普速線路列控改造后動態(tài)試驗典型問題分析及處理

王殿彪，賈海斌，劉亞希

（中國鐵路北京局集團有限公司唐山電務(wù)段,河北唐山 063000）

隨著近幾年國內(nèi)高速鐵路發(fā)展迅猛，一部分樞紐車站既有高速場又有普速場，通過場間聯(lián)絡(luò)線連接。但高速、普速信號設(shè)備在運行控制、設(shè)備制式、相關(guān)標準等方面存在部分差異，要想高速鐵路列車通過高普聯(lián)絡(luò)線不停車進入普速線路運行，需要對普速線路的CBI、TCC、CTC/TDCS、區(qū)間自動閉塞、站內(nèi)電碼化等信號設(shè)備進行升級改造，實 現(xiàn)CTCS-0(簡 稱C0) 與CTCS-2(簡 稱C2) 間、CTCS-2 與CTCS-3(簡稱C3)間等級轉(zhuǎn)換功能。

升級改造完成后，需進行專項動態(tài)測試。由于既有線路列車運行密度大，特別是針對高速、普速運行的各種型號的車載設(shè)備均需測試驗證，測試車型全、測試序列多導(dǎo)致動態(tài)試驗難度大。下面就某站動態(tài)試驗中出現(xiàn)的典型問題進行深入分析，并做詳細說明，為其他樞紐車站列控動態(tài)試驗提供參考。

1 典型問題

1.1 允許速度突變問題

1.1.1 問題描述

如圖1 所示，動車組（ATP 為300H 型）以C3完全監(jiān)控模式由該站高速場XK 信號機進入站內(nèi)，經(jīng)高普聯(lián)絡(luò)線進入普速場，后經(jīng)VG（IVG、VG 為正線）通過（XK →SV →SN）。動車組經(jīng)過普速場BSV 應(yīng)答器組后，控車模式由C3 完全監(jiān)控模式轉(zhuǎn)為C2 完全監(jiān)控模式，允許速度由108 km/h 突降為45 km/h，運行一段距離后允許速度恢復(fù)103 km/h，由于經(jīng)過岔區(qū)控車速度不高，并未觸發(fā)制動。

圖1 XK→SV→SN運行進路Fig.1 Train Route XK→SV→SN

1.1.2 問題分析

通過分析車載數(shù)據(jù)可知，當動車組以C3 完全監(jiān)控模式進入站內(nèi)經(jīng)高普聯(lián)絡(luò)線運行至VG 始端，按照RBC 發(fā)來的消息#M3（行車許可）中的描述，動車組允許速度為108 km/h。當動車組運行至BSV 應(yīng)答器組后，收到BSV 有源應(yīng)答器中的[ETCS-41]包（等級轉(zhuǎn)換命令），該信息包描述正向通過時立即轉(zhuǎn)為C2 等級。由于是側(cè)向通過進路，普速場股道此時發(fā)UU 碼，動車組進入C2 完全監(jiān)控模式后，C2 主控單元收到UU 碼進行250 m 車尾保持，限速45 km/h，車尾保持結(jié)束后C2 主控單元根據(jù)收到UU 碼及應(yīng)答器報文確定行車許可終點，同時結(jié)合動車組制動性能計算出控車曲線，將允許速度提升至103 km/h。

通過以上分析可知車載設(shè)備處理邏輯正常，允許速度抬升是由于動車組運行至正線始端處收到RBC 發(fā)來的正線允許速度，允許速度下降是由于運行至BSV 有源應(yīng)答器后立即轉(zhuǎn)為C2 等級，C2 主控單元按照收到的UU 碼進行250 m 車尾保持，限速45 km/h。普速場列控中心設(shè)計為C3 級動車組從高速場運行至普速場上行出站有源應(yīng)答器處立即轉(zhuǎn)為C2 等級，不停車通過普速場，設(shè)計人員設(shè)計時忽略了C3 動車組側(cè)向通過進入普速場正線股道時，C3 主控單元控車允許速度高，而后備C2 主控單元需進行45 km/h 車尾保持，一旦進入股道立即轉(zhuǎn)為C2 等級就會發(fā)生允許速度跳變問題。

1.1.3 整改情況

將上述情況反饋設(shè)計單位后，設(shè)計單位綜合考慮修改普速場列控中心軟件，在辦理高速場至普速場正線（IVG、VG）的側(cè)向通過進路時,列控中心控制BSV 有源應(yīng)答器發(fā)送C3 轉(zhuǎn)C2 預(yù)告報文，將轉(zhuǎn)換點改為股道中間定位應(yīng)答器處。這樣C3 動車組在進入普速場正線股道后，接收預(yù)告報文不立即轉(zhuǎn)為C2 等級，由C3 主控單元繼續(xù)控車，后備C2主控單元同時執(zhí)行車尾保持，待兩者允許速度一致后再轉(zhuǎn)為C2 等級。修改列控中心軟件后，進行實車驗證，再未出現(xiàn)允許速度跳變問題。

