徐效寧，肖 興，趙東旭

（1.中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司通信信號研究所，北京 100081；2.中國鐵路北京局集團有限公司電務(wù)部，北京 100860）

默認(rèn)報文是指列控中心、軌旁電子單元或有源應(yīng)答器設(shè)備故障時應(yīng)答器發(fā)送的報文，它以特定的報文計數(shù)器（M_MCOUNT）標(biāo)識不同的故障。根據(jù)應(yīng)答器組的不同類型，默認(rèn)報文除[ETCS-254]包外，也可能包含停車報文。

本文通過一例中繼站應(yīng)答器故障的案例，分析車載設(shè)備的反應(yīng)，探討車載設(shè)備收到默認(rèn)報文的處理邏輯，同時結(jié)合相關(guān)規(guī)范，對車載設(shè)備的處理邏輯提出了修改建議。

1 現(xiàn)場故障案例

中繼站應(yīng)答器組的設(shè)置如圖1 所示，在上下行線路靠近中繼站的位置，分別設(shè)置兩組有源應(yīng)答器組，每組包含兩個無源應(yīng)答器和一個有源應(yīng)答器。

圖1 中繼站應(yīng)答器設(shè)置示意Fig.1 Balise layout of a relay station

現(xiàn)場某中繼站ZJ2 的有源應(yīng)答器因故障，發(fā)送默認(rèn)報文。當(dāng)CTCS-2(簡稱C2)車載設(shè)備以FS 模式經(jīng)過時，車載設(shè)備轉(zhuǎn)為部分監(jiān)控（PS）模式并輸出常用制動，直到下一站有源應(yīng)答器組時，才重新恢復(fù)FS 模式。CTCS-3(簡稱C3)車載設(shè)備以CTCS-2等級FS 模式經(jīng)過時，限速也降為45 km/h 并輸出常用制動?，F(xiàn)場拆除該有源應(yīng)答器后，C2 車載設(shè)備或以CTCS-2 等級運行的C3 車載設(shè)備經(jīng)過ZJ2 時，允許速度不再下降，也不再輸出制動。

分析故障現(xiàn)象，有兩個問題值得商榷。

1）中繼站兩個有源應(yīng)答器里均描述了前方的臨時限速信息，當(dāng)?shù)诙M有源應(yīng)答器故障時，即使第一組正常接收，車載設(shè)備也將降級運行，降低了系統(tǒng)的可用性。

2）當(dāng)現(xiàn)場拆除第二組的有源應(yīng)答器后，車載設(shè)備反而能夠正常運行。假設(shè)ZJ2 正在發(fā)送默認(rèn)報文，但由于干擾導(dǎo)致BTM 譯碼失敗，車載設(shè)備沒有收到默認(rèn)報文，應(yīng)答器組作丟失處理，將不會降級運行。如果ZJ2 丟失對于控車沒有不安全因素，那么車載設(shè)備就沒有必要對默認(rèn)報文進行特殊處理。

2 相關(guān)規(guī)范描述

2.1 地面規(guī)范描述

《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB/T 3484-2017）在5.3.7 節(jié)規(guī)定[1]，“有源應(yīng)答器根據(jù)區(qū)間方向發(fā)送臨時限速信息，第一組中繼站應(yīng)答器組中無源應(yīng)答器發(fā)送鏈接信息、軌道區(qū)段、線路坡度、線路速度、特殊區(qū)段等反向線路數(shù)據(jù)，第二組中繼站應(yīng)答組中無源應(yīng)答器發(fā)送鏈接信息、軌道區(qū)段、線路坡度、線路速度、里程信息、特殊區(qū)段等正向線路數(shù)據(jù)”。同時，規(guī)范在附錄B.16 和B.17 條中繼站應(yīng)答器組臨時限速[CTCS-2]包數(shù)據(jù)范圍中指出，“正線TSR 管轄范圍應(yīng)從中繼站有源應(yīng)答器組開始至前方車站出站口應(yīng)答器（或中繼站第二個有源應(yīng)答器組）再加一個防護距離，防護距離應(yīng)涵蓋從防護始端應(yīng)答器所在區(qū)段的線路最高允許碼降至HU碼的所有閉塞分區(qū)并延伸200 m。”

