應(yīng)答器功能簡(jiǎn)介及聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間故障分析

劉福玉（中鐵十四局集團(tuán)電氣化工程有限公司，江蘇 南京 210000）

應(yīng)答器功能簡(jiǎn)介及聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間故障分析

劉福玉
（中鐵十四局集團(tuán)電氣化工程有限公司，江蘇 南京 210000）

摘 要：作為一種重要的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，應(yīng)答器在多個(gè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)文的快速傳輸，還是構(gòu)成列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的重要原件，可以將列車運(yùn)行狀況實(shí)施性的傳輸給高速鐵路自動(dòng)列車防護(hù)的列控中心。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會(huì)中，人們對(duì)高速列車的要求越來(lái)越高，為了進(jìn)一步的加快運(yùn)行速度，保障列車行駛安全，要充分發(fā)揮應(yīng)答器的功能，將真實(shí)、有效的數(shù)據(jù)信息傳輸至列車ATP系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)答器；列車運(yùn)行控制；聯(lián)調(diào)聯(lián)試

一、應(yīng)答器的類型

就我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，在運(yùn)行列車方面應(yīng)用的應(yīng)答器主要有兩大類，即固定應(yīng)答器及可變應(yīng)答器，也叫無(wú)源、有源應(yīng)答器。

1有源應(yīng)答器

有源應(yīng)答器的主要功能就是將可變信息進(jìn)行傳輸，但需要借助線路側(cè)電子設(shè)備（Lineside Electronic Unit）來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體應(yīng)用過(guò)程中要將該設(shè)備同電纜相接，將應(yīng)答器報(bào)文以一種變化的方式高效的傳輸給列車。高速列車運(yùn)行路線的出戰(zhàn)、提速路段、進(jìn)站等多個(gè)位置均可設(shè)置有源應(yīng)答器，便于將列車的速度限制、路線運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)的發(fā)送。在同線路側(cè)電子設(shè)備地面電子單元相連接的情況下，還能完成數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸任務(wù)。

2 無(wú)源應(yīng)答器

傳輸不可變的數(shù)據(jù)報(bào)文是無(wú)緣應(yīng)答器所承擔(dān)的責(zé)任，主要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為列車路線參數(shù)信息。該類型應(yīng)答器通常位于列車下方，當(dāng)行駛至設(shè)置時(shí)，能夠?qū)α熊囓囕d天線發(fā)送的電磁波進(jìn)行接收，并將該能量通過(guò)電能的形式釋放出來(lái)，開啟地面電子電路，最終達(dá)到數(shù)據(jù)報(bào)文的重復(fù)傳輸。由此可見(jiàn)，無(wú)源應(yīng)答器工作的動(dòng)力來(lái)源于電磁波能量，待到列車行駛過(guò)后，能量逐漸減小，直至不再發(fā)揮作用。

二、應(yīng)答器的工作原理分析

雖然兩種不同類型應(yīng)答器的工作動(dòng)力、傳輸數(shù)據(jù)信息有所差異，但從本質(zhì)上看，二者的運(yùn)行原理相同。地面應(yīng)答器的工作時(shí)間主要為列車的經(jīng)過(guò)時(shí)段，可以接收到天線發(fā)出的電磁波，為電子電路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供充足的電能，發(fā)揮傳輸報(bào)文的功能。對(duì)線路側(cè)電子設(shè)備輸出的偏置電壓進(jìn)行進(jìn)一步的整流、穩(wěn)壓處理后，可以將電源用在應(yīng)答器中，使應(yīng)答器得以工作。應(yīng)答器接收來(lái)自LEU 的DBPL編碼形式的報(bào)文信息，反變換后調(diào)制生成上行鏈路信號(hào)。如果應(yīng)答器檢測(cè)不到來(lái)自LEU的有效信號(hào)，接收到車載天線27MHz載頻能量時(shí)，發(fā)送默認(rèn)報(bào)文?？赏ㄟ^(guò)報(bào)文讀寫器向應(yīng)答器寫入報(bào)文，也可讀出和檢查存儲(chǔ)在應(yīng)答器中的報(bào)文。

三、應(yīng)答器故障分類

線路數(shù)據(jù)錯(cuò)誤實(shí)例和應(yīng)答器報(bào)文錯(cuò)誤實(shí)例如下：

1 線路數(shù)據(jù)錯(cuò)誤實(shí)例

排列X行進(jìn)I道接車進(jìn)路時(shí)，動(dòng)車組進(jìn)站后機(jī)車信號(hào)由黃變?yōu)榧t黃，動(dòng)車組運(yùn)行了653m時(shí)ATP輸出制動(dòng)；再次試驗(yàn)時(shí)排列了下行I道接車并排列了I道下行反向發(fā)車，ATP未輸出制動(dòng)，但是ATP行駛到450時(shí)轉(zhuǎn)換到了部分模式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)讀取報(bào)文分析，X進(jìn)站口的有源應(yīng)答器接車進(jìn)路長(zhǎng)度為30+870，而無(wú)源應(yīng)答器接車進(jìn)路長(zhǎng)度則為30+1468，在根據(jù)《CTCS-2 級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》中針對(duì)客運(yùn)專線列控系統(tǒng)應(yīng)答器的規(guī)定要求，應(yīng)保障列車實(shí)際行駛路線的進(jìn)出站路段與應(yīng)答器的設(shè)置相統(tǒng)一，確保應(yīng)答器能夠提供數(shù)據(jù)報(bào)文信息的準(zhǔn)確性，將正確的列車速度、線路等狀況進(jìn)行傳送。當(dāng)駛?cè)脒M(jìn)站路段后，動(dòng)車組會(huì)接收紅黃碼，但由于缺乏相關(guān)信息，同目的點(diǎn)的間距較早的顯示為零，就會(huì)使動(dòng)車的實(shí)際停運(yùn)位置與規(guī)定有所偏差；如果直進(jìn)側(cè)出進(jìn)路，地面發(fā)送雙黃碼，線路數(shù)據(jù)不足時(shí)，車載設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)為C2部分模式控車，ATP生成NBP速度為50km/h的模式曲線，恰好與道岔側(cè)向限速值相符，所以列車能夠通過(guò)。

