關(guān)于列控系統(tǒng)側(cè)向進路有源應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)范圍分析

譚坤輪

(北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070)

列控系統(tǒng)是客運專線的三大核心技術(shù)之一，是保證列車安全、有序、高效、高速運行的關(guān)鍵系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要包括地面子系統(tǒng)和車載子系統(tǒng)，車載子系統(tǒng)通過地面子系統(tǒng)提供的線路信息、目標(biāo)距離信息及進路狀態(tài)信息生成列車運行目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線。

1 問題介紹

1.1 原理介紹

在我國列車運行控制技術(shù)中，CTCS-2、CTCS-3 級別均配置有應(yīng)答器設(shè)備[1]，其所采用的磁感應(yīng)技術(shù)能夠為高速運行的車載子系統(tǒng)提供大量的固定信息和可變信息[2]。應(yīng)答器可以簡單地理解為一個數(shù)據(jù)儲存器和發(fā)送器，通過車載天線激活該應(yīng)答器，其就將本身的應(yīng)答器報文或者經(jīng)由地面電子單元傳輸?shù)膽?yīng)答器報文發(fā)送至車載子系統(tǒng)。

1.2 問題發(fā)現(xiàn)

近年來各條客專線路聯(lián)調(diào)聯(lián)試發(fā)現(xiàn)列車經(jīng)過側(cè)向進路時，當(dāng)列車運行至線路正線時，車載系統(tǒng)計算的允許速度低于該線路允許速度的情況。如在某客專線路A 車站列車由1 道側(cè)線向XN 口發(fā)車進路，越過S1 出站信號機后，允許速度由80 km/h變?yōu)?27 km/h，未達到250 km/h，如圖1 所示。

圖1 車站發(fā)車進路Fig.1 Departure routes of a station

2 場景分析

2.1 側(cè)向進路場景

根據(jù)各個車站站場布局的不同，側(cè)向進路包括側(cè)線接車-1、側(cè)線接車-2、側(cè)線接車-3、反向側(cè)線接車-1、反向側(cè)線接車-2、反向側(cè)線接車-3、發(fā)車-1、發(fā)車-2 等8 種[3]，如圖2 所示。

圖2 側(cè)向進路場景Fig.2 Scenario of sidings

2.2 問題分析

車站排列側(cè)向進路（含側(cè)向接車、反向側(cè)向接車、發(fā)車）時，進站有源應(yīng)答器、反進站有源應(yīng)答器、出站有源應(yīng)答器需發(fā)送鏈接信息、進路數(shù)據(jù)、臨時限速信息[4]。

進路內(nèi)軌道區(qū)段數(shù)量越多，有源應(yīng)答器所描述的數(shù)據(jù)量越大，導(dǎo)致用于描述臨時限速信息的空間越小[5]。由側(cè)向進路場景可知，有源應(yīng)答器描述相同距離的數(shù)據(jù)范圍數(shù)據(jù)時，進站有源應(yīng)答器側(cè)向接車-2 描述的數(shù)據(jù)量大于側(cè)向接車-3，大于側(cè)向接車-1；反進站有源應(yīng)答器反向側(cè)向接車-3 描述的數(shù)據(jù)量大于反向側(cè)向接車-2，大于反向側(cè)向接車-1；出站有源應(yīng)答器發(fā)車-2 描述的數(shù)據(jù)量大于發(fā)車-1。

車載設(shè)備根據(jù)列車數(shù)據(jù)、行車許可和線路數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實時計算列車運行目標(biāo)-距離連續(xù)速度控制模式曲線，并根據(jù)曲線對列車超速進行自動防護[6]。在相同進路下，有源應(yīng)答器描述的線路數(shù)據(jù)范圍越遠，車載設(shè)備實時計算的列車允許速度越接近線路的允許速度，最大達到列車允許速度等于線路的允許速度[7]。

《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB/T 3484-2017）規(guī)定如下，7.3.2 條：側(cè)向進路應(yīng)答器組數(shù)據(jù)范圍應(yīng)從該應(yīng)答器至區(qū)間第一架正向通過信號機內(nèi)方延伸一個不引起列車制動的距離。7.3.3 條：應(yīng)答器組描述的數(shù)據(jù)終點應(yīng)與閉塞分區(qū)邊界一致。

