動車組ATP報“2out of 2 故障”原因淺析

程 強

動車組 ATP設備報 “2out of 2 故障”錯誤是動車組運行在C0區(qū)段時常見的故障報錯之一。此報警原因比較復雜，現(xiàn)場分析處理困難，而且經(jīng)常造成動車制停，嚴重干擾了運輸秩序。下面就結(jié)合案例對此報警原因進行詳細分析探討，供大家參考借鑒。

1 報錯現(xiàn)象

當動車在C0級區(qū)段運行，ATP系統(tǒng)發(fā)生 “2out of 2故障”報錯時，在DMI上顯示 “STM信息不合理”。通過PC卡數(shù)據(jù)可以看到，OPE信息中的故障信息 （1系）顯示 “STM信息不合理”，STM狀態(tài)信息 （1系）顯示 “2 out of 2故障”，見圖1，且故障觸發(fā) “VC1系故障”。如2系也報錯的話，在PC卡數(shù)據(jù)中可以看到2系也存在同樣報錯信息。任何一系報錯，不會影響行車，但若兩系同時報錯，ATP則會搶權(quán)輸出制動，導致停車。

圖1 PC卡數(shù)據(jù)故障報警信息

2 報錯原理

在PC卡數(shù)據(jù)中看到，由于STM存在 “2out of 2故障”，導致STM單元判斷 “STM信息不合理”，從而使ATP車載設備故障，觸發(fā) “VC1系故障”。如ATP車載設備2系同時觸發(fā)VC故障，則不論動車是ATP設備控車，還是LKJ設備控車，都會導致制動停車，所以 “2out of 2故障”報錯是問題的關鍵。

“2out of 2故障”即 “二取二故障”，是 ATP系統(tǒng)的STM單元中，單系STM采取二取二比較后，輸出結(jié)果不一致導致的報錯。動車組的STM處理單元由功能完全相同的2套系統(tǒng)構(gòu)成，每套系統(tǒng)具有功能完全相同的2個CPU單元（見圖2）。2個CPU分別對STM天線感應到的軌道電路信息進行解析處理，如果處理比較結(jié)果不一致，即報“2out of 2故障”，說明該系STM 處理單元故障，但不影響行車，如果雙系故障，ATP系統(tǒng)則持續(xù)輸出制動。

圖2 STM組成示意圖

“2out of 2故障”報錯，既有車載設備本身原因，也有地面設備問題。車載設備原因一般是STM處理單元硬件或軟件出現(xiàn)問題，導致STM接收到相同地面正確數(shù)據(jù)后，在處理數(shù)據(jù)過程中，某些CPU單元出現(xiàn)問題，這種情況一般只會造成單系報錯，2系同時報錯造成停車的概率較小；地面設備問題一般是由于地面在發(fā)轉(zhuǎn)頻碼時掉碼或錯誤收到干擾轉(zhuǎn)頻碼，導致STM某系中的2個CPU單元鎖頻不一致，在后續(xù)接收正常移頻信號時，造成某系STM的2個CPU單元解析結(jié)果不一致，從而在二取二比較時出現(xiàn)錯誤，即 “2out of 2故障”。

3 案例分析

1．故障現(xiàn)象。甲站普速場動車組從甲站普速場5G上行出發(fā)時，進入出發(fā)進路31－35DG區(qū)段約4s左右，發(fā)生STM雙系或單系故障，ATP出現(xiàn)“2out of 2故障、STM信息不合理、VC1系故障”報警信息，導致ATP設備搶權(quán)輸出制動造成停車，站場5G接發(fā)車進路示意圖如圖3所示。

2．現(xiàn)場設備情況。甲站普速場區(qū)間為既有線ZPW－2000A繼電編碼移頻軌道電路，站內(nèi)采用25Hz疊加ZPW－2000A閉環(huán)電碼化。正線為預疊加發(fā)碼，平時發(fā)檢測碼，側(cè)線股道采用占用發(fā)碼。動車在此區(qū)段為LKJ設備控車。在上行5G接車進路中，因接車進路的無碼區(qū)段過長，采用對32－34DG進行補碼方式，即延續(xù)5G股道移頻信號，來縮短無碼區(qū)段長度。

3．原因分析。正常情況下，ATP車載設備2系STM單元中2個CPU單元在列車壓入32－34DG補碼區(qū)段時，能可靠收到2s2600－1的25．7 Hz轉(zhuǎn)頻碼，把動車組STM的CPU單元接收有效鎖定在2600Hz，然后接收5G上行出發(fā)信號的2600－1移頻碼。由于32－34DG補碼區(qū)段采用彎股切割，列車運行在尖軌尖端至切割絕緣前，移頻信號電流大部分被機車第1輪對分流，機車信號感應到的移頻信號較弱，造成機車信號接收轉(zhuǎn)頻碼時掉碼，導致動車組某系STM中的1個CPU單元解出了轉(zhuǎn)頻碼，而另一個沒有解出。動車組從5G出發(fā)經(jīng)過31－35DG時，鎖定在2600Hz的CPU單元對發(fā)車進路上2000－2的27．9Hz檢測碼解析，而沒有鎖定的CPU單元對發(fā)車進路上2000－2的27．9 Hz檢測碼不能有效解析，同一系STM的2個CPU輸出結(jié)果不一致，ATP 車載設備報“2out of 2故障”，如2系同時報錯時，ATP車載設備則搶權(quán)輸出制動，導致動車組停車。

4．解決方案。為了應急處理，先期通過設計單位修改了甲站普速場上行5G出發(fā)進路的發(fā)碼電路，讓電路在列車出發(fā)經(jīng)過31－35DG時，提前發(fā)送2000－2的25．7Hz轉(zhuǎn)頻碼，此方法實施后取得了良好的效果，在該地點動車組不再出現(xiàn)報錯情況。但這個辦法為應急措施，要徹底解決問題還需從消除掉碼或取消補碼2方面入手，由設計提出修改意見，對現(xiàn)場設備進行整治。消除掉碼主要是采用客專一體化軌道電路并聯(lián)分支方式；取消補碼則是在發(fā)碼電路上取消32－34DG補碼，恢復正常占用股道區(qū)段時發(fā)碼。

圖3 甲站普速場站場進路示意圖

4 結(jié)束語

動車組報 “2out of 2故障”錯誤一般發(fā)生在地面有發(fā)送轉(zhuǎn)頻碼的區(qū)段，且大多是由于地面掉碼造成，但由于故障發(fā)生時與動車組運行狀態(tài)有關，故障不便模擬，現(xiàn)場測試查找比較困難，只能通過相關監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)分析來判斷，而且必須車－地結(jié)合分析，綜合地面設備的實際情況和列車運行場景，梳理各關鍵節(jié)點變化因素，才能準確判斷故障原因。由于目前電務車載設備和地面設備分開維護管理，這對維護人員技術結(jié)構(gòu)單一提出新的課題和挑戰(zhàn)。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．鐵運［2008］142號．鐵路信號維護規(guī)則 技術標準［S］．2008．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．科技［2007］205號．無絕緣軌道電路補償電容器技術條件［S］．2007．

［3］ 中華人民共和國鐵道部．科技運［2008］36號．ZPW－2000系列無絕緣軌道電路技術條件［S］．2007．

［4］ 徐嘯明．列控車載設備［M］．北京：中國鐵道出版社．2011．