200C型车载设备常见掉码故障分析.pdf
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1、6T技术创新ECHNOLOGICAL INNOVATION200C型车载设备常见掉码故障分析马云鹏1,贺广宇1,罗飞豹2,牛 勤2,吉志军2(1.中国铁道科学研究院集团有限公司,北京 100081;2.北京华铁信息技术有限公司,北京 100081)摘要:机车信号作为行车的安全凭证,在采用 CTCS-2 级列控系统的高速铁路中影响着列车制动曲线生成和超速防护,是列车高速运行的重要保障。就机车信号掉码故障中常见的掉码现象进行分析,结合车载设备软件逻辑处理过程,对其进行研究总结,归纳典型故障的现场运用情况,并提出相应解决方法。关键词:CTCS-2 级系统;列控车载设备;车载逻辑;掉码制动中图分类号:
2、U284.48 文献标志码:A 文章编号:1673-4440(2023)10-0006-07Analysis of Typical Code Missing Cases of 200C Onboard Train Control EquipmentMa Yunpeng1,He Guangyu1,Luo Feibao2,Niu Qin2,Ji Zhijun2(1.China Academy of Railway Sciences Co.,Ltd.,Beijing 100081,China)(2.Beijing Huatie Information Technology Co.,Ltd.,Beij
3、ing 100081,China)Abstract:In the high-speed railways equipped with CTCS-2 train control system,the cab signals serve as the running token,and aff ect train braking curve generation and over-speed protection,thus providing important guarantee for high-speed train operation.This paper analyzes several
4、 typical code missing cases of the cab signal system,and studies the software logic processing process of the onboard equipment.On this basis,it summarizes the on-site operation situation of typical fault cases and proposes the corresponding treatment measures.Keywords:CTCS-2 system;onboard train co
5、ntrol equipment;onboard equipment logic;braking application after code missingDOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2023.10.002收稿日期:2022-08-09;修回日期:2023-08-10第一作者:马云鹏(1994),男,助理研究员,硕士,主要研究方向:列控系统车载设备实现及优化,邮箱:。在现场的实际运用过程中,C 型车载设备掉码的情况可由多种原因导致,本文从 ATP 软件处理逻辑层面,对运用过程中出现的掉码故障进行分析总结,研究不同场景下的故障分析方法和解决思路,为列控车载设备故障分
6、析和电务人员维护管理提供优化方案,提高设备运用维护质量。本文研究列控车载设备处理逻辑层面上的掉码故障案例,不包括因轨道电路读取单元(TCR)译码失败等外部因素铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年10月,第20卷第10期7技术创新TECHNOLOGICAL INNOVATION影响的掉码情况。1机车信号掉码分析随着车载机车信号成为主体信号,高速动车组列车通过 ATP 车载设备生成的动态速度曲线来实现安全控车。机车信号对于监控曲线的生成具有很大影响,根据机车信号信息定义及分配(TB/T-)文中的规定,在 CTCS-/CTCS-级(简称 C2/C3)区段下,机车信号与列车前方空闲闭塞分区数量有
7、着一一对应的关系。落实到车载设备的软件具体实现中,在不同控车模式下对机车信号的处理也给予了更加细致的设计。车载设备收到非预期信号掉码的原因分为两种:一类是地面设备本身原因导致,随着电码化技术的广泛推进,因轨道电路本身发码导致的掉码已不常见;另一类是地面特殊设计与车载处理逻辑不适应导致的,由于车载设备处理异常导致的掉码故障。掉码情况通常是在本应正常解码的区段,车载DMI 界面显示白灯。ATP 可根据运行模式和运行场景控制轨道电路信息接收单元进行锁频及载频切换。上电启动后,司机通过 DMI 手动选择和切换上/下行载频,此时主控单元根据司机的选择控制轨道电路信息接收单元进行上/下行载频锁定。主控单元
