周栓林 呂豪英

*鄭州鐵路局總工室 高級工程師，450052 鄭州

＊＊河南藍(lán)信科技有限公司 工程師，450052 鄭州

應(yīng)答器是列控系統(tǒng)控車數(shù)據(jù)的重要來源，有源應(yīng)答器報文直接控制著動車組的運行，其報文的正確性與安全性直接決定著動車組的運行安全。

車站列控中心根據(jù)調(diào)度命令產(chǎn)生的進(jìn)路及臨時限速控車信息，通過有源應(yīng)答器傳送給動車組。由于該過程工作在開環(huán)狀態(tài)下，傳輸通道的完整性、有源應(yīng)答器的工作狀態(tài)和臨時限速命令是否正確執(zhí)行得不到及時的檢查，只有在動車組越過有源應(yīng)答器后，才能確認(rèn)有源應(yīng)答器是否處于正常工作狀態(tài)，所以一旦有源應(yīng)答器發(fā)生故障或臨時限速命令沒有正確執(zhí)行，將會嚴(yán)重危及動車組運行的安全。為此，研制了有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置，使 CTC/TDCS、車站列控中心、LEU和有源應(yīng)答器之間的通道，由開環(huán)狀態(tài)改為閉環(huán)狀態(tài)，就是將有源應(yīng)答器報文讀出并反饋給CTC/TDCS和微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了有源應(yīng)答器閉環(huán)檢查。

1 功能原理

有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置安裝了GPRS網(wǎng)絡(luò)接口，可以實現(xiàn)有源應(yīng)答器實時監(jiān)測信息的無線傳輸，在各級列控維護(hù)中心和需要設(shè)置的終端上，顯示各車站有源應(yīng)答器的工作狀態(tài)和臨時限速命令的下達(dá)情況。同時，該監(jiān)測裝置還具有記錄功能，應(yīng)答器每次測試的數(shù)據(jù)都進(jìn)行記錄保存，可以調(diào)出歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回放。數(shù)據(jù)保存期為1年。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.設(shè)備組成。如圖1所示，有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置 (簡稱BME)由天線 (BME-A)、數(shù)據(jù)讀取模塊 (BME-D)、報文譯碼單元 (BME-T)和車站信號有關(guān)聯(lián)鎖控制條件組成。

2.工作原理。天線安裝在被測有源應(yīng)答器下方，通過電纜與安裝在道旁變壓器箱內(nèi)的數(shù)據(jù)讀取模塊通信，讀取被測應(yīng)答器原始報文數(shù)據(jù)，再經(jīng)過信號電纜傳送至機(jī)械室組合架托盤上的報文譯碼單元，完成報文數(shù)據(jù)接收、譯碼、分析、報警和記錄等功能。

在非測試情況下，數(shù)據(jù)讀取模塊處于待機(jī)狀態(tài)或斷電狀態(tài)。當(dāng)需要讀取某指定應(yīng)答器報文時，報文譯碼單元下發(fā)檢測指令，對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀取模塊將27.095 MHz的激勵信號傳送給天線，激活被檢測的有源應(yīng)答器，該有源應(yīng)答器應(yīng)答輸出3.9 MHz/4.5 MHz的FSK信號，通過天線電纜返回給數(shù)據(jù)讀取模塊，通過載波方式傳輸給報文譯碼單元。

3.技術(shù)要求。符合鐵道部運基信號 [2007］63號《有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置技術(shù)條件》。

圖1 有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置組成圖

3 具體實現(xiàn)

1.系統(tǒng)界面。有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置自帶一個內(nèi)嵌式監(jiān)視器，以簡易站場圖的方式實現(xiàn)各種功能的顯示。在每個設(shè)置有源應(yīng)答器的進(jìn)站和反方向信號機(jī)下方，設(shè)一個有源應(yīng)答器設(shè)備狀態(tài)等邊三角形的顯示圖形。當(dāng)鼠標(biāo)移動到應(yīng)答器圖標(biāo) (△)范圍內(nèi)，系統(tǒng)會自動在鼠標(biāo)右側(cè)區(qū)域顯示當(dāng)前應(yīng)答器的限速信息。

有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置與CTC/TDCS系統(tǒng)進(jìn)行通信后，在CTC/TDCS系統(tǒng)站場圖形顯示界面上，每個設(shè)置有源應(yīng)答器的進(jìn)站和反方向信號機(jī)下方，同樣設(shè)一個有源應(yīng)答器設(shè)備狀態(tài)等邊三角形的顯示圖形。如當(dāng)測試結(jié)果顯示“請檢查Tx保險狀態(tài)”時，應(yīng)立即檢查熔斷器，如損壞則更換即可。

2.端口狀態(tài)顯示。①與TDCS/CTC系統(tǒng)的通信狀態(tài);②與微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的通信狀態(tài);③GPRS通信狀態(tài);④應(yīng)答器當(dāng)前測試狀態(tài)。

