正線出站信號機處有源應答器報文發送原則探討

周永健 汪洋 趙聰州 郜新軍

隨著高鐵路網的發展，新建線路的增多，具有圖定轉線作業的樞紐車站也逐漸增加。根據相關規范，在這些車站正線出站信號機處均設置有源應答器組。但對于正線出站信號機處有源應答器報文發送原則，現場的做法還未統一，對于規范的理解也存在一定差異。

1 列控系統相關規范的理解

《列控系統應答器應用原則》（TB/T 3484—2017）（以下簡稱3484號文）中，5.3.2.2給出正線出站信號機設置有源應答器組的條件（有圖定轉線作業的正線股道出站信號機外方設置有源應答器組），5.3.2.5給出了正線（發送空報文）和側線（發送對發車方向有效的應答器鏈接、線路允許速度、軌道區段、臨時限速及特殊區段等信息）發車進路情況下，出站應答器發送報文的原則［1］。

《列控中心技術條件》（TB/T 3439—2016）（以下簡稱3439號文）中，6.10.4指出排列正線直向發車的通過進路時，正向出站信號機處有源應答器發送允許通過報文；且附錄D.1中關于TCC報文發送原則，也指出對于到發線股道“直向發車出站信號開放時發送允許通過報文”［2］。

《列控系統相關規范補充規定》（鐵總運［2016］222號）（以下簡稱222號文），對于正線出站有源應答器報文發送原則有更詳細的規定，其中：第1條，正線出站設置有源應答器時，報文發送原則應滿足ATP車載設備在C2等級下，以完全監控模式運行的需求。第2條，當辦理側向發車進路時，正線出站信號機有源應答器應按照側線有源應答器原則，發送相應進路報文。第3條，當辦理直向發車進路時（含通過進路），正線出站信號機有源應答器應發送發車方向有效的應答器鏈接、線路允許速度、軌道區段、臨時限速及特殊區段等信息，臨時限速包與進站有源應答器報文發送原則一致。第4條，若報文信息超過應答器容量限制，辦理通過進路時，正線股道有源應答器可發送允許通過報文（空報文）；辦理直向發車進路時，若正線股道設置高站臺，應按照側線有源應答器報文發送原則發送相應報文，若正線股道未設置高站臺，可發送允許通過報文（空報文）［3］。

對于以上相關規范，從現場測試情況看，目前各列控廠家對于有些條款的理解還存在一定差異，有必要進行探討。

1）正線出站設置有源應答器首先需滿足正線發車進路（直向或側向）轉入完全模式，或圖定跨線通過進路（直進彎出）以完全模式通過的要求［4-5］；然后再分側向發車進路（按側線有源應答器原則）、直向發車進路（含通過進路）（臨時限速包按進站有源應答器報文發送原則）2類情況分述。

2）對于直向發車進路發送報文容量超限情況下的處理，應分辦理通過進路和直向發車進路（正線有無高站臺）2類。

3）對于側向發車（含直進彎出通過進路），應答器容量一般不超限，現場做法相對統一，一般是按側線原則發送報文。而對于直向發車（含直向通過進路），符合容量超限條件時，現場做法存在差異。原因主要集中在：①應答器發送空報文后，與222號文第1條規定相悖，直向發車進路無法滿足車載轉入完全模式的條件；②直向發車（含通過進路）按222號文第3條規定，臨時限速包與進站有源應答器報文發送原則一致，一般［CTCS-2］包留有寫3條TSR的容量［6］，實際經常因為數據描述長度問題，壓縮［CTCS-2］包空間或者有高站臺設計，按側線發送原則［CTCS-2］包只留有1條TSR的容量。

2 有源應答器報文［CTCS-2］包發送特點

按進站有源應答器原則發送報文的特點是區間線路數據描述范圍長，且［CTCS-2］包留有3條TSR的容量，而按側線有源應答器原則發送報文的特點是［CTCS-2］包只留有1條TSR的容量，列控中心需要對“L1、L2、L3”范圍內限速進行核查，從而決定發送相應［CTCS-2］報文，具體邏輯在3439號文中6.8.3有詳細規定。

“L1、L2、L3”定義見圖1。

圖1 側向發車出站有源應答器臨時限速發送邏輯

側線有源應答器［CTCS-2］包發送邏輯是為防止列車進入實際限速區段時超速運行設計的，［CTCS-2］包 只 寫 有1條TSR，這 也 決 定 了［CTCS-2］包在此條件下無法描述實際限速區段信息，描述實際限速的［CTCS-2］包在出站口應答器處更新，而進站有源應答器［CTCS-2］包按實際限速區段描述，且［CTCS-2］包留有3條TSR容量。

3 正線有源應答器報文舉例

根據222號文，正線出站設置有源應答器時，報文發送原則應滿足ATP車載設備在C2等級下，以完全監控模式運行的需求［7］。對于直向發車進路（含通過進路），目前對于正線出站信號機處設有有源應答器的車站，報文發送原則處理并不統一，結合現場聯調聯試案例，下面列舉X站在處理出站有源應答器報文容量超限時的3種發送情況。