8、工作在 FS 模式下,根据应答器描述的地面轨道电路载频信息控制轨道电路信息接收单元根据应答器信息锁定上/下行载频。同时对轨道电路信息接收单元接收到的轨道电路信息进行载频核对,若轨道电路信息接收单元接收到的轨道电路载频与应答器描述的载频不一致,系统将采取安全措施。列控车载设备处理机车信号的数据流程如图 所示。图列控车载设备处理机车信号的数据流程Fig.1 Data flow of cab signal processing of onboard train control equipment机车信号输出显示安全计算机机车信号天线轨道电路信息接收单元轨道电路信息译码单元轨道电路DMI手动选择锁定载
9、频2车载设备的异常处理2.1在较短的轨道区段内连续处理两次载频切换吴忠站既与银中高铁接轨,又与西银客专正线接轨。由银川经吴忠至中卫南方向为下行方向,由银川经吴忠至西安方向为上行方向,因此西银客专接/发列车需在吴忠站进行上/下行行别转换。正常接/发列车进路存在一次上/下行载频切换,但G VIG 向 SF 口西安北方面接/发列车进路中,存在短时间内两次上/下行载频切换的特殊场景。车站开放的进路如图 所示。年 月 日,兰州局配属装备 CTCS-C 车载设备的 CRHG 型动车组,吴忠站发车后在 K+K+位置,列车 C 完全监控模式下以 km/h 左右的速度执行跨线作业时,机车信号显示 L 的情况下,
10、短时掉码触发最大常用制动,大约 s 后正常收码,随后自动缓解制动。列车在侧线股道发车后,车载设备根据出站应答器组中的 CTCS-包描述前方轨道区段载频分别为 Hz、Hz 和 Hz,长度分别为 m、m 和 m。列车触发制动故障位置在 Hz 的轨道区段。车载设备会周期性的根据列车当前位置和应图列车进路示意Fig.2 Train routeVIGVIIGSVISVIISSFXVIXVII西安北方面 m m m m m m-G长度为 m的 Hz轨道区段长度为 m的 Hz轨道区段长度为 m的 Hz轨道区段SX银川方面No.10马云鹏,贺广宇,罗飞豹,牛勤,吉志军:200C型车载设备常见掉码故障分析8T技
11、术创新ECHNOLOGICAL INNOVATION答器组中的 CTCS-包轨道区段信息来更新锁频命令和列车所在当前轨道区段,其中锁频命令被发送至轨道电路接收单元,TCR 根据锁频命令锁定上行(Hz/Hz)或下行(Hz/Hz)载频解析轨道电路信号。ATP 发送锁频命令的更新逻辑:ATP 根据当前轨道区段载频发送锁频命令,或当列车最小安全前端越过当前轨道区段终点时,根据下一个轨道区段载频发送锁频命令。ATP 更新列车所在当前轨道区段逻辑如下。满足以下两个逻辑之一即判定进入下一个轨道区段:)逻辑 1:当列车最小安全前端越过当前轨道区段终点 m 时,列车所在当前轨道区段更新为下一个轨道区段;)逻辑
12、2:当 ATP 接收到下一个轨道区段载频并且下一个轨道区段进入更新窗口,列车所在当前轨道区段更新为下一个轨道区段。而判定下一个轨道区段进入更新窗口需同时满足以下两个条件:)轨道区段更新窗口最大值和最小值至少一个大于轨道电路起点;)轨道区段更新窗口最大值和最小值至少一个小于轨道电路终点。轨道区段更新窗口最小值取值为:列车位置最小测距误差轨道电路传感器天线到车头距离 m。轨道区段更新窗口最大值取值为:列车位置最大测距误差轨道电路传感器天线到车头距离 m。如图 所示,通过分析车载设备控车数据信息包,可发现以下情况。图车载数据分析软件中的控车信息包Fig.3 Train control informa
13、tion packet in onboard data analysis software:,当 ATP 处于 周期时,判断出列车最小安全前端位置大于 Hz 轨道区段起点,满足锁频命令更新逻辑,ATP 向 TCR 发送的锁频命令由上行切换为下行,如图(a)所示。在:,当 ATP 周 期 为 时,列车最小安全前端进入 Hz 轨道区段 m,满足前文提到的列车所在当前轨道区段更新逻辑,可安全确定出列车已进入到 m 的 Hz 区段,但是当前接收的载频尚未更新,仍保持在 Hz,如图 (b)所示。因为 ATP 进行轨道区段更新存在逻辑,由于 ATP 处于 Hz 区段并且本周期 ATP 收到的载频信息为 H
14、z,所以满足此轨道区段更新逻辑,更新列车当前所处的轨道区段为 m 的 Hz 区段,向 TCR 发送的锁频命令由下行切换为上行,如图 (c)所示。由于列车正处于 m 的 Hz 轨道区段,轨道电路接收单元收到的载频命令为上行,但收到的轨道电路信号载频为 Hz,导致列车触发掉码制动。综上所述,此次掉码制动的原因是 C 车载逻辑和过短的 m 连续上、下行切换的轨道区段设置不匹配造成的。轨道区段的更新窗口相对于较短的轨道区段来说,显得偏大,致使更新窗口已经越过了短轨道区段,ATP 判断列车已然进入 m的下一轨道区段,造成车载设备错误发送载频锁定铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年10月9技术创新T
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