高普聯絡線車地兼容性典型問題研究

孔得盛

隨著中國高鐵發展，在樞紐地區高速鐵路與普速鐵路之間設計聯絡線予以連通的場景越來越多［1］。受地形環境制約，高普間聯絡線長短、運輸組織形式多樣，在滿足規范的前提下，為適應聯絡線運營需要，信號設計方案日趨復雜，不同型號ATP上線運營，兼容性問題不斷出現［2-3］。

蘭州西高速場東接寶蘭客專，向西與蘭新客專貫通。蘭州西普速場東接隴海線，向西與蘭新線貫通。未設計聯絡線時，蘭州西高速場與普速場之間無法辦理接發車進路，運輸不靈活。為了滿足寶蘭客專與蘭新線融會貫通，同時增加運輸靈活性，在蘭州西高速場與普速場下行咽喉建設了1條聯絡線［4］。本文就蘭州西高普聯絡線兼容性試驗中發生的問題進行研究。

1 問題現象

蘭州西高普聯絡線具體設置方案見圖1。增設進路信號機2架（SGL3、XL5），道岔3組（235#、147#、237#），進 路 應 答 器 組2組（BSGL3、BXL5）。

圖1 蘭州西站高普聯絡線設置方案

蘭州西站高普聯絡線工程施工完成后，分別運用裝有CTCS2-200C、CTCS3-300T型ATP的動車組進行了動態驗證，驗證過程中未發生任何異常和報警信息［5］。之后運用裝有CTCS3-300H、CTCS2-200H、CTCS3-300S型ATP的動車組進行兼容性試驗時，裝備CTCS2-200H型ATP的動車組由普速場向高速場發車時觸發制動2次，車載DMI速度表盤變紅；裝備CTCS3-300S型ATP的動車組由普速場向高速場發車、高速場向普速場接車時觸發制動各2次，車載DMI提示“K1639軌道電路信息異常”。

2 問題分析

根據動車組觸發制動和報警信息，分別對地面軌道電路、應答器報文、車載ATP數據進行分析，并對軌道電路進行動態檢測。

2.1 軌道電路方面

1）核查237DG、211-235DG區段長度，均與工程數據表數據一致。經現場實測211-235DG分割絕緣（即235#道岔岔前絕緣）至235#道岔岔后絕緣長度為22.85 m，235#道岔岔后絕緣至235/237#道岔渡線絕緣長度為23.56 m，235/237#道岔渡線絕緣至237#道岔岔后絕緣長度為22.35 m，237#道岔岔后絕緣至SGL3信號機處分割絕緣（即237#道岔岔前絕緣）長度為24.55 m。

2）檢測CLG2、237DG的電氣特性。

3）使用ME2000P軌道電路故障分析系統，全程監測237DG、211-235DG、205DG、203DG載頻、低頻、電壓，分析數據未發現異常；使用優利德示波器測試203DG、205DG、211-235DG、237DG載頻，在D8963、D8966次動車（200C）及CRH2G-4110（200H）動車運行過程中，載頻無變化［6］。

4）使用電務檢測車，在蘭州西普速場經高普聯絡線至蘭州西高速場XF信號機外方正反向運行4個車次，同時對高普聯絡線軌道電路進行了動態專項檢測，檢測結果顯示軌道電路各項參數指標均符合標準要求［7］。

5）通過排查、測試以及動態檢測得出：CLG2、237DG軌道電路電氣特性指標符合標準。為進一步提高軌道電路運用特性，現場采取以下措施：①調整CLG2、237DG軌道電路，調整前后的電氣特性數據見表1；②在237#道岔岔后絕緣節新增兩根跳線、一根長跳線，對237#岔心部位的電氣回路進行補強；③拆除蘭州西高普聯絡線XL5信號機處扼流中心連接板，在SGL3信號機處加裝扼流中心連接板，優化牽引回流通路［8］。

表1 電氣特性測試數據

2.2 應答器報文方面

經對BXL5（062-2-02-023）、BSGL3（075-4-27-48）應答器組報文分析，應答器報文編制符合規范［9-10］。

2.3 車載ATP數據方面

2.3.1 CTCS2-200H型ATP觸發制動問題分析

試驗場景及問題描述：55204次列車，蘭州西普速場11G發車→高普聯絡線，蘭州西高速場通過→寶蘭客專下行線反向。01：18列車以完全監控模式運行至高普聯絡線經過SGL3信號機時，DMI速度表盤變紅，觸發B7制動，瞬間恢復至正常狀態（DMI未提示異常）。

通過PC卡數據分析得出，BXL5中［CTCS-1］包描述當前為1700 Hz的長度為167 m的軌道區段，前方為922 m的無載頻區段。而出站應答器BSGL3中［CTCS-1］包描述當前位置30 m后是47 m的2600 Hz區段。

車載ATP在列車運行到出站信號機前，按照BXL5描述的信息鎖定1700 Hz及無載頻。在運行到SGL3出站信號機處時，考慮到測距誤差，ATP在延時2 s后，按照BSGL3鎖定并接收2600 Hz載頻。在ATP解碼過程中，接收地面2600 Hz的載頻發生中斷，ATP解L5碼的時間超過4 s，從而導致ATP掉碼，列車輸出B7級制動。