1）應答器容量超限時，按進站有源應答器報文發送原則，［CTCS-2］包寫3條TSR，但其他數據包的描述范圍相應縮短（相對區間無源應答器描述的正線數據長度）。

2）應答器容量超限時，按側線有源應答器原則發送相應進路報文，［CTCS-2］包僅能寫1條TSR。

3）應答器容量超限時，發送空報文。

如圖2所示，對于直向到開序列，列車會出現不同的異常現象。

圖2 X站出站信號機有源應答器報文發送示意圖

3.1 報文發送情況1

列車在某高速線下行線反向運行（序列1），X站ⅠG直向到、開，下行線區間K190+700 m—K191+200 m（跨X站與1號中繼站TCC邊界）設置160 km/h的臨時限速（TSR1）。當動車組越過SⅠ有源應答器組后，車載DMI顯示MA縮短，目標距離曲線上限速消失，臨時限速圖標仍存在，越過X應答器組后目標距離曲線限速恢復。

經數據分析，上述現象由于正線出站BSI有源應答器［CTCS-1］包描述的范圍比區間FQ應答器［CTCS-1］包描述的范圍短引起，具體描述范圍示意圖見圖2。

3.2 報文發送情況2

列車在某高速線上行線正向運行（序列2），X站ⅡG直向到、開，上行線區間L1范圍內設置45 km/h的臨時限速（TSR2）。出站信號開放后，列車收到L5碼發車，經過SⅡ應答器組后，允許速度由250 km/h突降到45 km/h，此時車速已提至60 km/h，觸發緊急制動停車。

經分析，BSⅡ有源應答器若按［CTCS-2］包寫3條TSR信 息（221位）描 述（報頭：50 b；［ETCS-5］包：69 b；［ETCS-27］包：86 b；［CTCS-1］包：429 b；［ETCS-68］包：65 b；含3條TSR的［CTCS-2］包：221 b），報文共需920 b，超過了應答器最高容量830 b［8］。由于應答器容量超限，按側線原則發送［CTCS-2］包，根據側線有源應答器發送原則邏輯（L1范圍內下達小于80 km/h的限速），臨時限速有效范圍到反向進站信號機XN處，從而導致允許速度突降。

3.3 報文發送情況3

列車按序列2運行，進站停穩后重啟ATP設備，部分模式直向發車。X站ⅡG直向到、開，上行線區間L1范圍內設置45 km/h的臨時限速。列車發車后經過SⅡ應答器組后，ATP未轉入完全監控模式。

經數據分析，上述現象由于正線出站有源應答器BSⅡ寫的是空報文。

4 問題分析及解決方案

情況1最大程度地實現了222號文的構想，沒有情況2允許速度突降的問題，但是受限于其他數據包的描述長度，區間無源應答器與出站應答器描述的正線數據長度不同，會出現正向通過時MA縮短的現象。若MA縮短現象更嚴重些，就會出現允許速度下降的問題。考慮不同車型的制動距離等因素，數據描述長度需要做全面的仿真及動態驗證。

情況2考慮了“以完全模式運行”的規定，到開場景下，若L1范圍內有45 km/h限速，但限于側線發送原則只寫1條TSR，且并非真實位置的限速，［CTCS-2］包有效范圍縮短至出站口，若發車后司機提速過快，在此類場景下會出現越過出站應答器后，允許速度突降并觸發制動的風險。

情況3遵循了3484號文和3439號文的做法，該處理方式既沒有情況2允許速度突降的風險，也沒有情況1 MA縮短的問題，但若發車進路后區間存在分相區，則有因轉入完全模式過晚掉入分相的風險。

222號文的發布是出于對列控系統運用的優化，而對于出站信號機設置有源應答器的車站，優先需要解決的是跨線圖定轉線作業（直進彎出）的問題；其次對于正向發車及通過進路，若出站應答器按進站應答器原則發送［CTCS-2］包（可寫3條TSR），限于應答器報文容量，對于其他數據包的壓縮不可避免，MA縮短或允許速度下降等問題就有可能發生；而若按側線原則發送［CTCS-2］包（可寫1條TSR），其他數據包的空間雖有所上升，但到開序列（在L1范圍內下達45 km/h限速）存在允許速度突降導致制動的問題。考慮以上2類現場聯調聯試案例，對于直向發車及通過進路，提出建議如下。

1）針對情況1，按進站有源應答器報文發送原則能寫下3條TSR的［CTCS-2］包，但數據描述長度應與區間無源應答器一致（信息包可合理合并）。

2）針對情況2，若應答器容量超限時（包括有高站臺），建議發送空報文或按留有3條TSR的原則，發送［CTCS-2］包。

3）針對情況3，若應答器容量超限且發車進路后區間存在分相區，建議按留有3條TSR的原則發送［CTCS-2］包。

對于222號文的第1條規定，應理解為“正線出站設置有源應答器時，對于圖定轉線作業，報文發送原則應滿足ATP車載設備在C2等級下以完全監控模式運行的需求”。第4條中應答器容量超限條件下，具有高站臺的正線有源應答器，建議按正線進站有源應答器原則發送相應進路報文。

目前在忻州西站（一離去區段存在分相區）、江門深茂場XG（有高站臺）、江都站（無站臺）等站（列控中心設備來自不同的廠家），均出現過情況2描述的允許速度突降問題，通過合理合并［CTCS-1］包等方法可以解決報文容量受限問題，發車進路報文按留有3條TSR的原則，發送［CTCS-2］包，可以有效解決情況2允許速度突降和情況3轉入完全模式較晚掉入分相的問題。

5 結語

本文結合規范條文，對正線出站信號機處有源應答器報文發送原則進行分析與探討，從應答器容量角度，分析有源應答器報文發送［CTCS-2］包的特點；結合現場聯調聯試案例，對現場直向發車（含通過進路）出站有源應答器報文3種發送方案，進行分析對比并提出優化建議，可為完善設計及測試驗證提供參考。