普速线路列控改造后动态试验典型问题分析及处理

时间：2024-07-28

王殿彪，贾海斌，刘亚希

（中国铁路北京局集团有限公司唐山电务段,河北唐山 063000）

随着近几年国内高速铁路发展迅猛，一部分枢纽车站既有高速场又有普速场，通过场间联络线连接。但高速、普速信号设备在运行控制、设备制式、相关标准等方面存在部分差异，要想高速铁路列车通过高普联络线不停车进入普速线路运行，需要对普速线路的CBI、TCC、CTC/TDCS、区间自动闭塞、站内电码化等信号设备进行升级改造，实现CTCS-0(简称C0) 与CTCS-2(简称C2) 间、CTCS-2 与CTCS-3(简称C3)间等级转换功能。

升级改造完成后，需进行专项动态测试。由于既有线路列车运行密度大，特别是针对高速、普速运行的各种型号的车载设备均需测试验证，测试车型全、测试序列多导致动态试验难度大。下面就某站动态试验中出现的典型问题进行深入分析，并做详细说明，为其他枢纽车站列控动态试验提供参考。

1 典型问题

1.1 允许速度突变问题

1.1.1 问题描述

如图1 所示，动车组（ATP 为300H 型）以C3完全监控模式由该站高速场XK 信号机进入站内，经高普联络线进入普速场，后经VG（IVG、VG 为正线）通过（XK →SV →SN）。动车组经过普速场BSV 应答器组后，控车模式由C3 完全监控模式转为C2 完全监控模式，允许速度由108 km/h 突降为45 km/h，运行一段距离后允许速度恢复103 km/h，由于经过岔区控车速度不高，并未触发制动。

图1 XK→SV→SN运行进路Fig.1 Train Route XK→SV→SN

1.1.2 问题分析

通过分析车载数据可知，当动车组以C3 完全监控模式进入站内经高普联络线运行至VG 始端，按照RBC 发来的消息#M3（行车许可）中的描述，动车组允许速度为108 km/h。当动车组运行至BSV 应答器组后，收到BSV 有源应答器中的[ETCS-41]包（等级转换命令），该信息包描述正向通过时立即转为C2 等级。由于是侧向通过进路，普速场股道此时发UU 码，动车组进入C2 完全监控模式后，C2 主控单元收到UU 码进行250 m 车尾保持，限速45 km/h，车尾保持结束后C2 主控单元根据收到UU 码及应答器报文确定行车许可终点，同时结合动车组制动性能计算出控车曲线，将允许速度提升至103 km/h。

通过以上分析可知车载设备处理逻辑正常，允许速度抬升是由于动车组运行至正线始端处收到RBC 发来的正线允许速度，允许速度下降是由于运行至BSV 有源应答器后立即转为C2 等级，C2 主控单元按照收到的UU 码进行250 m 车尾保持，限速45 km/h。普速场列控中心设计为C3 级动车组从高速场运行至普速场上行出站有源应答器处立即转为C2 等级，不停车通过普速场，设计人员设计时忽略了C3 动车组侧向通过进入普速场正线股道时，C3 主控单元控车允许速度高，而后备C2 主控单元需进行45 km/h 车尾保持，一旦进入股道立即转为C2 等级就会发生允许速度跳变问题。

1.1.3 整改情况

将上述情况反馈设计单位后，设计单位综合考虑修改普速场列控中心软件，在办理高速场至普速场正线（IVG、VG）的侧向通过进路时,列控中心控制BSV 有源应答器发送C3 转C2 预告报文，将转换点改为股道中间定位应答器处。这样C3 动车组在进入普速场正线股道后，接收预告报文不立即转为C2 等级，由C3 主控单元继续控车，后备C2主控单元同时执行车尾保持，待两者允许速度一致后再转为C2 等级。修改列控中心软件后，进行实车验证，再未出现允许速度跳变问题。

1.2 工程数据表数据错误导致的非正常制动问题

1.2.1 问题描述

如图2 所示，动车组（ATP 为200C 型）以C2 完全监控模式进入站内2G 停车（S →X2），C2完全监控模式下，动车组进入2G 后机车信号显示HU。当越过BX2 应答器组后，DMI 显示“应答器（组）丢失”，控车模式转为C2 部分监控模式，触发B7 制动停车。

图2 S→X2运行进路Fig.2 Train Route S→X2

1.2.2 测试分析

查看BS 应答器组报文，描述的到BX2 应答器的连接距离为590 m，查看车载数据得知动车组实际走行距离为610 m，误差20 m。查阅应答器信息表得知BS-1 应答器的位置是K277+686，BX2-1 应答器的位置是K277+096，两者相距590 m。根据200C 车型应答器期望接收窗口公式计算得知窗口下边界573.2 m，窗口上边界606.8 m。动车组实际走行610 m，超出窗口上边界3.2 m，故200C 型动车组经此接车进路均报“应答器（组）丢失”。

现场进一步测量BS 应答器组、BX2 应答器组至绝缘节距离及组内间距，符合设计要求及应答器技术规范；怀疑S →X2 接车进路长度有问题。对该接车进路内的5 个轨道区段（不含股道）长度进行现场测量发现，130DG 定位长度为84 m，而工程数据表中距离为72 m，相差12 m，由此判断工程数据表中轨道区段长度存在较大误差为应答器组丢失的主要原因。