2 應(yīng)答器報(bào)文錯(cuò)誤實(shí)例

聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，列車經(jīng)過(guò)進(jìn)出站口有源應(yīng)答器組時(shí)，DMI報(bào)“應(yīng)答器組信息缺失”，雖為C2模式控車，但NBP速度為50km/h。由于列控中心軟件進(jìn)行升級(jí)，列控中心通過(guò)LEU發(fā)送到進(jìn)出站口有源應(yīng)答器的報(bào)文錯(cuò)誤，除正常的【CTCS-2】臨時(shí)限速限速包外，還有一個(gè)標(biāo)示碼為1的未知信息包，車載ATP設(shè)備受到該非法信息包后，無(wú)法辨別該應(yīng)答器組應(yīng)答器報(bào)文的正確性，按照故障-安全原則，ATP將該信息包丟棄不用。當(dāng)控車數(shù)據(jù)中缺少臨時(shí)限速信息后，ATP進(jìn)入無(wú)臨時(shí)限速信息的完全模式，按照軌道電路低頻碼生成NBP速度為50km/h的控車模式曲線，監(jiān)控動(dòng)車組運(yùn)行。綜合以上故障：因?yàn)檎厩笆┕ぴ?，設(shè)計(jì)在施工過(guò)程中變更了設(shè)計(jì)，在應(yīng)答器報(bào)文寫入施工中，未全面修改應(yīng)答器數(shù)據(jù)造成的此類故障，這種類型的故障在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間極為普遍，另外是設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)時(shí)與其他專業(yè)沒(méi)有進(jìn)行充分溝通或是其他專業(yè)有變更時(shí)，沒(méi)將變更內(nèi)容與信號(hào)專業(yè)進(jìn)行交底，導(dǎo)致了動(dòng)車組不能夠正常自動(dòng)過(guò)分相。

3 外界電磁干擾

干擾現(xiàn)象有在開通運(yùn)營(yíng)后不久的車站，偶爾有司機(jī)反映動(dòng)車組踏過(guò)此應(yīng)答器后ATP會(huì)輸出制動(dòng)，夜間利用天窗點(diǎn)時(shí)間對(duì)該應(yīng)答器進(jìn)行了報(bào)文測(cè)試，未出現(xiàn)異常；調(diào)取動(dòng)車組DMI信息發(fā)現(xiàn)當(dāng)動(dòng)車組踏過(guò)該應(yīng)答器后顯示“應(yīng)答器報(bào)文不一致”的信息，夜間天窗點(diǎn)時(shí)間又對(duì)應(yīng)答器周圍干擾源進(jìn)行了查找，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電力施工用的拉管機(jī)臨時(shí)電源線在過(guò)軌時(shí)綁扎在了應(yīng)答器尾纜上邊，白天施工時(shí)臨時(shí)電源線產(chǎn)生的磁場(chǎng)諧波與應(yīng)答器報(bào)文不一致，導(dǎo)致動(dòng)車ATP輸出制動(dòng)。

4 分析原因

高鐵動(dòng)車組ATP設(shè)備均具有自動(dòng)過(guò)分相功能。當(dāng)列車向分相區(qū)方向運(yùn)行，行車許可延伸到分相區(qū)所在區(qū)段時(shí)，RBC向列車發(fā)送分相區(qū)信息。ATP根據(jù)到分相點(diǎn)的距離、分相區(qū)長(zhǎng)度、動(dòng)車組當(dāng)前運(yùn)行速度及動(dòng)車組車輛參數(shù)，綜合處理后向列車接口單元發(fā)送“過(guò)分相”命令，控制動(dòng)車組在距離分相區(qū)前端3S運(yùn)行距離處斷開VCB.但是由于聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間設(shè)備不穩(wěn)定、車速高等原因，司機(jī)很難準(zhǔn)確把握斷電時(shí)間，為確保在分相區(qū)前斷開VCB，部分司機(jī)會(huì)提前斷開VCB，導(dǎo)致列車牽引回路瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)諧波分量與應(yīng)答器報(bào)文傳輸頻譜不一致，從而造成應(yīng)答器報(bào)文接收、解調(diào)異常，根據(jù)系統(tǒng)安全原則，ATP系統(tǒng)觸發(fā)緊急制動(dòng)停車。

參考文獻(xiàn)

[1]鐵道部運(yùn)輸局.CTCS-3級(jí)應(yīng)答器報(bào)文定義及運(yùn)用原則（V1.0）[Z]. 2008.

[2]鐵道部運(yùn)輸局.CTCS-2級(jí)應(yīng)答器報(bào)文定義及運(yùn)用原則（暫行）[Z]. 2008.

中圖分類號(hào)：U284

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A