規(guī)范明確數(shù)據(jù)延伸范圍為“不引起列車制動的距離”是指列車從股道發(fā)車加速至該點可達到的最高實際運行速度（而非線路最高允許速度）對應(yīng)的常用制動距離。

以某客專線路A 車站列車S1 至XN 發(fā)車為例，根據(jù)列控工程數(shù)據(jù)表，發(fā)車進路最后一個道岔105#岔尖至XN 信號機的距離為231 m，出站口XN 信號機至第一架通過信號機4162 的距離為1 457 m，計算可知發(fā)車進路中最后一個側(cè)向道岔至第一架通過信號機的距離為1 688 m，車載在進入升速區(qū)時需考慮車尾保持，若列車車長按210 m 計算，列車越過出站口的速度仍約為80 km/h，從出站口應(yīng)答器組BXN 收到線路數(shù)據(jù)后延長控車曲線。

出站有源發(fā)車進路報文描述及車載收到應(yīng)答器報文后的控車曲線如圖3 所示。

圖3 S1至XN報文控車曲線圖Fig.3 Telegram control curve from S1 to XN

通過以上控車曲線分析，結(jié)合站場實際情況計算，列車從80 km/h 加速至200 km/h 的距離至少需要約2 200 m，當(dāng)加速區(qū)段長度小于該長度時，列車實際允許速度均在200 km/h 以下。因此該站BS1 有源應(yīng)答器數(shù)據(jù)范圍描述可為4162 通過信號機再加一個200 km/h 對應(yīng)的常用制動距離，即可在不影響運行效率的情況下滿足列車運行需求。

3 方案建議

《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB/T 3484-2017）明確數(shù)據(jù)延伸范圍為“不引起列車制動的距離”是指列車從股道發(fā)車加速至該點可達到的最高實際運行速度（而非線路最高允許速度）對應(yīng)的常用制動距離，在不影響列車實際運行效率的前提下，可最大限度減少因區(qū)間數(shù)據(jù)變化導(dǎo)致的后期列控中心軟件修改。

結(jié)合各車站實際站型并考慮適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)余量，減少后期因區(qū)間數(shù)據(jù)變化造成對列控中心軟件修改，形成統(tǒng)一規(guī)則便于用戶驗收和運營維護。在編制本線列控中心軟件時，有源應(yīng)答器數(shù)據(jù)范圍以區(qū)間第一架通過信號機的最高實際運行速度以及當(dāng)前點坡度考慮，數(shù)據(jù)范圍按此速度的最大常用制動距離并歸檔至閉塞分區(qū)末端。

實際運用過程中，車載系統(tǒng)根據(jù)列車數(shù)據(jù)、行車許可和線路數(shù)據(jù)等基本數(shù)據(jù)計算的允許速度低于該線路允許速度時，車載DMI 會發(fā)生“撞線”的現(xiàn)象[8]。一條線路各車站側(cè)向進路車載DMI 顯示的現(xiàn)象不一致，實際運用中會給車務(wù)人員造成困擾。

結(jié)合各車站實際站型并考慮適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)余量，確保車載DMI 顯示統(tǒng)一不發(fā)生“撞線”的現(xiàn)象，形成統(tǒng)一規(guī)則便于用戶驗收和運營維護。在編制本線列控中心軟件時，有源應(yīng)答器數(shù)據(jù)范圍以區(qū)間第一架通過信號機的線路實際運行速度以及當(dāng)前點坡度考慮，數(shù)據(jù)范圍按此速度的最大常用制動距離并歸檔至閉塞分區(qū)末端。

4 結(jié)束語

車地信息通信的主要介質(zhì)是應(yīng)答器。應(yīng)答器所承載的數(shù)據(jù)對車載設(shè)備十分重要。因此應(yīng)在最大的限度內(nèi)保證車載設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)與列控工程數(shù)據(jù)相對一致。在路況復(fù)雜的行車過程中，有源應(yīng)答器所描述的數(shù)據(jù)量非常大，在最大限度保證與列控工程數(shù)據(jù)相對一致及不影響行車效率的前提下，有源應(yīng)答器的數(shù)據(jù)適當(dāng)留有余量，也可最大限度減少因區(qū)間數(shù)據(jù)變化導(dǎo)致的后期列控中心軟件修改。