1.2 工程數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)錯誤導(dǎo)致的非正常制動問題

1.2.1 問題描述

如圖2 所示，動車組（ATP 為200C 型）以C2 完全監(jiān)控模式進入站內(nèi)2G 停車（S →X2），C2完全監(jiān)控模式下，動車組進入2G 后機車信號顯示HU。當越過BX2 應(yīng)答器組后，DMI 顯示“應(yīng)答器（組）丟失”，控車模式轉(zhuǎn)為C2 部分監(jiān)控模式，觸發(fā)B7 制動停車。

圖2 S→X2運行進路Fig.2 Train Route S→X2

1.2.2 測試分析

查看BS 應(yīng)答器組報文，描述的到BX2 應(yīng)答器的連接距離為590 m，查看車載數(shù)據(jù)得知動車組實際走行距離為610 m，誤差20 m。查閱應(yīng)答器信息表得知BS-1 應(yīng)答器的位置是K277+686，BX2-1 應(yīng)答器的位置是K277+096，兩者相距590 m。根據(jù)200C 車型應(yīng)答器期望接收窗口公式計算得知窗口下邊界573.2 m，窗口上邊界606.8 m。動車組實際走行610 m，超出窗口上邊界3.2 m，故200C 型動車組經(jīng)此接車進路均報“應(yīng)答器（組）丟失”。

現(xiàn)場進一步測量BS 應(yīng)答器組、BX2 應(yīng)答器組至絕緣節(jié)距離及組內(nèi)間距，符合設(shè)計要求及應(yīng)答器技術(shù)規(guī)范；懷疑S →X2 接車進路長度有問題。對該接車進路內(nèi)的5 個軌道區(qū)段（不含股道）長度進行現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn)，130DG 定位長度為84 m，而工程數(shù)據(jù)表中距離為72 m，相差12 m，由此判斷工程數(shù)據(jù)表中軌道區(qū)段長度存在較大誤差為應(yīng)答器組丟失的主要原因。

1.2.3 整改情況

將現(xiàn)場實際測量數(shù)據(jù)反饋給設(shè)計單位后，設(shè)計單位修改相應(yīng)的列車進路表，將130DG 定位側(cè)數(shù)據(jù)由72 m 修改為84 m，同時修改普速場列控中心軟件，將鏈接距離改為602 m，應(yīng)答器出窗距離=（584.96 m 窗口下邊界，619.04 m 窗口上邊界），動車組實際走行610 m 在應(yīng)答器期望接收窗口內(nèi)，后進行實車驗證，再未出現(xiàn)此類報警。

1.3 應(yīng)答器報文信息描述錯誤導(dǎo)致異常制動問題

1.3.1 問題描述

如圖3 所示，動車組（ATP 為200H 型）在普速線路上行區(qū)間以C2 完全監(jiān)控模式進入站內(nèi)3G 停車（S →X3）。動車組越過S 進站信號機后，機車信號U 碼掉碼觸發(fā)最大常用制動，收到HU 碼后自動緩解制動。

圖3 S→X3運行進路Fig.3 Train Route S→X3

1.3.2 問題分析

查看區(qū)間B2796-2、B2792-2 應(yīng)答器報文發(fā)現(xiàn)兩者[CTCS-1]包描述前方進站后有1 270 m 的無載頻區(qū)段（實際為接車岔區(qū)與3G 區(qū)段長度之和），由于該站普速場為電碼化車站，側(cè)線接車時岔區(qū)不發(fā)碼，只有正線接車時岔區(qū)發(fā)碼。當排列S →X3 的進路后，BS-3 有源應(yīng)答器發(fā)送的[CTCS-1]包描述進站后有479 m 和791 m 的載頻分別為2 000 Hz 和2 600 Hz 的區(qū)段。

動車組在區(qū)間接收B2792、B2796 兩組應(yīng)答器報文后，車載VC 默認進站后有1 270 m 的無載頻區(qū)段；當動車組運行至BS-3 有源應(yīng)答器，收到描述載頻分別為2 000 Hz 和2 600 Hz 的[CTCS-1]包報文，因該應(yīng)答器距進站絕緣節(jié)僅30 m，BTM接收報文再譯出報文傳至VC 所需時間大于動車組以當前速度運行30 m 的時間；當動車組運行至站內(nèi)，VC 會有一定時間內(nèi)仍默認接車岔區(qū)為無載頻區(qū)段，此時TCR 接收到的2 000 Hz 載頻信息與默認的無載頻信息不一致，根據(jù)《CTCS-2 級列控車載設(shè)備暫行技術(shù)規(guī)范》5.3.1.2 條規(guī)定：“主控單元應(yīng)對TCR 接收到的軌道電路信息進行載頻核對，若TCR 接收到的軌道電路載頻與應(yīng)答器描述的載頻不一致，車載設(shè)備應(yīng)采取安全措施”，VC 此時輸出最大常用制動，收到2 000 Hz 載頻信息后，制動自動緩解。綜上所述,動車組輸出制動的原因為進站口有源應(yīng)答器描述載頻信息與區(qū)間應(yīng)答器描述載頻信息不一致，造成動車組進入站內(nèi)后來不及反應(yīng)，輸出最大常用制動。