分析上述規(guī)范， ZJ1 和ZJ2 有源應(yīng)答器發(fā)送的臨時限速數(shù)據(jù)終點是一致的，ZJ1 可以覆蓋ZJ2 的臨時限速信息。只有一種情況例外，即在列車越過ZJ1 未越過ZJ2 時，地面在前方設(shè)置了新的臨時限速。但這種情況可不予考慮，它和CTCS-2 級運行的列車越過出站口應(yīng)答器后區(qū)間設(shè)置新臨時限速的場景一樣，應(yīng)當(dāng)通過規(guī)章制度保證。所以，中間站ZJ1 和ZJ2 的有源應(yīng)答器可認(rèn)為是互為備份的關(guān)系，能夠提高CTCS-2 級列控系統(tǒng)的可用性。

2.2 車載規(guī)范描述

C2 車載設(shè)備相關(guān)規(guī)范（鐵總運[2014]29 號、TB/T 3529-2018）要求主機對應(yīng)答器信息執(zhí)行一致性檢查, 當(dāng)收到默認(rèn)報文時應(yīng)根據(jù)報文計數(shù)器給出相應(yīng)報警提示。同時，規(guī)范還要求“在FS 模式下，當(dāng)車載設(shè)備接收到與運行方向一致的[ETCS-254]包，或接收到M_MOUNT 值為0/252/253 的應(yīng)答器默認(rèn)報文時，應(yīng)丟棄之前接收的線路數(shù)據(jù)和臨時限速信息，轉(zhuǎn)入PS 模式并輸出最大常用制動，同時提示應(yīng)答器信息接收異?！盵2-3]。

《CTCS-3 級列控車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范（暫行）》（鐵運[2012]211 號）只要求主機對應(yīng)答器信息執(zhí)行一致性檢查，沒有規(guī)定在CTCS-2 等級FS 模式收到默認(rèn)報文的特殊處理邏輯，《CTCS-3 級列控車載設(shè)備技術(shù)條件》（TB/T 3483-2017）8.4.8 節(jié)對此作了補充[4]，“車載設(shè)備收到默認(rèn)報文后，應(yīng)廢棄臨時限速信息，即由臨時限速引起的限速曲線SBI 突降為50 km/h，EBI 緩降為55 km/h。”

從規(guī)范分析，收到默認(rèn)報文時，C2 車載設(shè)備刪除線路數(shù)據(jù)和臨時限速，C3 車載設(shè)備則只刪除臨時限速，兩者存在一定的差異。但總的來說，在中繼站應(yīng)答器故障案例中，兩種車載設(shè)備的處理方式都會降低系統(tǒng)的可用性，沒有達到地面的預(yù)期目標(biāo)。

圖2 列車實際進路和車載設(shè)備認(rèn)為的進路Fig.2 The actual route of the train and the route known by the on-board equipment

3 相關(guān)規(guī)范分析

3.1 ETCS規(guī)范分析

因為ETCS-1 系統(tǒng)也是通過點式應(yīng)答器傳輸線路數(shù)據(jù)，所以本文首先介紹ETCS 對于默認(rèn)報文的處理邏輯。ETCS 系統(tǒng)需求規(guī)范要求車載設(shè)備對應(yīng)答器信息進行一致性和有效性檢查，但沒有對默認(rèn)報文的特殊處理[5]。系統(tǒng)的安全性由兩方面保證[6]。

第一，ETCS 地面設(shè)備按列車的實際進路向車載設(shè)備發(fā)送線路數(shù)據(jù)。如圖2 所示，不管列車所經(jīng)過的進路多么復(fù)雜，線路數(shù)據(jù)總是按進路縱向延伸。在一些既有信號系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備不能區(qū)分側(cè)線股道編號時，ETCS-1 系統(tǒng)通過應(yīng)答器的重定位信息給出所有進路線路數(shù)據(jù)的最限制值以保證安全[7]。

第二，當(dāng)應(yīng)答器丟失造成ATP 控車可能存在不安全因素時，ETCS 將這類關(guān)鍵應(yīng)答器的鏈接反應(yīng)設(shè)為常用或緊急制動。這樣，當(dāng)車載設(shè)備檢查到該應(yīng)答器組存在一致性錯誤時（包括應(yīng)答器組丟失、信息接收不完整、信息錯誤、默認(rèn)報文等情況），將按照鏈接反應(yīng)輸出制動，導(dǎo)向安全側(cè)。

3.2 CTCS規(guī)范分析

1）正線收到默認(rèn)報文

CTCS-2 級列控系統(tǒng)中，當(dāng)前方車站排列側(cè)向進路時，出站口、區(qū)間以及中繼站的應(yīng)答器組均發(fā)送直向的線路數(shù)據(jù)，進站應(yīng)答器組才開始描述實際的側(cè)線數(shù)據(jù)。與ETCS-1 相比，CTCS-2 級列控系統(tǒng)的這種設(shè)計可以節(jié)省大量的有源應(yīng)答器等設(shè)備，降低成本。

