關(guān)于制動(dòng)防護(hù)距離不足造成ATP制動(dòng)原因分析

呂向東

(中國(guó)鐵路鄭州局集團(tuán)公司電務(wù)部，鄭州 450000)

1 問(wèn)題概述

二郎廟線路所溝通鄭州站、京廣高鐵、南曹和新鄭機(jī)場(chǎng)站，為鄭州東樞紐關(guān)鍵線路所。其中，由鄭州站至南曹方向經(jīng)二郎廟線路所XTZ信號(hào)機(jī)、L4＃道岔定位；鄭州站至武漢方向經(jīng)XTZ信號(hào)機(jī)、L4＃道岔反位。站場(chǎng)示意如圖1所示。

裝備CTCS2-200C型ATP的CRH2A型動(dòng)車組，經(jīng)二郎廟線路所XTZ進(jìn)站信號(hào)機(jī)向南曹站X信號(hào)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，ATP觸發(fā)緊急制動(dòng)停車。

查看SAM數(shù)據(jù)，記錄ATP觸發(fā)緊急制動(dòng)原因“超速：76.4 km/h→53.5 km/h”，如圖2所示。

查看SAM數(shù)據(jù)152包， 06:11:48接收到應(yīng)答器組（編號(hào)為593-2615），如圖3所示。

該應(yīng)答器[CTCS-1]包線路信息描述的信號(hào)點(diǎn)布置如圖4所示。

此時(shí)接收U2S碼，并計(jì)算行車許可為4.171 km。

06:13:06收到593-2621應(yīng)答器組，此時(shí)進(jìn)路方向?yàn)槟喜芊较?，其[CTCS-1]包線路信息如圖5所示，信息包描述信號(hào)點(diǎn)布置如圖6所示。

ATP收到該應(yīng)答器后更新行車許可，此時(shí)接收UUS碼，行車許可終點(diǎn)由原來(lái)2552（157+395+1 000+1 000）m后的通過(guò)信號(hào)機(jī)變?yōu)?13（227+386）m后的進(jìn)站信號(hào)機(jī)，行車許可長(zhǎng)度由2.460 km更新為0.518 km。

圖1 二郎廟至南曹站示意圖Fig.1 Schematic diagram of Erlangmiao to Nancao station

圖2 SAM概要Fig.2 Overview of SAM

圖3 SAM數(shù)據(jù)236包中593-2615應(yīng)答器數(shù)據(jù)Fig.3 Balise data 593-2615 in packet 236 of SAM data

圖4 593-2615應(yīng)答器[CTCS-1]包描述信號(hào)布置圖Fig.4 Signal layout described in 593-2615 balise packet [CTCS-1]

圖5 應(yīng)答器報(bào)文[CTCS-1]包數(shù)據(jù)Fig.5 Data of balise message packet [CTCS-1]

圖6 593-2621應(yīng)答器 [CTCS-1]包描述信號(hào)點(diǎn)布置圖Fig.6 Signal point layout described in balise packet [CTCS-1]

由于行車許可長(zhǎng)度不滿足車載設(shè)備從80 km/h→0 km/h的制動(dòng)距離要求，ATP控制曲線發(fā)生變化，導(dǎo)致超速觸發(fā)緊急制動(dòng)。

2 仿真試驗(yàn)

上述問(wèn)題發(fā)生后，針對(duì)裝備不同ATP類型的相關(guān)動(dòng)車組進(jìn)行制動(dòng)防護(hù)距離仿真模擬，結(jié)果如表1～4所示。

二郎廟線路所XTZ進(jìn)站信號(hào)機(jī)和南曹站X信號(hào)機(jī)距離613 m，可知：

1）裝備300 S的CR400AF剩余制動(dòng)防護(hù)距離

常 用SB制 動(dòng)=613 m-（110 m+ BTM天線到車頭距離（8.5 m））=494.5 m；

緊急EB制動(dòng)=613 m-（100 m+ BTM天線到車頭距離（8.5 m））=504.5 m。

由表1可知，對(duì)于裝備300S的CR400AF車型，該處距離滿足開(kāi)放UUS信號(hào)條件。

2）裝 備3 0 0 T的C R H 380BK剩余制動(dòng)防護(hù)距離

常 用SB制 動(dòng)=613 m-110 m=503 m；緊急EB制動(dòng)=613 m-100 m=513 m。

由表2可知，對(duì)于裝備300T的CRH380BK車型，該處距離不滿足開(kāi)放UUS信號(hào)條件。

3）裝備300T的CRH380A剩余制動(dòng)防護(hù)距離

常用SB制動(dòng)=613 m-110 m=503 m；

緊急EB制動(dòng)=613 m-100 m=513 m。

由表3可知，對(duì)于裝備300T的CRH380A車型，該處距離滿足開(kāi)放UUS信號(hào)條件。

4）裝備200H的CRH6A剩余制動(dòng)防護(hù)距離

常用SB制動(dòng)=613 m-110 m =503 m；

緊急EB制動(dòng)=613 m-100 m =513 m。

由表4可知，裝備200H的CRH6A車型，該處距離滿足所需的制動(dòng)防護(hù)距離。

表1 裝備300S的CR400AF所需的制動(dòng)防護(hù)距離Tab.1 Braking protection distance required by CR400AF equipped with 300S

