STP-yh系統(tǒng)雙點應(yīng)答器問題分析

柳 改

（中國鐵路廣州局集團有限公司電務(wù)部，廣州 510630）

1 概述

STP-yh無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)是調(diào)車安全防護的輔助設(shè)備。應(yīng)答器作為調(diào)車機車初始定位入網(wǎng)受控的關(guān)鍵設(shè)備[1]，當(dāng)雙點設(shè)置時，可以自動校準(zhǔn)調(diào)車機車的上、下行方向，使其與站場實際方向保持一致，保證調(diào)車機車正常入網(wǎng)受控[2]。但在現(xiàn)場實踐中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)答器雙點設(shè)置時，存在偶然檢測不到的情況。通過對現(xiàn)場采集的大量數(shù)據(jù)的比對、分析，發(fā)現(xiàn)雙點應(yīng)答器之間的安裝距離對檢測準(zhǔn)確性的影響[3]，成功解決了調(diào)車機車偶爾不入網(wǎng)的問題。

2 STP-yh系統(tǒng)應(yīng)答器

2.1 應(yīng)答器作用

STP-yh系統(tǒng)應(yīng)答器安裝于站場室外枕木上，調(diào)車機車經(jīng)過室外應(yīng)答器時，吊裝在機車底部的查詢器天線檢測到應(yīng)答器信號，傳輸給查詢器主機解析[4]并發(fā)送給車載控制主機。車載控制主機通過無線電臺向地面控制機柜發(fā)送申請入網(wǎng)受控的請求。因此，應(yīng)答器用于確定機車入網(wǎng)受控時的初始位置，是完成機車自動入網(wǎng)受控過程的關(guān)鍵設(shè)備。

當(dāng)站場存在諸如機務(wù)段出/入口、三角線、環(huán)線等可能導(dǎo)致調(diào)車機車車頭方向調(diào)轉(zhuǎn)的線路時，需要設(shè)置雙點應(yīng)答器。STP-yh系統(tǒng)通過判斷檢測到的雙點應(yīng)答器先后順序的不同，自動判斷并校準(zhǔn)機車上、下行方向，使其與站場實際上、下行方向保持一致，保證調(diào)車機車正常入網(wǎng)受控。

2.2 應(yīng)答器設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

STP-yh系統(tǒng)應(yīng)答器的設(shè)置規(guī)定：車站集中聯(lián)鎖區(qū)入口處、車場的分界處；調(diào)車作業(yè)頻繁的關(guān)鍵徑路處所；信號機外方的應(yīng)答器距離信號機不應(yīng)小于100 m，盡頭式信號機外方的應(yīng)答器距離信號機不宜小于 3 m[5]。

以上規(guī)定并未涉及應(yīng)答器雙點設(shè)置的相關(guān)要求，實際工程中一般基于經(jīng)驗，將雙點應(yīng)答器之間距離設(shè)置為30～50 m。這種設(shè)置方式在機車速度較低時，能夠滿足系統(tǒng)要求，但當(dāng)機車速度較高時，30～50 m的安裝距離已不能滿足系統(tǒng)需求[6]。

2.3 設(shè)置雙點應(yīng)答器的必要性

如圖1所示，某站南場、北場均為向左走行時為上行方向。機車在南場時，向右為前進(jìn)方向，前進(jìn)為下行。當(dāng)調(diào)車機車由南場經(jīng)過環(huán)線區(qū)段SNJG去到北場后，車頭方向調(diào)轉(zhuǎn)，變?yōu)橄蜃鬄榍斑M(jìn)方向，前進(jìn)為上行，這就導(dǎo)致機車上、下行方向改變。反之亦然。

STP-yh系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件中可以設(shè)置機車經(jīng)過應(yīng)答器時的動作屬性，如圖1中16號和4號應(yīng)答器一般均設(shè)置為上行方向經(jīng)過應(yīng)答器入網(wǎng)，下行方向經(jīng)過應(yīng)答器退網(wǎng)。

機車正常由北場去南場過16號應(yīng)答器時，手柄方向為下行，北場STP-yh系統(tǒng)控制機車退網(wǎng)，不再控制。等經(jīng)過4號應(yīng)答器時，機車手柄方向仍為下行，而下行過4號應(yīng)答器為退網(wǎng)動作，機車不會自動入網(wǎng)受控，這就導(dǎo)致機車進(jìn)南場作業(yè)時存在安全防護隱患。南場去北場時情況亦然。因此，設(shè)置雙點應(yīng)答器用于自動校準(zhǔn)機車上、下行方向十分必要[7]。

3 現(xiàn)場故障案例

在圖1中， SN信號機距離16號應(yīng)答器150 m，16號應(yīng)答器距離17號應(yīng)答器50 m，17號應(yīng)答器距離3號應(yīng)答器超過2 000 m，3號應(yīng)答器距離4號應(yīng)答器50 m，4號應(yīng)答器距離ST信號機150 m。通過設(shè)置的雙點應(yīng)答器，可以實現(xiàn)自動校準(zhǔn)機車上、下行手柄方向的作用，進(jìn)而實現(xiàn)機車自動入網(wǎng)受控的功能。

