一起因軌道電路板引發(fā)列控中心驅(qū)采不一致報(bào)警的分析

于 洋

（中國(guó)鐵路太原局集團(tuán)有限公司調(diào)度所，太原 030013）

為適應(yīng)不同線路運(yùn)營(yíng)速度的需求，參考借鑒歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（European Train Control System，ETCS）系統(tǒng)的設(shè)置，確定發(fā)展中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（Chinese Train Control System，CTCS）。列 控 中 心（Train Control Center，TCC）是CTCS-2 級(jí)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，且作為CTCS-3 級(jí)及以上降級(jí)的必要設(shè)備。按照國(guó)家鐵路局《列控中心技術(shù)條件要求》，TCC 適用于聯(lián)鎖車站、線路所和中繼站，可以對(duì)軌道電路進(jìn)行編碼、方向控制；根據(jù)臨時(shí)限速信息和列車運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)有源應(yīng)答器報(bào)文編寫；對(duì)區(qū)間信號(hào)機(jī)進(jìn)行點(diǎn)燈控制等功能，是保證行車安全，提高運(yùn)輸效率的主要技術(shù)裝備。因此TCC 發(fā)出的報(bào)警信息極易影響運(yùn)輸效率。

1 車站列控中心設(shè)備的基本信息

1.1 系統(tǒng)接口

為參與列車控制，TCC 需要與鄰站TCC、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（Computer Based Interlocking，CBI）、調(diào)度集中（Centralized Traffic Control，CTC）、臨時(shí)限速服務(wù)器（Temporary Speed Restriction Server，TSRS）、 軌 道 電 路（Track Circuit，TC）、地面電子單元（Lineside Electronic Unit，LEU） 和 集 中 監(jiān) 測(cè)（Centralized Signaling Monitoring System，CSM） 等外部設(shè)備進(jìn)行通信傳輸。TCC 外部接口如圖1 所示。

圖1 TCC接口配置Fig.1 TCC interface structure

1.2 列控軌道占用邏輯判斷

列控判斷軌道電路是否空閑主要通過(guò)3 個(gè)條件進(jìn)行判斷，即GJ 狀態(tài)、TC 通信狀態(tài)和軌道區(qū)段采集狀態(tài)，只有三者全部為出清狀態(tài)時(shí)，TCC 才判斷軌道電路為空閑狀態(tài)，任一條件不滿足，列控都認(rèn)為軌道電路為占用狀態(tài)。

1.3 列控通信中斷

通信中斷通常是由設(shè)備網(wǎng)線松動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)故障、相關(guān)設(shè)備切系或斷電、接口通信模塊故障引起。系統(tǒng)間保持通信正常是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。

1 ） 通信故障狀態(tài)

當(dāng)與其他設(shè)備出現(xiàn)通信中斷且超出報(bào)警容忍時(shí)間時(shí)，TCC 通信狀態(tài)顯示為中斷，并且設(shè)備進(jìn)行主、備系切換操作。

2 ） 通信中斷狀態(tài)

當(dāng)板卡、通道報(bào)故障時(shí)，TCC 通信中斷狀態(tài)立即顯示為中斷，但列控沒(méi)有任何反應(yīng)，不報(bào)警、不切系。

2 故障案例分析

2.1 故障概況

某站檢查發(fā)現(xiàn)ZPW-2000A 軌道電路機(jī)柜II 系24 V 直流電源2 指示燈亮紅燈，組織處理該模塊故障，動(dòng)檢車通過(guò)A 至B 站間上行線1918 至1756共10 架信號(hào)機(jī)后，CTC 系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)采不一致報(bào)警。

2.2 故障原因

作業(yè)人員在處理ZPW-2000A 軌道電路機(jī)柜內(nèi)24 V 直流電源模塊II 故障過(guò)程中，將正在使用的直流電源模塊I 關(guān)閉，隨后立即重新打開(kāi)電源模塊I 恢復(fù)供電，造成TCC 與TC 通信中斷，TCC A 系和B 系判斷區(qū)間閉塞分區(qū)占用狀態(tài)不一致，導(dǎo)致信號(hào)機(jī)驅(qū)采不一致，記錄故障燈絲狀態(tài)，列車通過(guò)時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。

2.3 故障分析

根據(jù)TCC 邏輯，TCC 在通信全部中斷、接收不到TC 上傳數(shù)據(jù)后，主系容忍時(shí)間為0.5 s，備系為1.5 s，超過(guò)時(shí)限后，通信狀態(tài)為故障，通信中斷狀態(tài)顯示為中斷。

TCC 在中斷狀態(tài)4.5 s 內(nèi)沒(méi)有接收到TC 的任何數(shù)據(jù)，TCC 將軌道占用狀態(tài)設(shè)置為故障。如果在故障狀態(tài)時(shí)，3 s 內(nèi)仍未收到移頻柜完整校驗(yàn)數(shù)據(jù)，TCC 將判斷軌道狀態(tài)為故障占用，與軌道電路通信狀態(tài)顯示為占用，顯示紅光帶。

因此，TCC 與TC 通信中斷時(shí)間在7.5 s（即4.5 s+3 s）內(nèi)，會(huì)維持軌道區(qū)段空閑狀態(tài)（在軌道繼電器吸起的情況下）。再加上通信中斷容忍時(shí)長(zhǎng)，即主系總時(shí)長(zhǎng)在8 s 內(nèi)，備系9 s 內(nèi)，可以維持原軌道狀態(tài)，而不顯示紅光帶。

