周栓林 呂豪英

*鄭州鐵路局總工室 高級(jí)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(bào)文直接控制著動(dòng)車組的運(yùn)行，其報(bào)文的正確性與安全性直接決定著動(dòng)車組的運(yùn)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(shí)限速控車信息，通過有源應(yīng)答器傳送給動(dòng)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(shí)限速命令是否正確執(zhí)行得不到及時(shí)的檢查，只有在動(dòng)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(shí)限速命令沒有正確執(zhí)行，將會(huì)嚴(yán)重危及動(dòng)車組運(yùn)行的安全。為此，研制了有源應(yīng)答器監(jiān)測(cè)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(bào)文讀出并反饋給CTC/TDCS和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)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(cè)裝置安裝了GPRS網(wǎng)絡(luò)接口，可以實(shí)現(xiàn)有源應(yīng)答器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息的無線傳輸，在各級(jí)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(shí)限速命令的下達(dá)情況。同時(shí)，該監(jiān)測(cè)裝置還具有記錄功能，應(yīng)答器每次測(cè)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(jì)

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

2.工作原理。天線安裝在被測(cè)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(cè)應(yīng)答器原始報(bào)文數(shù)據(jù)，再經(jīng)過信號(hào)電纜傳送至機(jī)械室組合架托盤上的報(bào)文譯碼單元，完成報(bào)文數(shù)據(jù)接收、譯碼、分析、報(bào)警和記錄等功能。

在非測(cè)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(bào)文時(shí)，報(bào)文譯碼單元下發(fā)檢測(cè)指令，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)讀取模塊將27.095 MHz的激勵(lì)信號(hào)傳送給天線，激活被檢測(cè)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(hào)，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(bào)文譯碼單元。

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

圖1 有源應(yīng)答器監(jiān)測(cè)裝置組成圖

3 具體實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)界面。有源應(yīng)答器監(jiān)測(cè)裝置自帶一個(gè)內(nèi)嵌式監(jiān)視器，以簡(jiǎn)易站場(chǎng)圖的方式實(shí)現(xiàn)各種功能的顯示。在每個(gè)設(shè)置有源應(yīng)答器的進(jìn)站和反方向信號(hào)機(jī)下方，設(shè)一個(gè)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(dòng)到應(yīng)答器圖標(biāo) (△)范圍內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)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(cè)裝置與CTC/TDCS系統(tǒng)進(jìn)行通信后，在CTC/TDCS系統(tǒng)站場(chǎng)圖形顯示界面上，每個(gè)設(shè)置有源應(yīng)答器的進(jìn)站和反方向信號(hào)機(jī)下方，同樣設(shè)一個(gè)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(cè)試結(jié)果顯示“請(qǐng)檢查Tx保險(xiǎn)狀態(tài)”時(shí)，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(cè)系統(tǒng)的通信狀態(tài);③GPRS通信狀態(tài);④應(yīng)答器當(dāng)前測(cè)試狀態(tài)。

隨著原材料價(jià)格上升，人民幣升值，出口退稅下降，勞動(dòng)力成本和運(yùn)輸費(fèi)用提高，促使生產(chǎn)企業(yè)成本急劇上漲，利潤(rùn)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(rùn)空間的必選方案。然而，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來說，要獲得更多的利潤(rùn)，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(rùn)。

3.監(jiān)測(cè)裝置工作狀態(tài)顯示。當(dāng)列車接近車站，監(jiān)測(cè)裝置停止檢測(cè)時(shí)，對(duì)應(yīng)有源應(yīng)答器檢測(cè)的三角(△)顯示白色，同時(shí)在正向 (反向)進(jìn)站信號(hào)機(jī)相鄰2個(gè)軌道電路區(qū)段線條顯示紅色，表示列車接近停止檢測(cè)。

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

5.應(yīng)答器監(jiān)測(cè)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(cè)裝置報(bào)文譯碼單元至數(shù)據(jù)讀取模塊的通道正常時(shí)，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(shí)，連線顯示紅色;監(jiān)測(cè)裝置報(bào)文譯碼單元至數(shù)據(jù)讀取模塊的通道故障時(shí)，連線顯示灰色。

6.應(yīng)答器監(jiān)測(cè)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(cè)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(shí)限速命令校核不一致;灰色三角，表示有源應(yīng)答器監(jiān)測(cè)裝置自身故障。

7.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示。①變量M_MCOUNT的值;②臨時(shí)限速命令數(shù)據(jù)。

8.應(yīng)答器報(bào)文數(shù)據(jù)顯示。

9.記錄日志顯示。

10.有源應(yīng)答器檢測(cè)數(shù)據(jù)分析。當(dāng)TDCS/CTC下達(dá)限速命令后，監(jiān)測(cè)裝置同時(shí)也接收到該限速命令，然后對(duì)有源應(yīng)答器進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)到的臨時(shí)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(shí)將校核結(jié)果發(fā)送到微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

對(duì)有源應(yīng)答器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)報(bào)文的返回結(jié)果，對(duì)有源應(yīng)答器的狀態(tài)進(jìn)行判斷:①M(fèi)_MCOUNT=255:設(shè)備正常;②M_MCOUNT=254:列控中心發(fā)默認(rèn)報(bào)文 (接車信號(hào)沒有開放時(shí)正常);③M_MCOUNT=99:LEU發(fā)默認(rèn)報(bào)文 (列控中心至LEU故障);④M_MCOUNT=0:有源應(yīng)答器發(fā)默認(rèn)報(bào)文 (LEU到應(yīng)答器通道故障)。

根據(jù)檢測(cè)報(bào)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(bào)文檢測(cè)到M_MCOUNT=255、254(進(jìn)站信號(hào)機(jī)關(guān)閉)時(shí)，顯示綠色三角;②報(bào)文檢測(cè)到M_MCOUNT=99、0、254(進(jìn)站信號(hào)機(jī)開放)時(shí)，顯示紅色三角;③當(dāng)有源應(yīng)答器監(jiān)測(cè)裝置自身故障時(shí)，顯示灰色三角。

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

12.系統(tǒng)信息。點(diǎn)擊信息 (M)按鈕打開信息窗體，每一次測(cè)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(jí)和CTCS-3級(jí)應(yīng)答器測(cè)試系統(tǒng)，具有對(duì)國內(nèi)外各種應(yīng)答器進(jìn)行編程和回讀，能檢測(cè)和解析報(bào)文，并能直接檢測(cè)來自LEU(軌旁電子單元)的信號(hào)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(cè)系統(tǒng)，研究適合中國國情和路情的應(yīng)答器測(cè)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(cè)試系統(tǒng)，通過了鐵道部科技司的技術(shù)審查文號(hào)是科技運(yùn)〔2007〕176號(hào)，已在全路推廣使用。