2.3.2 CTCS3-300S型ATP觸發制動問題分析

試驗場景及問題描述：55308次列車，蘭州西普速場8G發車→高普聯絡線，蘭州西高速場通過→寶蘭客專下行線反向。04：39列車經過高普聯絡線SGL3信號機后，DMI提示“K1639軌道電路信息異常”，觸發B7制動瞬間緩解。

通過車載數據和地面設備分析，除BXL5中［CTCS-1］描述與實際不符外，還存在動車組短距離內經過多個絕緣節問題。在經過211-235DG（總長47 m）接收端絕緣節后，走行23.4 m又通過235#道岔彎股切割絕緣節，再走行23.6 m過235/237#道岔渡線絕緣節，走行23.3 m過237#道岔直股切割絕緣節，再走行23.7 m過SGL3信號機處絕緣節（此處由上行載頻轉換為下行載頻）進入CLG2。期間，軌道電路每隔約23 m就要過一次機械絕緣節，軌道電路信息中斷且載頻切換，300S型車載判定為地面載頻不穩定，且軌道電路低頻無效時間超過10 s，車載導向安全側輸出B7制動防護。這是地面設備的配置，在300S型動車組運行的特定條件下，剛好觸發車載輸出制動的邏輯判定條件的典型兼容性問題，絕緣節設置示意圖見圖2。

圖2 絕緣節設置示意圖

3 整改方案

3.1 修改XL5信號機應答器組報文數據

在動車組經過BSGL3時，由于BXL5描述了前方一段922 m的無載頻區域，與實際237DG載頻不符，可將XL5信號機應答器組報文描述的無載頻區域修改為237DG、211-235DG、205DG的實際載頻。該解決方案僅需要修改XL5應答器組描述的報文，影響范圍小。

3.2 取消聯絡線銜接道岔區段側向發碼

取消蘭州西高普聯絡線123-147DG、237DG和211-235DG區段道岔側向發碼，地面XL5應答器組報文描述CLG2前方的頻率為無載頻，地面SGL3應答器報文描述前方的頻率為無載頻。動車經過SGL3應答器時，ATP不再處理軌道電路載頻信息，避免了ATP車載邏輯需延時及解頻鎖頻的處理響應時間。

由于123-147DG、237DG和211-235DG區段道岔側向不發碼，聯絡線區段CLG2長度僅為197 m，進路信號機前方發碼區段長度不能滿足動車組以45 km/h的速度制動到0 km/h的常用制動距離要求，因此可采用紅燈重復的方案，當辦理X或XF信號機向高普聯絡線的接車進路時，XL5信號機必須開放，即：XL5信號機顯示紅燈時，X或XF信號機不能開放。高普聯絡線通過隴海線下行正線接入蘭州西普速場，從寶蘭客專寶雞方面向蘭州西普速場接車時，辦理經XL5至普速場的接車進路后，由于普速場123-147DG等咽喉區段鎖閉，故隴海線下行線11～13股道的接發車進路及7～10股道接發車基本進路無法辦理。寶蘭區間運行的動車組從高速場下行進站經810 m以不超過45 km/h速度至普速場股道后進路方能完全解鎖。進路從建立到解鎖時間較長，對普速場接發車作業產生較大影響，且對寶蘭客專在線動車組的運行產生一定的限制。

3.3 調整軌道電路絕緣節設置

調整軌道電路絕緣節設置方案見圖3，即取消寶蘭正線235#、215#道岔岔前及609處的3組絕緣節，并在235#（979處）、215#（749處）道岔岔后及520處分別新設絕緣節，將205DG改為205-235DG、211-235DG改為211-215DG、215-217DG改為217DG，并將237#道岔絕緣由直股切割改為曲股切割，237DG發送端設備由安全線移設至渡線［11］。由于該方案237DG長度不變，需車載廠家進行動態仿真實驗，確認方案是否成立，且寶蘭正線拆除3組絕緣、新增3組絕緣，道岔絕緣移設1組，需要修改高速場列控中心軟件，重新進行動態檢測，影響范圍大，無法滿足寶蘭客專動車組進入普速場運營需求的時間節點要求。

圖3 調整軌道電路絕緣節設置方案

通過對以上3種整改方案的分析，從影響范圍和施工難度綜合考慮，不考慮取消聯絡線銜接道岔區段側向發碼方案。先修改BXL5中［CTCS-1］包數據，解決200H型ATP輸出制動問題，300S型ATP制動問題通過限制動車組運行速度、過絕緣節時間延長的方式臨時解決，后期再調整軌道電路絕緣節設置，以徹底解決動車組在高普聯絡線輸出制動的問題。

4 結論

通過對蘭州西站高普聯絡線兼容性試驗中CTCS2-200H型、CTCS3-300S型ATP觸發制動案例分析，進一步探討問題原因，并提出修改應答器組報文數據、取消聯絡線銜接道岔區段側向發碼、調整軌道電路絕緣節設置等建議措施。目前，全路高鐵樞紐改造工程逐漸增多，雖然信號工程依據設計規范實施，但缺少對車地兼容性的綜合分析，只有在進行兼容性試驗時才能發現問題。因此，為規避工程實施后類似情況的發生，從設計源頭上可參考以上方案，對于解決該類問題具有指導意義和參考價值。