針對中繼站有源應(yīng)答器故障的案例，因為ZJ1應(yīng)答器組已經(jīng)提供了臨時限速信息，并且列車直向運行，之前的區(qū)間應(yīng)答器也是按直向描述。這種情況下，當(dāng)?shù)诙M應(yīng)答器丟失或發(fā)送默認(rèn)報文，車載設(shè)備沿用既有數(shù)據(jù)控車沒有不安全因素。所以，建議當(dāng)車載設(shè)備正線收到默認(rèn)報文時，若在同一軌道區(qū)段已收到過臨時限速信息，則不再刪除數(shù)據(jù)降級運行。

2）側(cè)線收到默認(rèn)報文

當(dāng)車站辦理側(cè)向進路時，對應(yīng)的軌道區(qū)段分別發(fā)送U2/U2S、UU/UUS 碼。當(dāng)車載設(shè)備收到這些碼時，在UU/UUS 閉塞分區(qū)的末端設(shè)置45 km/h或80 km/h 的限速以保證安全（大號碼道岔信息有效時，限速按[CTCS-4]包取值）。

同時，車載設(shè)備在UU/UUS 區(qū)段還需要執(zhí)行側(cè)線防護邏輯。C2 車載設(shè)備技術(shù)條件（TB/T 3529-2018）7.4.8 節(jié)規(guī)定，“在列車側(cè)線進站經(jīng)過進站信號機外方軌道電路區(qū)段的過程中，如果發(fā)生應(yīng)答器丟失、接收異常等情況，應(yīng)丟棄所保存的線路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入PS 模式，并觸發(fā)最大常用制動”。C3 車載設(shè)備技術(shù)條件（TB/T 3483-2017）8.4.9 節(jié)規(guī)定，“收到地面UU 或UUS 信號后，車載設(shè)備可保留當(dāng)前閉塞分區(qū)內(nèi)的線路數(shù)據(jù)（軌道區(qū)段、線路速度、坡度信息、臨時限速、鏈接信息、過分相信息）及大號碼道岔信息、公里標(biāo)、站名信息”，“若車載設(shè)備在越過當(dāng)前閉塞分區(qū)終點時仍未收到更新的線路數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)為部分監(jiān)控模式并輸出最大常用制動命令停車”。

可以看到，上述規(guī)范條文在描述上存在一定的差異，各車載設(shè)備實現(xiàn)時也有不同。側(cè)線防護邏輯和FS 模式對默認(rèn)報文的特殊處理邏輯，共同保證了C2 車載設(shè)備或以CTCS-2 等級運行的C3 車載設(shè)備使用正確的線路數(shù)據(jù)控車[8]。所以，建議車載設(shè)備側(cè)線收到默認(rèn)報文時，維持既有邏輯。

應(yīng)當(dāng)注意，UU/UUS 不是側(cè)線的唯一標(biāo)識。當(dāng)車載設(shè)備收到引導(dǎo)信號（HB 碼）時，地面也可能開通了側(cè)向進路。這種不能明確列車在正線的情況，車載設(shè)備在FS 模式時也應(yīng)對默認(rèn)報文進行處理。在進入引導(dǎo)模式時，有的車載設(shè)備還會再次刪除數(shù)據(jù)進行防護，在此不再展開。

另外，如果地面存在僅依賴車載設(shè)備對默認(rèn)報文的反應(yīng)進行防護的情況，地面設(shè)計應(yīng)修改應(yīng)答器的鏈接反應(yīng)，使車載設(shè)備的觸發(fā)條件改為應(yīng)答器信息的一致性檢查，以應(yīng)對丟失的應(yīng)答器可能發(fā)送默認(rèn)報文的場景。

4 結(jié)論

車載設(shè)備對應(yīng)答器默認(rèn)報文的處理邏輯是一項安全措施，如果放寬條件應(yīng)慎之又慎。通過對相關(guān)規(guī)范條文的分析，本文建議：當(dāng)車載設(shè)備在正線收到默認(rèn)報文時，若在同一軌道區(qū)段已收到過臨時限速信息，則不再刪除數(shù)據(jù)降級運行；其他情況則維持既有邏輯。這個方案盡可能的縮小了影響范圍，并提高CTCS-2 級列控系統(tǒng)的可用性，供大家探討。