客運專線長編動車組自動過分相問題探析

蘇騰江

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，西安　710043)

客運專線長編動車組自動過分相問題探析

蘇騰江

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，西安710043)

摘要：針對近期開通的客運專線在聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中發(fā)現(xiàn)自動過分相存在兩次斷合VCB(真空斷路器)的異常問題，通過對車載設(shè)備的記錄數(shù)據(jù)及地面自動過分相裝置的設(shè)置情況進(jìn)行分析，找到兩次斷合VCB異常問題的原因，通過調(diào)整地面磁感應(yīng)器的設(shè)置位置或修改列控車載設(shè)備軟件參數(shù)可解決該異常問題。

關(guān)鍵詞：客運專線；動車組；分相區(qū)；地面磁感應(yīng)器

1概述

電氣化鐵路采用分段換相供電，為防止相間短路，各獨立供電區(qū)間設(shè)置分相區(qū)，分相區(qū)長度為300～500 m。為了動車組正常過分相，在分相區(qū)外設(shè)置“斷”、“合”標(biāo)[1]，動車組通過時關(guān)閉輔助機(jī)組、斷開主斷路器，惰行通過分相區(qū)后再逐項恢復(fù)，受電弓在無電流情況下通過分相區(qū)[2]。

目前我國在建客運專線或高速鐵路均采用自動斷電的方式通過電分相，為滿足不同車型過分相的要求，采用應(yīng)答器組自動過分相和磁感應(yīng)器自動過分相兩套系統(tǒng)。當(dāng)動車組具備應(yīng)答器組自動過分相時，車載設(shè)備屏蔽地面磁感應(yīng)器信息，采用應(yīng)答器組自動過分相；當(dāng)動車組不具備應(yīng)答器組自動過分相時，采用磁感應(yīng)器自動過分相。

1.1應(yīng)答器組自動過分相

在采用CTCS-2/3級列控系統(tǒng)的線路，由地面應(yīng)答器組或無線閉塞中心RBC提前預(yù)告分相區(qū)信息[3-4]。當(dāng)動車組車頭距分相區(qū)10 s時，車載設(shè)備給出過分相語音提示；當(dāng)車頭距分相區(qū)一定時間(時間參數(shù)根據(jù)動車組要求進(jìn)行配置)，車載設(shè)備輸出過分相控制信號；當(dāng)車頭越過分相區(qū)一定時間(時間參數(shù)根據(jù)動車組要求進(jìn)行配置)，車載設(shè)備輸出撤銷過分相控制信號[5]。

1.2磁感應(yīng)器自動過分相

在電分相中性區(qū)段兩側(cè)安裝磁感應(yīng)器，當(dāng)動車組運行至中性區(qū)前，接收到地面磁感應(yīng)器信息時，控制動車組斷開主斷路器；當(dāng)動車組運行至中性區(qū)后，接收到地面磁感應(yīng)器信息時，控制動車組閉合主斷路器[6]。

2問題描述

在采用CTCS-2級列控系統(tǒng)的客運專線調(diào)試過程中，為滿足地面各子系統(tǒng)對不同車型運營的兼容性要求，進(jìn)行了CTCS-3級列控車載設(shè)備在CTCS-2級模式下的動態(tài)測試，動態(tài)測試過程中出現(xiàn)長編組的CTCS3-300H型動車組以后備模式CTCS-2級控車時，自動過分相存在兩次斷合VCB的異常問題。

3問題分析

3.1車站數(shù)據(jù)分析(圖1)

圖1　過分相指令輸出描述(單位：m)

以CTCS3-300H型動車組在CTCS-2級模式下通過分相區(qū)為例。T1時刻車載在K688+083處收到地面75-5-43-15-2的E68包，預(yù)告前方13 228 m后有長度為393 m的分相區(qū)[7]，VC(車載安全計算機(jī))監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示此時車載輸出過分相有效指令。

T2時刻車載在進(jìn)入分相區(qū)前3 s公里標(biāo)K699+109處，輸出過分相命令指令，即輸出斷開VCB指令。

T3時刻動車組車頭在越過分相區(qū)終點130 m公里標(biāo)K699+831處，車載輸出斷開過分相命令指令，即輸出閉合VCB指令。

T4時刻動車組車頭在越過分相區(qū)終點600 m公里標(biāo)K700+315處，VC監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示此時車載斷開過分相有效指令。