查看TCC 維護(hù)終端，如圖2 所示。TCC 在00:43:04 顯示與軌道電路通信全部中斷。因A 系主用，故TCC A 系需要在00:43:12 前恢復(fù)與TC 的通信，才能保證TCC A 系區(qū)段不出現(xiàn)故障占用情況；TCC B 系需在00:43:13 前恢復(fù)與TC 的通信，才能保證TCC B 系區(qū)段不出現(xiàn)故障占用情況。

圖2 軌道電路通信中斷Fig.2 Track circuit communication interruption

如圖3 所示， 00:43:12 TCC 與TC 通信恢復(fù)。因中斷時(shí)間超過(guò)主系允許最大值，小于備系允許最大值，故A 系將區(qū)段全部判斷為占用，如圖4 所示，邏輯上驅(qū)動(dòng)區(qū)間信號(hào)機(jī)點(diǎn)紅燈，如圖5 所示，B 系將區(qū)段全部判斷為空閑，驅(qū)動(dòng)區(qū)間信號(hào)機(jī)點(diǎn)綠燈。

圖3 軌道電路通信恢復(fù)Fig.3 Restoring track circuit communication

圖4 軌道區(qū)段空閑信息Fig.4 Information on cleared block sections

圖5 區(qū)間信號(hào)機(jī)顯示紅燈Fig.5 Red aspects of wayside signals

對(duì)于此時(shí)TCC 來(lái)說(shuō)，當(dāng)主系檢測(cè)到影響設(shè)備正常運(yùn)行的異常狀態(tài)后，在備系工作正常時(shí)，主、備系將進(jìn)行切換（切換不影響TCC 的正常工作，一般切換時(shí)間小于2 s），因此B 系轉(zhuǎn)為主用時(shí)，按照B 系狀態(tài)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，區(qū)間軌道顯示空閑，信號(hào)機(jī)點(diǎn)綠燈，因此CTC 上未出現(xiàn)紅光帶及信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈變化。

對(duì)于轉(zhuǎn)為備系的A 系來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)記錄軌道為故障占用，驅(qū)動(dòng)區(qū)間信號(hào)機(jī)顯示紅燈。A 系恢復(fù)對(duì)TC 的通信后，會(huì)采集軌道狀態(tài)，為保證安全，軌道由占用狀態(tài)轉(zhuǎn)為空閑狀態(tài)大約有4 s 延時(shí)，因此驅(qū)動(dòng)信號(hào)機(jī)顯示綠燈時(shí)間將大于4 s。根據(jù)TC 控制邏輯，信號(hào)機(jī)燈位驅(qū)動(dòng)4 s 后仍未采集到對(duì)應(yīng)信號(hào)燈燈位信息，將認(rèn)為燈絲故障。在00:43:16 A 系未采集到區(qū)間信號(hào)機(jī)紅燈信息（此時(shí)區(qū)間信號(hào)機(jī)點(diǎn)綠燈）。將記錄紅燈燈絲狀態(tài)為故障，如圖6 所示。之后A 系根據(jù)采集到區(qū)間軌道空閑狀態(tài)，計(jì)算信號(hào)機(jī)顯示綠燈。

圖6 區(qū)間信號(hào)機(jī)紅燈斷絲記錄Fig.6 Red lamps filament burn-out record of wayside signals

因規(guī)定單數(shù)月使用A 系，雙數(shù)月使用B 系。當(dāng)作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)TCC 轉(zhuǎn)B 系后（故障時(shí)為單數(shù)月），00:43:59 手動(dòng)切換至A 系運(yùn)行。

因TCC A 系（主系）記錄了紅燈絲故障狀態(tài)，當(dāng)再次點(diǎn)亮紅燈過(guò)程中，因系統(tǒng)內(nèi)保存紅燈燈絲故障狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)瞬間滅燈狀態(tài)。隨后系統(tǒng)采集到紅燈燈絲信息，與系統(tǒng)記錄不一致，TCC 判斷驅(qū)采不一致上傳到 CTC，故在 CTC 側(cè)報(bào)“信號(hào)機(jī)驅(qū)采不一致-滅燈”的報(bào)警，之后TCC 判斷信號(hào)機(jī)紅燈驅(qū)動(dòng)和采集狀態(tài)一致，不一致?tīng)顟B(tài)自動(dòng)恢復(fù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

此類報(bào)警恢復(fù)并非是實(shí)際真正的報(bào)警，只是TCC 根據(jù)采集情況做出的判斷，這種報(bào)警不會(huì)體現(xiàn)在報(bào)警窗口，故無(wú)法直觀看到故障信息，需要再次點(diǎn)亮該架信號(hào)機(jī)，TCC 才會(huì)報(bào)信號(hào)機(jī)故障恢復(fù)，同時(shí)傳送給CTC。

針對(duì)此次故障TCC A 系驅(qū)采不一致，TCC B系正常，如B 系主用，CTC 以TCC 主用系統(tǒng)傳輸?shù)男畔闇?zhǔn)，第一趟列車通過(guò)后，A 系驅(qū)采不一致自動(dòng)恢復(fù)，此報(bào)警不會(huì)發(fā)生。

在作業(yè)中不可避免同時(shí)中斷TCC 通信時(shí)，最好保證中斷時(shí)間大于15 s，確保TCC A、B 系保持狀態(tài)一致。如進(jìn)行相關(guān)信號(hào)機(jī)、軌道電路、更換板卡等操作，作業(yè)完畢后，通過(guò)查詢TCC 維護(hù)終端，確認(rèn)A、B 系是否有信號(hào)機(jī)燈絲故障狀態(tài)遺留。如果有，可通過(guò)順序占用軌道區(qū)段來(lái)恢復(fù)燈絲狀態(tài)。