表2 裝備300T的CRH380BK所需的制動(dòng)防護(hù)距離Tab.2 Braking protection distance required by CRH380BK equipped with 300T

表3 裝備300T的CRH380A所需的制動(dòng)防護(hù)距離Tab.3 Braking protection distance required by CRH380A equipped with 300T

通過(guò)以上仿真測(cè)試可知，裝備不同ATP類型的相關(guān)動(dòng)車組由于制動(dòng)性能和制動(dòng)曲線不同，所需的制動(dòng)防護(hù)距離不同。

3 原因分析

二郎廟進(jìn)站至南曹進(jìn)站總長(zhǎng)度為613 m。從疏解區(qū)線路所至二郎廟線路所之間經(jīng)過(guò)的無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文描述的線路數(shù)據(jù)均以L4＃道岔反位至許昌東方向?yàn)槟J(rèn)數(shù)據(jù)。當(dāng)進(jìn)路開(kāi)通南曹方向時(shí)，只有在XTZ進(jìn)站口有源應(yīng)答器組才能更新為XTZ口至南曹至新鄭機(jī)場(chǎng)方向的數(shù)據(jù)。XTZ進(jìn)站外方接近區(qū)段發(fā)UUS碼，按照車載ATP處理邏輯，列車經(jīng)過(guò)XTZ時(shí)，控制列車速度80 km/h。動(dòng)車組列車在接收到XTZ信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器信息時(shí)，重新計(jì)算前方區(qū)段長(zhǎng)度613 m。裝備ATP 200C動(dòng)車組列車在平坡下由80 km/h降至0 km/h的制動(dòng)距離為650 m，不滿足制動(dòng)要求，因此導(dǎo)致超速，引發(fā)制動(dòng)。

《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》（高速鐵路部分）對(duì)此類場(chǎng)景規(guī)定如下：

第71條 特殊地段因條件限制，同方向相鄰兩架指示列車運(yùn)行的信號(hào)機(jī)間的距離小于列車規(guī)定速度的制動(dòng)距離時(shí)，應(yīng)采取必要的降級(jí)或重復(fù)顯示措施。

南曹站與二郎廟站地面聯(lián)鎖電路做了重復(fù)顯示設(shè)計(jì)，即南曹進(jìn)站開(kāi)放后，二郎廟進(jìn)站信號(hào)才能開(kāi)放，后續(xù)仍出現(xiàn)部分車型制動(dòng)距離不足情況，與地面電碼化定義變化及車載設(shè)備邏輯有關(guān)。

《機(jī)車信號(hào)信息定義及分配》（TB/T3060-2002）3.2.3.6對(duì)UUS定義（四顯示區(qū)段）為：

要求列車限速運(yùn)行，表示列車接近的地面信號(hào)機(jī)開(kāi)放經(jīng)18號(hào)及以上道岔側(cè)向進(jìn)路，且次一架信號(hào)機(jī)開(kāi)放經(jīng)道岔的直向或18號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路。

《機(jī)車信號(hào)信息定義及分配》（TB/T3060-2016）新增了CTCS-2/ CTCS-3區(qū)段，4.6.10對(duì)UUS定義為：

高速鐵路及僅運(yùn)行動(dòng)車組的區(qū)段，表示列車接近的地面信號(hào)機(jī)開(kāi)通經(jīng)18號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路，且進(jìn)路允許速度不低于80 km/h。

對(duì)比定義區(qū)別，主要在于是否預(yù)告下一架信號(hào)機(jī)是否開(kāi)放，因此雖然采取了重復(fù)顯示的方式，但車載ATP不能根據(jù)UUS判斷出下一架信號(hào)機(jī)是否開(kāi)放，依據(jù)當(dāng)前區(qū)段長(zhǎng)度計(jì)算造成防護(hù)距離不足引發(fā)制動(dòng)。

4 結(jié)論及建議

由于地形限制，在防護(hù)距離過(guò)短區(qū)段，可按照公式（1），結(jié)合工程實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算確定初速度制動(dòng)到目標(biāo)距離的制動(dòng)距離，并應(yīng)取不同類型動(dòng)車組（含不同型號(hào)列控車載設(shè)備）計(jì)算值的最大值。

其中，L1— 動(dòng)車組從初速度制動(dòng)到0 km/h的最大制動(dòng)距離；

L2—?jiǎng)榆嚱M從目標(biāo)速度制動(dòng)到0 km/h的最大制動(dòng)距離；

L3—?jiǎng)榆嚱M按初速度運(yùn)行4 s的走行距離；

L4—列車防護(hù)距離，以120 m計(jì)。

當(dāng)實(shí)際防護(hù)距離小于計(jì)算防護(hù)距離時(shí)應(yīng)采取降級(jí)措施，如二郎廟開(kāi)放南曹方向進(jìn)路時(shí)，XTZ信號(hào)機(jī)應(yīng)由UUS信號(hào)降級(jí)為UU信號(hào)，才能徹底解決不同類型ATP制動(dòng)問(wèn)題。