羅云飛 上海鐵路局電務(wù)處

多方向車站分相區(qū)應(yīng)答器報(bào)文的運(yùn)用

羅云飛 上海鐵路局電務(wù)處

客運(yùn)專線大規(guī)模投入運(yùn)營后，樞紐車站會(huì)有多個(gè)發(fā)車口的情況存在，通過修改地面應(yīng)答器報(bào)文，消除在接近區(qū)段和一個(gè)發(fā)車口的離去區(qū)段均有分相區(qū)的情況下，部分型號(hào)動(dòng)車組ATP存在假的過分相問題，這對(duì)降低假分相對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行的干擾具有十分重要的意義。

應(yīng)答器報(bào)文；分相區(qū) ；動(dòng)車組運(yùn)行

1 自動(dòng)過分相概述

1.1 分相區(qū)的概念

分相區(qū)（英文名稱：NeutralZone或 DeadZone）是電氣化鐵路的無電區(qū)間，是將不同變電所供出的不同相位的電，通過兩個(gè)分相開關(guān)進(jìn)行隔離，以防止異相電短路并造成熔斷接觸網(wǎng)。在電氣化鐵道牽引區(qū)段,牽引供電采用單工頻交流供電方式。為使電力系統(tǒng)三相盡可能平衡，接觸網(wǎng)采用分段換相供電。為防止相間短路，必須在各獨(dú)立供電區(qū)之間建立分相區(qū)，各相間用空氣或絕緣子分割，稱為電分相。一般設(shè)置于交流電化線路的變電站附近、兩交流變電站供電區(qū)域的分隔處，或交流與直流供電的交界處。

1.2 動(dòng)車組如何自動(dòng)過分相

自動(dòng)過分相描述了列控車載設(shè)備根據(jù)地面設(shè)備提供的分相區(qū)信息，在適當(dāng)位置給動(dòng)車組過分相裝置發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過分相。對(duì)于CTCS-2級(jí)系統(tǒng)，牽引供電分相區(qū)信息由地面應(yīng)答器提供給列車，分相區(qū)信息包括：至分相點(diǎn)距離、分相區(qū)長度等（見圖1）。

圖1 自動(dòng)過分相示意圖

車載設(shè)備接收到地面應(yīng)答器傳送的前方被激活的分相點(diǎn)信息后，實(shí)時(shí)監(jiān)督列車運(yùn)行速度及位置，并進(jìn)行如下操作：

當(dāng)列車前端距分相區(qū)還有10s走行距離時(shí)，車載設(shè)備向司機(jī)發(fā)出提示；當(dāng)列車前端距分相區(qū)還有3s走行距離時(shí)，車載設(shè)備向動(dòng)車組發(fā)送過分相指令；當(dāng)列車前端越過分相區(qū)后，車載設(shè)備取消原觸發(fā)動(dòng)車組相關(guān)過分相的操作。

車載設(shè)備觸發(fā)動(dòng)車組的過分相操作時(shí)機(jī)是基于使用前端受電弓，對(duì)于其它情況動(dòng)作時(shí)機(jī)由動(dòng)車組負(fù)責(zé)在此時(shí)間基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整。

2 問題的提出

隨著我國客運(yùn)專線大規(guī)模建成及投入使用，在較大的樞紐車站可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上發(fā)車口的情況。如在車站的接近區(qū)段及兩個(gè)發(fā)車方向的離去區(qū)段均存在分相區(qū)的情況下，按照目前部分型號(hào)（300T、300H、300S）ATP軟件的邏輯處理方式，就會(huì)造成動(dòng)車組存在假的過分相情況出現(xiàn)。

以滬漢蓉通道南京南樞紐為例，如圖2所示。動(dòng)車組在運(yùn)行到孫家洼變電所分相區(qū)前最后一組071-5-03-002號(hào)區(qū)間應(yīng)答器組時(shí)，ATP會(huì)最后一次接受到應(yīng)答器中孫家洼、南京南兩個(gè)分相區(qū)的信息預(yù)告。在該組應(yīng)答器中同時(shí)描述兩個(gè)分相區(qū)內(nèi)容有以下兩個(gè)理由：一是多方向無源應(yīng)答器的報(bào)文覆蓋按正線方向?qū)?，故需要描述南京南方向?shù)據(jù)；二是由于孫家洼、南京南兩個(gè)分相區(qū)間間距太短，中間布局的無源應(yīng)答器無法滿足南京南分相區(qū)預(yù)告的需求。因此列車在進(jìn)入寧杭場側(cè)線后，南京南變電所分相區(qū)信息被保留，從而造成開往寧杭客專方向的動(dòng)車組可以進(jìn)行正常的自動(dòng)過分相，而開往滬寧客專的動(dòng)車組會(huì)按照南京南變電所分相區(qū)預(yù)告信息在寧安場SCF信號(hào)機(jī)外方進(jìn)行一個(gè)假的過分相。

圖2 兩方向發(fā)車口車站應(yīng)答器及分相區(qū)布置圖

3 原因分析

3.1C2 區(qū)段自動(dòng)過分相規(guī)范

按照《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，對(duì)自動(dòng)過分相應(yīng)答器組設(shè)置如下：