1.2.3 整改情况

将现场实际测量数据反馈给设计单位后，设计单位修改相应的列车进路表，将130DG 定位侧数据由72 m 修改为84 m，同时修改普速场列控中心软件，将链接距离改为602 m，应答器出窗距离=（584.96 m 窗口下边界，619.04 m 窗口上边界），动车组实际走行610 m 在应答器期望接收窗口内，后进行实车验证，再未出现此类报警。

1.3 应答器报文信息描述错误导致异常制动问题

1.3.1 问题描述

如图3 所示，动车组（ATP 为200H 型）在普速线路上行区间以C2 完全监控模式进入站内3G 停车（S →X3）。动车组越过S 进站信号机后，机车信号U 码掉码触发最大常用制动，收到HU 码后自动缓解制动。

图3 S→X3运行进路Fig.3 Train Route S→X3

1.3.2 问题分析

查看区间B2796-2、B2792-2 应答器报文发现两者[CTCS-1]包描述前方进站后有1 270 m 的无载频区段（实际为接车岔区与3G 区段长度之和），由于该站普速场为电码化车站，侧线接车时岔区不发码，只有正线接车时岔区发码。当排列S →X3 的进路后，BS-3 有源应答器发送的[CTCS-1]包描述进站后有479 m 和791 m 的载频分别为2 000 Hz 和2 600 Hz 的区段。

动车组在区间接收B2792、B2796 两组应答器报文后，车载VC 默认进站后有1 270 m 的无载频区段；当动车组运行至BS-3 有源应答器，收到描述载频分别为2 000 Hz 和2 600 Hz 的[CTCS-1]包报文，因该应答器距进站绝缘节仅30 m，BTM接收报文再译出报文传至VC 所需时间大于动车组以当前速度运行30 m 的时间；当动车组运行至站内，VC 会有一定时间内仍默认接车岔区为无载频区段，此时TCR 接收到的2 000 Hz 载频信息与默认的无载频信息不一致，根据《CTCS-2 级列控车载设备暂行技术规范》5.3.1.2 条规定：“主控单元应对TCR 接收到的轨道电路信息进行载频核对，若TCR 接收到的轨道电路载频与应答器描述的载频不一致，车载设备应采取安全措施”，VC 此时输出最大常用制动，收到2 000 Hz 载频信息后，制动自动缓解。综上所述,动车组输出制动的原因为进站口有源应答器描述载频信息与区间应答器描述载频信息不一致，造成动车组进入站内后来不及反应，输出最大常用制动。

1.3.3 整改情况

将现场情况反馈给设计单位后，设计单位将B2792 和B2796 中所描述的数据范围终点改为S3，且[CTCS-1]、[ETCS-21]、[ETCS-27]按S →S3 的真实数据描述，后经实车验证，动车组运行正常。

1.4 车载接收码序与列车进路信息表不符问题

1.4.1 问题描述

如图4 所示,动车组（车载设备型号为200H型）在普速场IVG 发车（XIV →SN）,普速场IVG 开放出站信号后，车载信号显示UUS，与列车进路数据表中显示不符。

图4 XIV→SN运行进路Fig.4 Train Route XIV→SN

1.4.2 问题分析

普速场在办理IVG 向SN 口的发车基本进路时，IVG 既有电码化电路发送UUS 码。该进路中经过102#道岔侧向，102#道岔为18 号道岔且侧向最高允许速度为70 km/h。此处设计依据《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》（TG/01-2014）第435 条规定：“车载设备收到UUS 码表示列车接近的地面信号机开放经18 号及以上道岔侧向位置的进路，且次一架信号机开通直向进路或开放经18 号及以上道岔侧向位置的进路”，没有速度信息。而根据《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》（TG/01-2014）第477 条规定：“列控车载设备收到UUS 码表示列车接近的地面信号机开通经18 号及以上道岔侧向位置的进路,且进路允许速度不低于80 km/h”。此时动车组收到UUS 码存在超速风险。

1.4.3 整改情况

将现场情况反馈设计单位，综合考虑后修改IVG 发码电路，使办理IVG 向SN 口的发车进路时，IVG 电码化电路发送UU 码。后经实车验证，车载设备接收码序与列车进路信息表相符。

2 相关建议

通过分析高普结合动态试验的典型问题，建议在进行高普结合的列控动态试验中注重以下方面。

加强高普结合部列控数据管理。由于高速普速设计执行标准存在明显差异，易造成列控数据发生错误，在动态试验过程中，一旦发现列控数据错误，常会导致修改TCC、RBC、TSRS 等系统软件从而严重影响整体试验进度。一般高普结合车站在进行列控系统改造时，站场布置、信号机显示、线路允许速度等都有可能发生变化，在建设初期运营管理单位应高度重视高普结合部列控基础数据的上报审核工作，对普速场及高普联络线信号机、轨道电路、应答器等轨旁设备的实际安装位置要认真核对，确保安装位置无误。

加强与设计单位的沟通对接。建设改造初期，运营管理单位在做好前期技术交底工作的同时应加强对高普结合部设计方案的审查，加强与设计单位的沟通协调，避免因沟通不足导致设计方案存在缺陷隐患。

注重实验室仿真，减少现场动态测试。依托现有的列控仿真测试系统，可以针对C2/C3 级列控系统开展功能和数据测试。依据工程数据，建立关键设备测试环境，包括车载设备与地面设备，实现车载设备与地面设备的基本功能，仿真各关键实体设备之间的系统接口，对所有列控进路及相关功能进行仿真试验。设备管理单位对仿真过程严格控制，对仿真数据负责。这样经过实验室全面的仿真测试后，现场采取抽测方式进行动态验证，减少测试序列，提高测试进度，降低动态试验风险及工作量。