1.3.3 整改情況

將現(xiàn)場情況反饋給設(shè)計單位后，設(shè)計單位將B2792 和B2796 中所描述的數(shù)據(jù)范圍終點改為S3，且[CTCS-1]、[ETCS-21]、[ETCS-27]按S →S3 的真實數(shù)據(jù)描述，后經(jīng)實車驗證，動車組運行正常。

1.4 車載接收碼序與列車進路信息表不符問題

1.4.1 問題描述

如圖4 所示,動車組（車載設(shè)備型號為200H型）在普速場IVG 發(fā) 車（XIV →SN）,普速場IVG 開放出站信號后，車載信號顯示UUS，與列車進路數(shù)據(jù)表中顯示不符。

圖4 XIV→SN運行進路Fig.4 Train Route XIV→SN

1.4.2 問題分析

普速場在辦理IVG 向SN 口的發(fā)車基本進路時，IVG 既有電碼化電路發(fā)送UUS 碼。該進路中經(jīng)過102#道岔側(cè)向，102#道岔為18 號道岔且側(cè)向最高允許速度為70 km/h。此處設(shè)計依據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）》（TG/01-2014）第435 條規(guī)定：“車載設(shè)備收到UUS 碼表示列車接近的地面信號機開放經(jīng)18 號及以上道岔側(cè)向位置的進路，且次一架信號機開通直向進路或開放經(jīng)18 號及以上道岔側(cè)向位置的進路”，沒有速度信息。而根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（高速鐵路部分）》（TG/01-2014）第477 條規(guī)定：“列控車載設(shè)備收到UUS 碼表示列車接近的地面信號機開通經(jīng)18 號及以上道岔側(cè)向位置的進路,且進路允許速度不低于80 km/h”。此時動車組收到UUS 碼存在超速風(fēng)險。

1.4.3 整改情況

將現(xiàn)場情況反饋設(shè)計單位，綜合考慮后修改IVG 發(fā)碼電路，使辦理IVG 向SN 口的發(fā)車進路時，IVG 電碼化電路發(fā)送UU 碼。后經(jīng)實車驗證，車載設(shè)備接收碼序與列車進路信息表相符。

2 相關(guān)建議

通過分析高普結(jié)合動態(tài)試驗的典型問題，建議在進行高普結(jié)合的列控動態(tài)試驗中注重以下方面。

加強高普結(jié)合部列控數(shù)據(jù)管理。由于高速普速設(shè)計執(zhí)行標準存在明顯差異，易造成列控數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤，在動態(tài)試驗過程中，一旦發(fā)現(xiàn)列控數(shù)據(jù)錯誤，常會導(dǎo)致修改TCC、RBC、TSRS 等系統(tǒng)軟件從而嚴重影響整體試驗進度。一般高普結(jié)合車站在進行列控系統(tǒng)改造時，站場布置、信號機顯示、線路允許速度等都有可能發(fā)生變化，在建設(shè)初期運營管理單位應(yīng)高度重視高普結(jié)合部列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的上報審核工作，對普速場及高普聯(lián)絡(luò)線信號機、軌道電路、應(yīng)答器等軌旁設(shè)備的實際安裝位置要認真核對，確保安裝位置無誤。

加強與設(shè)計單位的溝通對接。建設(shè)改造初期，運營管理單位在做好前期技術(shù)交底工作的同時應(yīng)加強對高普結(jié)合部設(shè)計方案的審查，加強與設(shè)計單位的溝通協(xié)調(diào)，避免因溝通不足導(dǎo)致設(shè)計方案存在缺陷隱患。

注重實驗室仿真，減少現(xiàn)場動態(tài)測試。依托現(xiàn)有的列控仿真測試系統(tǒng)，可以針對C2/C3 級列控系統(tǒng)開展功能和數(shù)據(jù)測試。依據(jù)工程數(shù)據(jù)，建立關(guān)鍵設(shè)備測試環(huán)境，包括車載設(shè)備與地面設(shè)備，實現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備的基本功能，仿真各關(guān)鍵實體設(shè)備之間的系統(tǒng)接口，對所有列控進路及相關(guān)功能進行仿真試驗。設(shè)備管理單位對仿真過程嚴格控制，對仿真數(shù)據(jù)負責(zé)。這樣經(jīng)過實驗室全面的仿真測試后，現(xiàn)場采取抽測方式進行動態(tài)驗證，減少測試序列，提高測試進度，降低動態(tài)試驗風(fēng)險及工作量。

3 結(jié)束語

通過對高普結(jié)合樞紐車站動態(tài)試驗數(shù)據(jù)的分析，指出試驗中的典型問題，并建議從注重信號系統(tǒng)仿真、加強高普結(jié)合列控數(shù)據(jù)管理、加強與設(shè)計單位溝通對接等方面，對高普結(jié)合樞紐車站的列控動態(tài)試驗進行優(yōu)化和調(diào)整。