列控系統(tǒng)發(fā)送的分相區(qū)信息應(yīng)為分相區(qū)斷電標(biāo)志牌起點(diǎn)位置及長度信息，如圖3所示。

圖3 分相區(qū)示意圖

正向運(yùn)行時(shí)，宜有三組區(qū)間無源應(yīng)答器組發(fā)送分相區(qū)信息，第一組宜為分相區(qū)外方第7個(gè)閉塞分區(qū)入口處的區(qū)間應(yīng)答器組，第二組宜為第三組外方最近的區(qū)間應(yīng)答器組，第三組宜為距分相區(qū)線路最高允許速度運(yùn)行10s外方最近的應(yīng)答器組，如圖4所示。

圖4 發(fā)送分相區(qū)應(yīng)答器位置示意圖

3.2 滬蓉線分相區(qū)預(yù)告應(yīng)答器報(bào)文

滬蓉線上、下行線分相區(qū)數(shù)據(jù)見表1和表2。

表1 滬蓉線上行線分相區(qū)數(shù)據(jù)表（部分）

表2 寧杭客專下行線分相區(qū)數(shù)據(jù)表（部分）

因此，按照C2應(yīng)答器應(yīng)用原則中的相關(guān)規(guī)范，如圖2所示，滬蓉線上行071-1-10-028、071-1-10-032、071-5-03-002三組應(yīng)答器分別對(duì)上述兩處分相區(qū)進(jìn)行預(yù)告，如其中最后一組071-5-03-002應(yīng)答器報(bào)文關(guān)于分相區(qū)內(nèi)容如表3所示：

表3 解析后的2號(hào)應(yīng)答器報(bào)文

3.3 假過分相產(chǎn)生原因分析

如圖2所示，目前經(jīng)由合肥開往南京南站方向的動(dòng)車組，按照《CTCS-2級(jí)應(yīng)答器2.0規(guī)范》關(guān)于自動(dòng)過分相的相關(guān)規(guī)定，在滬蓉線浦口站至南京南寧杭場區(qū)間經(jīng)過上述三組應(yīng)答器時(shí)，會(huì)接收到前方兩個(gè)分相區(qū)的預(yù)告，其中第一個(gè)A分相區(qū)位于滬蓉線上行K309+855-K310+379處，長度為524 m，第二個(gè)B分相區(qū)位于寧杭客專南京南線路所NHK1+586-NHK1+979處，長度為393m。

因當(dāng)前通號(hào)300T型ATP設(shè)備和和利時(shí)300H、300S型ATP設(shè)備C2部分控制邏輯中，ATP接收到地面的UU/UUS碼后（即進(jìn)入側(cè)線），不刪除之前應(yīng)答器報(bào)文預(yù)告的分相信息。故開往寧杭高鐵杭州方向的動(dòng)車組，在南京南站出站后，能夠在實(shí)際分相區(qū)位置正確執(zhí)行前收的長度為393m的分相指令。而開往仙寧線的動(dòng)車組，也會(huì)按前收?qǐng)?bào)文內(nèi)容執(zhí)行該分相指令（實(shí)際該處無分相區(qū)）。因此，在仙寧線K308+500附近（即圖2所示D點(diǎn)）會(huì)有一個(gè)假的過分相情況發(fā)生。

4 解決方案

4.1 方案一

修改車載軟件邏輯處理方式，此方案是最終方案，但工作量和影響范圍大，在目前來說不具備可操作性；因此該方案不列入考慮范圍。

4.2 方案二

地面處理，刪除071-1-10-028、071-1-10-032、071-5-03-002應(yīng)答器報(bào)文中對(duì)南京南變電所的分相區(qū)預(yù)告，降低地面的冗余度；該方案雖然具備可操作性，實(shí)施起來也較為簡單，但降低了系統(tǒng)冗余度，不符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范，因此也不予考慮。

4.3 方案三

在寧安場BSCF應(yīng)答器組中增加分相區(qū)信息（見圖5）。

圖5 BSCF應(yīng)答器增加分相區(qū)信息示意圖

如圖5所示，在寧安場上行進(jìn)站口SCF信號(hào)機(jī)處無源應(yīng)答器中提前增加描述紫金山東站分區(qū)所的分相區(qū)信息，使滬蓉線開往仙寧線方向的動(dòng)車組在寧安場上行進(jìn)站口經(jīng)過BSCF應(yīng)答器組后，以新分相區(qū)信息覆蓋ATP前存假分相區(qū)信息，使ATP設(shè)備能夠按新分相區(qū)信息進(jìn)行提前預(yù)告，從而消除動(dòng)車組在仙寧線K308+500附近假的過分相問題。BSCF無源應(yīng)答器報(bào)文增加分相區(qū)內(nèi)容如下表4所示：

表4 BSCF無源應(yīng)答器解析報(bào)文（部分）

5 結(jié)論

通過上述方案三，300T、300S、300H型列控車載設(shè)備在CTCS2等級(jí)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)?shù)孛孓k理側(cè)線進(jìn)路時(shí)，ATP不刪除原分相信息。經(jīng)反向進(jìn)站應(yīng)答器組更新分相區(qū)預(yù)告信息后，車載設(shè)備采用新分相區(qū)信息進(jìn)行顯示并根據(jù)新分相區(qū)描述進(jìn)行過分相控制。在接收到新的分相區(qū)信息前，DMI仍會(huì)顯示假分相圖標(biāo)信息。該方案經(jīng)試驗(yàn)室進(jìn)行仿真試驗(yàn)后，完全可以消除300T、300S、300H型ATP假的過分相問題，可以實(shí)際應(yīng)用于現(xiàn)場。

責(zé)任編輯：宋飛 竇國棟

來稿時(shí)間：2014-8-12