袁煥靖

在客運(yùn)專線建設(shè)過程中，曾發(fā)生由長(zhǎng)大坡道引起CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)限速的問題，在項(xiàng)目建設(shè)初期一般較難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過后期列控車載仿真才能確定限速地點(diǎn)和原因。同時(shí)，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)利用應(yīng)答器傳輸自動(dòng)過分相信息，并保留磁感應(yīng)器自動(dòng)過分相方式，有時(shí)由于分相區(qū)設(shè)置與列控車載設(shè)備過分相功能不匹配，造成列控車載設(shè)備通過分相區(qū)后二次切斷主斷路器。

1 長(zhǎng)大坡道對(duì)列控設(shè)計(jì)影響分析

按照高鐵設(shè)計(jì)規(guī)范，區(qū)間正線的最大坡度不宜大于20‰，困難條件下，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，不應(yīng)大于30‰。一般大坡道用于部分困難區(qū)段的過渡，很少有大范圍使用長(zhǎng)大坡道的情況。如果小范圍使用大坡道，對(duì)CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備計(jì)算制動(dòng)距離影響不大，而大范圍的長(zhǎng)大坡道將對(duì)制動(dòng)距離的計(jì)算產(chǎn)生較大影響。

1.1 列控車載設(shè)備計(jì)算控車曲線原理分析

CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備根據(jù)行車許可、最限制速度曲線 (MRSP)及列車制動(dòng)性能 (含坡度因素、車體制動(dòng)延遲時(shí)間)計(jì)算列車的動(dòng)態(tài)監(jiān)控曲線。其中行車許可主要由追蹤碼序和碼序?qū)?yīng)的閉塞分區(qū)長(zhǎng)度決定;CTCS-2級(jí)區(qū)間正線追蹤碼序一般為HU-U-LU-L-L2-L3-L4-L5，由于L5為最高碼，無(wú)法識(shí)別列車運(yùn)行前方是否降速，因此，用于表示閉塞分區(qū)空閑的信息從HU至L4最多為7個(gè)，即連續(xù)7個(gè)閉塞分區(qū)對(duì)應(yīng)的距離之和應(yīng)滿足列車最高運(yùn)行速度要求。MRSP計(jì)算需要考慮線路固定限速、線路臨時(shí)限速、列車構(gòu)造限速及模式限速，并取所有速度限制中最嚴(yán)格的部分;當(dāng)進(jìn)入降速區(qū)段時(shí)，MRSP計(jì)算應(yīng)考慮安全距離，進(jìn)入升速區(qū)段時(shí)MRSP計(jì)算應(yīng)進(jìn)行車尾保持。列車的制動(dòng)性能因車型和列控車載設(shè)備處理而異，車型不同制動(dòng)性能有較大差異，延遲制動(dòng)時(shí)間也不同;而列控車載對(duì)坡度信息的處理也有較大差異，如某型車載設(shè)備將大于20‰的下坡道均處理為-35‰，對(duì)制動(dòng)距離計(jì)算即產(chǎn)生較大影響。

1.2 長(zhǎng)大坡道對(duì)車載設(shè)備制動(dòng)距離計(jì)算的影響

在《技規(guī)》第203條 (鐵總科技【2014】172號(hào)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》(高速鐵路部分)第169條)中，對(duì)不同類型列車在200 km/h及以上速度條件下的緊急制動(dòng)距離做出了相應(yīng)規(guī)定。在普速鐵路的牽引計(jì)算中，緊急制動(dòng)距離和常用制動(dòng)距離應(yīng)同時(shí)考慮，以滿足列車安全制動(dòng)的要求。在客運(yùn)專線和高速鐵路項(xiàng)目中均配置了列控系統(tǒng)，列車正常運(yùn)行過程中提供的行車許可足夠長(zhǎng)，不易觸發(fā)緊急制動(dòng)。因此，牽引計(jì)算主要考慮常用制動(dòng)距離，而緊急制動(dòng)距離作為衡量動(dòng)車組性能的指標(biāo)，是基于平道、直線及良好的軌面狀態(tài)下計(jì)算或試驗(yàn)得出的。

