多方向车站分相区应答器报文的运用

罗云飞 上海铁路局电务处

多方向车站分相区应答器报文的运用

罗云飞 上海铁路局电务处

客运专线大规模投入运营后，枢纽车站会有多个发车口的情况存在，通过修改地面应答器报文，消除在接近区段和一个发车口的离去区段均有分相区的情况下，部分型号动车组ATP存在假的过分相问题，这对降低假分相对动车组运行的干扰具有十分重要的意义。

应答器报文；分相区 ；动车组运行

1 自动过分相概述

1.1 分相区的概念

分相区（英文名称：NeutralZone或 DeadZone）是电气化铁路的无电区间，是将不同变电所供出的不同相位的电，通过两个分相开关进行隔离，以防止异相电短路并造成熔断接触网。在电气化铁道牵引区段,牵引供电采用单工频交流供电方式。为使电力系统三相尽可能平衡，接触网采用分段换相供电。为防止相间短路，必须在各独立供电区之间建立分相区，各相间用空气或绝缘子分割，称为电分相。一般设置于交流电化线路的变电站附近、两交流变电站供电区域的分隔处，或交流与直流供电的交界处。

1.2 动车组如何自动过分相

自动过分相描述了列控车载设备根据地面设备提供的分相区信息，在适当位置给动车组过分相装置发送指令，实现自动过分相。对于CTCS-2级系统，牵引供电分相区信息由地面应答器提供给列车，分相区信息包括：至分相点距离、分相区长度等（见图1）。

图1 自动过分相示意图

车载设备接收到地面应答器传送的前方被激活的分相点信息后，实时监督列车运行速度及位置，并进行如下操作：

当列车前端距分相区还有10s走行距离时，车载设备向司机发出提示；当列车前端距分相区还有3s走行距离时，车载设备向动车组发送过分相指令；当列车前端越过分相区后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作。

车载设备触发动车组的过分相操作时机是基于使用前端受电弓，对于其它情况动作时机由动车组负责在此时间基础上适当调整。

2 问题的提出

随着我国客运专线大规模建成及投入使用，在较大的枢纽车站可能会出现两个或两个以上发车口的情况。如在车站的接近区段及两个发车方向的离去区段均存在分相区的情况下，按照目前部分型号（300T、300H、300S）ATP软件的逻辑处理方式，就会造成动车组存在假的过分相情况出现。

以沪汉蓉通道南京南枢纽为例，如图2所示。动车组在运行到孙家洼变电所分相区前最后一组071-5-03-002号区间应答器组时，ATP会最后一次接受到应答器中孙家洼、南京南两个分相区的信息预告。在该组应答器中同时描述两个分相区内容有以下两个理由：一是多方向无源应答器的报文覆盖按正线方向写，故需要描述南京南方向数据；二是由于孙家洼、南京南两个分相区间间距太短，中间布局的无源应答器无法满足南京南分相区预告的需求。因此列车在进入宁杭场侧线后，南京南变电所分相区信息被保留，从而造成开往宁杭客专方向的动车组可以进行正常的自动过分相，而开往沪宁客专的动车组会按照南京南变电所分相区预告信息在宁安场SCF信号机外方进行一个假的过分相。

图2 两方向发车口车站应答器及分相区布置图

3 原因分析

3.1C2 区段自动过分相规范

按照《CTCS-2级列控系统应答器应用原则（V2.0）》规范中的相关规定，对自动过分相应答器组设置如下：

列控系统发送的分相区信息应为分相区断电标志牌起点位置及长度信息，如图3所示。

图3 分相区示意图

正向运行时，宜有三组区间无源应答器组发送分相区信息，第一组宜为分相区外方第7个闭塞分区入口处的区间应答器组，第二组宜为第三组外方最近的区间应答器组，第三组宜为距分相区线路最高允许速度运行10s外方最近的应答器组，如图4所示。

图4 发送分相区应答器位置示意图

3.2 沪蓉线分相区预告应答器报文

沪蓉线上、下行线分相区数据见表1和表2。

表1 沪蓉线上行线分相区数据表（部分）

表2 宁杭客专下行线分相区数据表（部分）

因此，按照C2应答器应用原则中的相关规范，如图2所示，沪蓉线上行071-1-10-028、071-1-10-032、071-5-03-002三组应答器分别对上述两处分相区进行预告，如其中最后一组071-5-03-002应答器报文关于分相区内容如表3所示：

表3 解析后的2号应答器报文

3.3 假过分相产生原因分析

如图2所示，目前经由合肥开往南京南站方向的动车组，按照《CTCS-2级应答器2.0规范》关于自动过分相的相关规定，在沪蓉线浦口站至南京南宁杭场区间经过上述三组应答器时，会接收到前方两个分相区的预告，其中第一个A分相区位于沪蓉线上行K309+855-K310+379处，长度为524 m，第二个B分相区位于宁杭客专南京南线路所NHK1+586-NHK1+979处，长度为393m。

因当前通号300T型ATP设备和和利时300H、300S型ATP设备C2部分控制逻辑中，ATP接收到地面的UU/UUS码后（即进入侧线），不删除之前应答器报文预告的分相信息。故开往宁杭高铁杭州方向的动车组，在南京南站出站后，能够在实际分相区位置正确执行前收的长度为393m的分相指令。而开往仙宁线的动车组，也会按前收报文内容执行该分相指令（实际该处无分相区）。因此，在仙宁线K308+500附近（即图2所示D点）会有一个假的过分相情况发生。

4 解决方案

4.1 方案一

修改车载软件逻辑处理方式，此方案是最终方案，但工作量和影响范围大，在目前来说不具备可操作性；因此该方案不列入考虑范围。

4.2 方案二

地面处理，删除071-1-10-028、071-1-10-032、071-5-03-002应答器报文中对南京南变电所的分相区预告，降低地面的冗余度；该方案虽然具备可操作性，实施起来也较为简单，但降低了系统冗余度，不符合相关技术规范，因此也不予考虑。

4.3 方案三

在宁安场BSCF应答器组中增加分相区信息（见图5）。

图5 BSCF应答器增加分相区信息示意图

如图5所示，在宁安场上行进站口SCF信号机处无源应答器中提前增加描述紫金山东站分区所的分相区信息，使沪蓉线开往仙宁线方向的动车组在宁安场上行进站口经过BSCF应答器组后，以新分相区信息覆盖ATP前存假分相区信息，使ATP设备能够按新分相区信息进行提前预告，从而消除动车组在仙宁线K308+500附近假的过分相问题。BSCF无源应答器报文增加分相区内容如下表4所示：

表4 BSCF无源应答器解析报文（部分）

5 结论

通过上述方案三，300T、300S、300H型列控车载设备在CTCS2等级运行时，当地面办理侧线进路时，ATP不删除原分相信息。经反向进站应答器组更新分相区预告信息后，车载设备采用新分相区信息进行显示并根据新分相区描述进行过分相控制。在接收到新的分相区信息前，DMI仍会显示假分相图标信息。该方案经试验室进行仿真试验后，完全可以消除300T、300S、300H型ATP假的过分相问题，可以实际应用于现场。

责任编辑：宋飞 窦国栋

来稿时间：2014-8-12