中心監測維護機界面增加狀態倒計時窗口，可將軟件內部判斷邏輯進行實時窗口展示，便于第一時間對故障點位信息進行狀態提示，協助維護部門盡快處理故障，保障鐵路運行。

5 結語

列控中心改方過程綜合考慮軟件邏輯、繼電器狀態、相鄰設備通信狀態，在一個改方周期內對各條件檢查正常，即可完成改方動作。其中任何一處未在軟件固有周期內完成，則改方失敗。在工程實際應用中，應根據失敗時設備狀態，以及改方過程中監測軟件故障報警，快速判斷故障點，減少對鐵路運營造成的影響。