在動(dòng)車組廠家提供的制動(dòng)性能基礎(chǔ)上，列控車載設(shè)備廠家考慮不同的安全制動(dòng)模型、測(cè)速測(cè)距誤差、輪徑修正、濕軌滑行、設(shè)備反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)空走時(shí)間等因素，其計(jì)算的常用制動(dòng)距離較動(dòng)車組提供的制動(dòng)距離更長(zhǎng)。在接近30‰的連續(xù)長(zhǎng)大下坡道上，某型列控車載設(shè)備仿真制動(dòng)距離達(dá)25 km，按照一般7個(gè)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)滿足制動(dòng)距離要求，則每個(gè)閉塞分區(qū)平均長(zhǎng)度達(dá)3.5 km以上。如沒有特殊參數(shù)取值，牽引計(jì)算無(wú)法得出類似結(jié)果。

1.3 解決建議

從長(zhǎng)大坡道地段不同列控車載設(shè)備計(jì)算制動(dòng)距離有較大差異可以看出，目前對(duì)動(dòng)車組的制動(dòng)性能和列控車載設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)控曲線的計(jì)算，缺少統(tǒng)一的技術(shù)條件和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，基本以廠家標(biāo)準(zhǔn)作為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。隨著動(dòng)車組型號(hào)以及列控車載設(shè)備型號(hào)越來(lái)越多，如不及時(shí)制定統(tǒng)一的技術(shù)條件和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，在其他項(xiàng)目中類似問題可能繼續(xù)發(fā)生。為了過渡性解決該問題，建議對(duì)現(xiàn)有動(dòng)車組制動(dòng)性能和列控車載設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)控曲線的計(jì)算方法，以適當(dāng)形式予以公開，在設(shè)計(jì)階段可以通過牽引計(jì)算解決閉塞分區(qū)布置問題，而不是到聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段才能發(fā)現(xiàn)和解決問題。

2 分相區(qū)布置對(duì)列控設(shè)計(jì)影響分析

經(jīng)過聯(lián)調(diào)聯(lián)試發(fā)現(xiàn)，部分長(zhǎng)編動(dòng)車組的CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備以后備模式CTCS-2控車時(shí)，自動(dòng)過分相存在兩次斷主斷路器 (簡(jiǎn)稱主斷)問題。

2.1 問題分析

分相區(qū)按照《關(guān)于設(shè)置高速鐵路電分相標(biāo)識(shí)暫行規(guī)定的通知》 (鐵運(yùn)〔2011〕49號(hào))規(guī)定設(shè)置標(biāo)志牌，以及《關(guān)于高速鐵路車載自動(dòng)過分相地面磁感應(yīng)器位置調(diào)整的通知》(鐵運(yùn)電〔2012〕60號(hào))規(guī)定設(shè)置磁感應(yīng)器，存在兩次斷主斷問題;如按照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》(鐵道部令第29號(hào))標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置時(shí)，不存在兩次斷主斷問題。

列控?cái)?shù)據(jù)按照正反向斷電標(biāo)圍成的范圍作為分相區(qū)描述。CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備在車頭越過分相區(qū)終點(diǎn)600 m后，應(yīng)停止輸出過分相選擇信號(hào)(即取消對(duì)磁感應(yīng)器過分相信號(hào)的屏蔽)(鐵總運(yùn)〔2014〕29號(hào)第5.10.1.3條)。磁感應(yīng)器布置及取消屏蔽磁感應(yīng)器信號(hào)的相對(duì)位置如圖1所示。