上述數(shù)據(jù)分析，車載ATP過分相處理邏輯正常。

3.2地面設(shè)置分析

圖2　地面磁感應(yīng)器調(diào)整前后對比(單位：m)

依據(jù)鐵運電[2012]60號文《關(guān)于高速鐵路車載自動過分相地面磁感應(yīng)器設(shè)置位置調(diào)整的通知》，時速250 km及以上高速鐵路，地面磁感應(yīng)器設(shè)置位置調(diào)整a值為360 m，b值為140 m[8-12]，如圖2所示。T4時刻車載斷開過分相有效指令時，動車組尾部還未通過地面磁感應(yīng)器(c、d)，即位于動車組尾部的自動過分相處理裝置車載磁感應(yīng)接收器未通過地面磁感應(yīng)器。

下一時刻當(dāng)動車組尾部到達(dá)地面磁感應(yīng)器位置時，車載自動過分相處理裝置隨后傳送了地面磁感應(yīng)器過分相信號，即“VCB斷”指令，由于此時車載已斷開過分相有效指令，“VCB斷”指令有效，車載輸出斷開VCB指令后導(dǎo)致牽引失流。

從圖2更改后圖中可以看出，地面磁感應(yīng)器設(shè)置位置調(diào)整后，在動車組車頭部越過分相區(qū)終點600 m后，動車組輸出GFX禁止信號，即取消對地面磁感應(yīng)器信號的屏蔽，而此后，動車組車尾部的磁感應(yīng)接收裝置經(jīng)過地面磁感應(yīng)器時，車載輸出斷開VCB指令，導(dǎo)致再次斷主斷。

4現(xiàn)狀分析

經(jīng)初步調(diào)研，在CTCS-3級等級下，動車組車載設(shè)備根據(jù)RBC發(fā)送的分相區(qū)信息實現(xiàn)自主過分相，車載信號一直輸出GFX禁止信號(即選擇ATP過分相)(鐵運[2012]211號第5.13.1條)[5]。因此，動車組以CTCS-3級模式運行時，將全程屏蔽地面磁感應(yīng)器過分相信號，不會出現(xiàn)該問題。

CTCS-3級列控車載設(shè)備在CTCS-2級模式下，動車組車載設(shè)備通過應(yīng)答器接收分相區(qū)信息并實現(xiàn)自主過分相控制。當(dāng)車載設(shè)備接收到分相區(qū)預(yù)告信息后，立即輸出GFX禁止信號；當(dāng)車頭越過分相區(qū)終點600 m后，停止輸出GFX禁止信號(鐵運[2012]211號第5.13.2條)[5]。因此，CTCS-3級列控車載設(shè)備在CTCS-2級模式下運行時，地面磁感應(yīng)器按照鐵運電[2012]60號文規(guī)定設(shè)置的線路，8輛短編組動車組在T4時刻車載斷開過分相有效指令時，動車組尾部已越過地面磁感應(yīng)器，將不會出現(xiàn)該問題，而16輛長編組動車組和重聯(lián)動車組在T4時刻車載斷開過分相有效指令時，動車組尾部未通過地面磁感應(yīng)器，將會出現(xiàn)該問題。

僅安裝CTCS-2級列控車載設(shè)備的動車組目前一般不采取應(yīng)答器自動過分相，而是利用磁感應(yīng)器自動過分相，因此，不會出現(xiàn)該問題。

5解決方案

方案Ⅰ，調(diào)整地面磁感應(yīng)器的設(shè)置位置。

地面磁感應(yīng)器的設(shè)置按照TB/T 3197—2008規(guī)定執(zhí)行，即按圖2中更改前布置，CTCS-3級列控車載設(shè)備在CTCS-2級模式下運行時，當(dāng)長編組動車車頭越過分相區(qū)終點600 m后停止輸出GFX禁止信號時，車尾已越過地面磁感應(yīng)器，即屏蔽了地面磁感應(yīng)器過分相信號，將不會出現(xiàn)再次斷主斷的問題。