但是在實際中發(fā)現(xiàn)，仍然存在偶發(fā)性的方向校準(zhǔn)失敗現(xiàn)象，導(dǎo)致不能自動入網(wǎng)受控問題[8]的發(fā)生。并且通過更換車載查詢器主機、查詢器天線、應(yīng)答器等常規(guī)處置措施，故障現(xiàn)象依舊[9]。

通過對現(xiàn)場進(jìn)、出北場的兩臺調(diào)車機車近兩個月的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下情況總結(jié)。

1）兩臺調(diào)車機車進(jìn)、出北場每次均能檢測到17號應(yīng)答器。

2）兩臺調(diào)車機車未檢測到16號應(yīng)答器的頻率，分別約為10.0%、13.8%，大致相等。如果不區(qū)分兩臺調(diào)車機車之間的差異，統(tǒng)計兩臺調(diào)車機車檢測不到16號應(yīng)答器的總次數(shù)，再除以兩臺調(diào)車機車經(jīng)過16號應(yīng)答器的總次數(shù)，得出檢測不到16號應(yīng)答器的整體頻率，約為12.5%。并且所有檢測不到16號應(yīng)答器的場景，均在調(diào)車機車進(jìn)北場時發(fā)生。調(diào)車機車由北場出來的場景中，16號應(yīng)答器均能被檢測到。

3）通過16號應(yīng)答器時，調(diào)機速度小于30 km/h的頻率約為46.4%；速度大于30 km/h的頻率約為53.6%，約各占50%。

4）未檢測到16號應(yīng)答器的場景中，調(diào)機過16號應(yīng)答器的速度全部大于30 km/h。

4 故障分析與處置措施

4.1 故障分析

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析故障原因如下。

1）機車進(jìn)出北場過17號應(yīng)答器、出北場過16號應(yīng)答器時，每次均能檢測到相應(yīng)應(yīng)答器，說明故障和單個應(yīng)答器無關(guān)，16號、17號應(yīng)答器均正常。

2）不同機車故障頻率基本相同，說明故障基本和車載設(shè)備無關(guān)。

3）假設(shè)此故障和過應(yīng)答器的速度快慢無關(guān)，則檢測不到16號應(yīng)答器的場景中，速度小于30 km/h的場景應(yīng)該約占50%。但故障場景中實際情況卻是速度全部大于30 km/h，說明故障和機車速度快慢有關(guān)[10]。

4）16號應(yīng)答器未檢測到的場景在全部為進(jìn)北場且速度大于30 km/h時發(fā)生。而出北場無論速度大于還是小于30 km/h，均能檢測到16號應(yīng)答器。說明此故障是在過第一個應(yīng)答器（17號）后，再以大于30 km/h的速度過第二個應(yīng)答器才發(fā)生，故高度懷疑和兩個應(yīng)答器安裝間距過近導(dǎo)致速度大于30 km/h時，機車連續(xù)過兩個應(yīng)答器的時間間隔過短，系統(tǒng)無法識別到第二個應(yīng)答器（16號）所致。

4.2 處置措施

16號、17號雙點應(yīng)答器現(xiàn)場安裝間隔50 m，以30 km/h的速度勻速經(jīng)過需要6 s。即時間間隔小于6 s時，約有12.5%的概率檢測不到第二個應(yīng)答器。時間間隔大于6 s時，均能正常檢測到第二個應(yīng)答器。現(xiàn)場最高限速為50 km/h，以時間間隔滿足大于6 s為標(biāo)準(zhǔn)計算，雙點應(yīng)答器間隔距離要不小于84 m。

考慮到分析數(shù)據(jù)的局限性和留足可靠余量，因此制定現(xiàn)場處置措施為：將雙點應(yīng)答器安裝間隔由50 m 改為 150 m。

現(xiàn)場實施后至今近2年，過雙點應(yīng)答器時機車入網(wǎng)受控全部正常，未再報相關(guān)故障。說明以上故障原因分析完全正確，處置措施可靠得當(dāng)。

5 結(jié)束語

應(yīng)答器的故障一般是性能下降導(dǎo)致偶爾檢測不到，或者故障后徹底檢測不到，此兩種故障現(xiàn)象相對容易判定和處理。而此次的故障場景卻較為復(fù)雜，現(xiàn)場調(diào)車作業(yè)途經(jīng)安裝有雙點應(yīng)答器的線路時，速度一般不超過30 km/h，而由于此站南、北場轉(zhuǎn)場作業(yè)以列車模式運行，速度較快才出現(xiàn)此類問題。通過對此故障的處理，為后續(xù)工程實踐提供參考依據(jù)。今后還需收集和總結(jié)現(xiàn)場各種實際問題，進(jìn)一步優(yōu)化完善STP-yh系統(tǒng)設(shè)計、施工質(zhì)量，提高安全性能，降低故障概率，保障現(xiàn)場調(diào)車作業(yè)安全。