圖1 磁感應(yīng)器布置及取消車載屏蔽磁感應(yīng)器信號(hào)相對(duì)關(guān)系示意圖

從圖1可以看出，在車頭越過分相區(qū)600 m后，取消了對(duì)磁感應(yīng)器信號(hào)的屏蔽，而此時(shí)車尾的磁感應(yīng)接收裝置，仍能接收到磁感應(yīng)器的信號(hào)，導(dǎo)致再次斷主斷。為何只有CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備工作在CTCS-2級(jí)模式時(shí)才會(huì)發(fā)生上述問題，簡(jiǎn)要分析如下:

1.CTCS-3級(jí)等級(jí)下，列控車載設(shè)備一直輸出GFX禁止信號(hào) (即選擇 ATP過分相) (鐵運(yùn)〔2012〕211號(hào)第5.13.1.3條)，列車會(huì)全程屏蔽磁感應(yīng)器過分相信號(hào)，因此不會(huì)出現(xiàn)該問題。

2.僅安裝CTCS-2級(jí)車載設(shè)備的列車，一般不具備應(yīng)答器自動(dòng)過分相功能，而是利用磁感應(yīng)器自動(dòng)過分相，因此，不會(huì)出現(xiàn)該問題。但CTCS-2級(jí)車載設(shè)備正在研究應(yīng)答器過分相功能，后續(xù)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)該問題。

3.鐵運(yùn)電〔2012〕60號(hào)文發(fā)布后，按照該文規(guī)定設(shè)置磁感應(yīng)器且開通的CTCS-2級(jí)線路較少，該問題未引起關(guān)注。

2.2 解決建議

1.將磁感應(yīng)器和斷合標(biāo)改按技規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，列控?cái)?shù)據(jù)暫不修改。

2.列控車載設(shè)備作軟件修改，將過分相后的對(duì)磁感應(yīng)器的屏蔽距離由600 m調(diào)整為1000 m左右。該方案目前已頒布實(shí)施，詳見《CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范 (暫行)補(bǔ)充規(guī)定》(鐵總運(yùn)〔2014〕198號(hào))和《CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備暫行技術(shù)規(guī)范補(bǔ)充規(guī)定》(鐵總運(yùn)〔2014〕199號(hào))的相應(yīng)內(nèi)容。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)客專建設(shè)中新發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)大坡道引起列控車載設(shè)備提前生成制動(dòng)模式曲線，和特定條件下車載自動(dòng)過分相裝置兩次輸出斷主斷命令問題，進(jìn)行了分析研究，提出了解決建議，可供類似項(xiàng)目參考。

［1］ 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵道部令第29號(hào).鐵路技術(shù)管理規(guī)程［M］.2007

［2］ 中國(guó)鐵路總公司.鐵總科技【2014】172號(hào).鐵路技術(shù)管理規(guī)程(高速鐵路部分)［R］.2014.

［3］ 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)〔2011〕211號(hào).鐵道部關(guān)于印發(fā)《CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范(暫行)》的通知.2011.

［4］ 中國(guó)鐵路總公司.鐵總運(yùn)〔2014〕29號(hào).中國(guó)鐵路總公司關(guān)于印發(fā)《CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備暫行技術(shù)規(guī)范》的通知.2014.

［5］ 中國(guó)鐵路總公司.鐵總運(yùn)〔2014〕198號(hào).中國(guó)鐵路總公司關(guān)于印發(fā)《CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范(暫行)補(bǔ)充規(guī)定》的通知.2014.

［6］ 中國(guó)鐵路總公司.鐵總運(yùn)〔2014〕199號(hào).中國(guó)鐵路總公司關(guān)于印發(fā)《CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備暫行技術(shù)規(guī)范補(bǔ)充規(guī)定》的通知.2014.

［7］ 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)〔2011〕49號(hào).關(guān)于設(shè)置高速鐵路電分相標(biāo)識(shí)暫行規(guī)定的通知.2011.

［8］ 中華人民共和國(guó)鐵道部.TB/T3197-2008.車載控制自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)條件.2008.

［9］ 中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)電〔2012〕60號(hào).關(guān)于高速鐵路車載自動(dòng)過分相地面磁感應(yīng)器位置調(diào)整的通知.2012.