方案Ⅱ，修改列控車載設(shè)備軟件參數(shù)。

CTCS-3級列控車載設(shè)備在CTCS-2級模式下運行時，為解決長編組動車車頭越過分相區(qū)終點600 m后停止輸出GFX禁止信號，而車尾未越過地面磁感應(yīng)器，可將規(guī)定的列控車載設(shè)備軟件參數(shù)由車頭越過分相區(qū)終點600 m后停止輸出GFX禁止信號調(diào)整為車頭越過分相區(qū)終點900 m后停止輸出GFX禁止信號，將不會出現(xiàn)再次斷主斷的問題。

方案Ⅱ通過修改列控車載設(shè)備軟件參數(shù)解決問題，但目前動車組采用全路運行，檢修點相對不固定，修改列控車載設(shè)備軟件參數(shù)將涉及全路CTCS-3級動車組，動車組數(shù)量較多，修改周期較長。方案I通過調(diào)整地面磁感應(yīng)器的設(shè)置位置解決問題，涉及的客運專線不多，修改周期相對方案I短。

6結(jié)語

針對聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中發(fā)現(xiàn)自動過分相存在兩次斷合VCB的異常問題，通過對車載設(shè)備的記錄數(shù)據(jù)及地面自動過分相裝置的設(shè)置情況進(jìn)行分析，找到了兩次斷合VCB異常問題的原因，并提出解決方案，為后續(xù)工程項目的設(shè)計、調(diào)試提供了參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵運[2011]49號關(guān)于設(shè)置高速鐵路電分相標(biāo)識暫行規(guī)定的通知[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2011.

[2]鞠靜梅. 高速電氣化鐵路的接觸網(wǎng)電分相形式探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007(9):80-82.

[3]中華人民共和國鐵道部.科技運[2010]136號關(guān)于印發(fā)《CTCS-2級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)》的通知[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2010.

[4]中華人民共和國鐵道部.科技運[2010]21號關(guān)于印發(fā)《CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)》的通知[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2010.

[5]中華人民共和國鐵道部.鐵運[2012]211號鐵道部關(guān)于印發(fā)《CTCS-3級列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范暫行》的通知[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2012.

[6]中華人民共和國鐵道部.TB/T 3197—2008車載控制自動過分相系統(tǒng)技術(shù)條件[S].北京：中華人民共和國鐵道部，2008.

[7]中華人民共和國鐵道部.運基信號[2010]346號關(guān)于印發(fā)《列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)表編制規(guī)定(V2.0)》的通知[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2010.

[8]中華人民共和國鐵道部.鐵運電[2012]60號 關(guān)于高速鐵路車載自動過分相地面磁感應(yīng)器設(shè)置位置調(diào)整的通知[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2012.

[9]中華人民共和國鐵道部.科技運[2008]34號CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案(V1.0)[Z].北京：中華人民共和國鐵道部，2008.

[10]張毅.CRpA型動車組VCB無法投入故障分析及應(yīng)急處理[J].現(xiàn)場經(jīng)驗.2009(2):41-43.

[11]中華人民共和國鐵道部.TB10621—2009高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)[S].北京：中華人民共和國鐵道部，2009.

[12]溫建民.高速鐵路地面自動過分相系統(tǒng)的研究與運用 [J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2011(4)：104-107.

Analysis of EMU Automatically Passing Neutral Section of Passenger Dedicated Line

SU Teng-jiang

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， China)

Abstract：In view of the recent twice abnormal on-off VCB during the joint debugging and commissioning on the passenger dedicated line in process of automatically passing neutral section， analysis of automatic splitting phase device is conducted with data recorded by on-board device and ground equipment to find out the causes of the abnormality. It is concluded that the setting-up or adjustment of the position of the ground magnetic sensor or modifying the parameters of the train control onboard equipment software can solve the problem.

Key words：Passenger dedicated line; EMU; Neutral section; Ground magnetic sensor

中圖分類號：U223.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.06.030

文章編號：1004-2954(2015)06-0135-03

作者簡介：蘇騰江(1984—)，男，工程師，2007年畢業(yè)于北京交通大學(xué)，工學(xué)學(xué)士。

收稿日期：2014-08-20； 修回日期：2014-10-15