隨著原材料價格上升，人民幣升值，出口退稅下降，勞動力成本和運輸費用提高，促使生產(chǎn)企業(yè)成本急劇上漲，利潤空間大幅縮水，最大限度地降低成本成為企業(yè)擴(kuò)大利潤空間的必選方案。然而，對生產(chǎn)企業(yè)來說，要獲得更多的利潤，關(guān)鍵還是提升企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)水平，用高生產(chǎn)效率獲取更高利潤。

3.監(jiān)測裝置工作狀態(tài)顯示。當(dāng)列車接近車站，監(jiān)測裝置停止檢測時，對應(yīng)有源應(yīng)答器檢測的三角(△)顯示白色，同時在正向 (反向)進(jìn)站信號機(jī)相鄰2個軌道電路區(qū)段線條顯示紅色，表示列車接近停止檢測。

4.進(jìn)站信號機(jī)顯示。顯示綠色為該信號機(jī)已經(jīng)開放，顯示白色為該信號機(jī)未開放。

5.應(yīng)答器監(jiān)測裝置通道連接狀態(tài)顯示。TCC(車站列控中心)至LEU的通道、LEU至有源應(yīng)答器的通道、監(jiān)測裝置報文譯碼單元至數(shù)據(jù)讀取模塊的通道正常時，其相應(yīng)連線顯示綠色;TCC(車站列控中心)至LEU的通道、LEU至有源應(yīng)答器的通道故障時，連線顯示紅色;監(jiān)測裝置報文譯碼單元至數(shù)據(jù)讀取模塊的通道故障時，連線顯示灰色。

6.應(yīng)答器監(jiān)測狀態(tài)顯示。綠色三角，表示有源應(yīng)答器設(shè)備和應(yīng)答器監(jiān)測設(shè)備工作狀態(tài)正常;紅色三角，表示有源應(yīng)答器設(shè)備故障或臨時限速命令校核不一致;灰色三角，表示有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置自身故障。

7.監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示。①變量M_MCOUNT的值;②臨時限速命令數(shù)據(jù)。

8.應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)顯示。

9.記錄日志顯示。

10.有源應(yīng)答器檢測數(shù)據(jù)分析。當(dāng)TDCS/CTC下達(dá)限速命令后，監(jiān)測裝置同時也接收到該限速命令，然后對有源應(yīng)答器進(jìn)行檢測，將檢測到的臨時限速信息與TDCS/CTC下達(dá)限速命令的速度值進(jìn)行校核，并將校核結(jié)果返回到TDCS/CTC系統(tǒng)顯示，同時將校核結(jié)果發(fā)送到微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)。

對有源應(yīng)答器進(jìn)行檢測時，根據(jù)檢測報文的返回結(jié)果，對有源應(yīng)答器的狀態(tài)進(jìn)行判斷:①M_MCOUNT=255:設(shè)備正常;②M_MCOUNT=254:列控中心發(fā)默認(rèn)報文 (接車信號沒有開放時正常);③M_MCOUNT=99:LEU發(fā)默認(rèn)報文 (列控中心至LEU故障);④M_MCOUNT=0:有源應(yīng)答器發(fā)默認(rèn)報文 (LEU到應(yīng)答器通道故障)。

根據(jù)檢測報文的返回結(jié)果，判斷有源應(yīng)答器工作狀態(tài)顯示如下:①報文檢測到M_MCOUNT=255、254(進(jìn)站信號機(jī)關(guān)閉)時，顯示綠色三角;②報文檢測到M_MCOUNT=99、0、254(進(jìn)站信號機(jī)開放)時，顯示紅色三角;③當(dāng)有源應(yīng)答器監(jiān)測裝置自身故障時，顯示灰色三角。

11.應(yīng)答器報文信息顯示。點擊報文 (B)按鈕打開應(yīng)答器報文信息顯示界面，點擊報文讀取按鈕就會測試相應(yīng)的應(yīng)答器，TGM報文為應(yīng)答器內(nèi)部原始報文，UDF為處理以后的報文數(shù)據(jù)，報文譯碼信息為用戶報文代表的含義解讀，可以直接看到應(yīng)答器的報文。

12.系統(tǒng)信息。點擊信息 (M)按鈕打開信息窗體，每一次測試結(jié)果及設(shè)備狀態(tài)改變 (如通信接口中斷)都被記錄下來，作為日后分析依據(jù)。

4 結(jié)論

根據(jù)中國鐵路列車控制系統(tǒng)基本規(guī)劃的要求，研究適合200 km/h以上鐵路CTCS-2級和CTCS-3級應(yīng)答器測試系統(tǒng)，具有對國內(nèi)外各種應(yīng)答器進(jìn)行編程和回讀，能檢測和解析報文，并能直接檢測來自LEU(軌旁電子單元)的信號及DBPL碼流的分析，可作為應(yīng)答器系統(tǒng)的主要開發(fā)及維護(hù)工具。目前國內(nèi)還沒有滿足CTCS要求的應(yīng)答器檢測系統(tǒng)，研究適合中國國情和路情的應(yīng)答器測試系統(tǒng)具有重大的意義。由鄭州鐵路局和河南藍(lán)信公司研制的應(yīng)答器測試系統(tǒng)，通過了鐵道部科技司的技術(shù)審查文號是科技運〔2007〕176號，已在全路推廣使用。