多方向車站分相區應答器報文的運用

羅云飛 上海鐵路局電務處

多方向車站分相區應答器報文的運用

羅云飛 上海鐵路局電務處

客運專線大規模投入運營后，樞紐車站會有多個發車口的情況存在，通過修改地面應答器報文，消除在接近區段和一個發車口的離去區段均有分相區的情況下，部分型號動車組ATP存在假的過分相問題，這對降低假分相對動車組運行的干擾具有十分重要的意義。

應答器報文；分相區 ；動車組運行

1 自動過分相概述

1.1 分相區的概念

分相區（英文名稱：NeutralZone或 DeadZone）是電氣化鐵路的無電區間，是將不同變電所供出的不同相位的電，通過兩個分相開關進行隔離，以防止異相電短路并造成熔斷接觸網。在電氣化鐵道牽引區段,牽引供電采用單工頻交流供電方式。為使電力系統三相盡可能平衡，接觸網采用分段換相供電。為防止相間短路，必須在各獨立供電區之間建立分相區，各相間用空氣或絕緣子分割，稱為電分相。一般設置于交流電化線路的變電站附近、兩交流變電站供電區域的分隔處，或交流與直流供電的交界處。

1.2 動車組如何自動過分相

自動過分相描述了列控車載設備根據地面設備提供的分相區信息，在適當位置給動車組過分相裝置發送指令，實現自動過分相。對于CTCS-2級系統，牽引供電分相區信息由地面應答器提供給列車，分相區信息包括：至分相點距離、分相區長度等（見圖1）。

圖1 自動過分相示意圖

車載設備接收到地面應答器傳送的前方被激活的分相點信息后，實時監督列車運行速度及位置，并進行如下操作：

當列車前端距分相區還有10s走行距離時，車載設備向司機發出提示；當列車前端距分相區還有3s走行距離時，車載設備向動車組發送過分相指令；當列車前端越過分相區后，車載設備取消原觸發動車組相關過分相的操作。

車載設備觸發動車組的過分相操作時機是基于使用前端受電弓，對于其它情況動作時機由動車組負責在此時間基礎上適當調整。

2 問題的提出

隨著我國客運專線大規模建成及投入使用，在較大的樞紐車站可能會出現兩個或兩個以上發車口的情況。如在車站的接近區段及兩個發車方向的離去區段均存在分相區的情況下，按照目前部分型號（300T、300H、300S）ATP軟件的邏輯處理方式，就會造成動車組存在假的過分相情況出現。

以滬漢蓉通道南京南樞紐為例，如圖2所示。動車組在運行到孫家洼變電所分相區前最后一組071-5-03-002號區間應答器組時，ATP會最后一次接受到應答器中孫家洼、南京南兩個分相區的信息預告。在該組應答器中同時描述兩個分相區內容有以下兩個理由：一是多方向無源應答器的報文覆蓋按正線方向寫，故需要描述南京南方向數據；二是由于孫家洼、南京南兩個分相區間間距太短，中間布局的無源應答器無法滿足南京南分相區預告的需求。因此列車在進入寧杭場側線后，南京南變電所分相區信息被保留，從而造成開往寧杭客專方向的動車組可以進行正常的自動過分相，而開往滬寧客專的動車組會按照南京南變電所分相區預告信息在寧安場SCF信號機外方進行一個假的過分相。

圖2 兩方向發車口車站應答器及分相區布置圖

3 原因分析

3.1C2 區段自動過分相規范

按照《CTCS-2級列控系統應答器應用原則（V2.0）》規范中的相關規定，對自動過分相應答器組設置如下：

列控系統發送的分相區信息應為分相區斷電標志牌起點位置及長度信息，如圖3所示。

圖3 分相區示意圖

正向運行時，宜有三組區間無源應答器組發送分相區信息，第一組宜為分相區外方第7個閉塞分區入口處的區間應答器組，第二組宜為第三組外方最近的區間應答器組，第三組宜為距分相區線路最高允許速度運行10s外方最近的應答器組，如圖4所示。

圖4 發送分相區應答器位置示意圖

3.2 滬蓉線分相區預告應答器報文

滬蓉線上、下行線分相區數據見表1和表2。

表1 滬蓉線上行線分相區數據表（部分）

表2 寧杭客專下行線分相區數據表（部分）

因此，按照C2應答器應用原則中的相關規范，如圖2所示，滬蓉線上行071-1-10-028、071-1-10-032、071-5-03-002三組應答器分別對上述兩處分相區進行預告，如其中最后一組071-5-03-002應答器報文關于分相區內容如表3所示：

表3 解析后的2號應答器報文

3.3 假過分相產生原因分析

如圖2所示，目前經由合肥開往南京南站方向的動車組，按照《CTCS-2級應答器2.0規范》關于自動過分相的相關規定，在滬蓉線浦口站至南京南寧杭場區間經過上述三組應答器時，會接收到前方兩個分相區的預告，其中第一個A分相區位于滬蓉線上行K309+855-K310+379處，長度為524 m，第二個B分相區位于寧杭客專南京南線路所NHK1+586-NHK1+979處，長度為393m。

因當前通號300T型ATP設備和和利時300H、300S型ATP設備C2部分控制邏輯中，ATP接收到地面的UU/UUS碼后（即進入側線），不刪除之前應答器報文預告的分相信息。故開往寧杭高鐵杭州方向的動車組，在南京南站出站后，能夠在實際分相區位置正確執行前收的長度為393m的分相指令。而開往仙寧線的動車組，也會按前收報文內容執行該分相指令（實際該處無分相區）。因此，在仙寧線K308+500附近（即圖2所示D點）會有一個假的過分相情況發生。

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應答器報文中對南京南變電所的分相區預告，降低地面的冗余度；該方案雖然具備可操作性，實施起來也較為簡單，但降低了系統冗余度，不符合相關技術規范，因此也不予考慮。

4.3 方案三

在寧安場BSCF應答器組中增加分相區信息（見圖5）。

圖5 BSCF應答器增加分相區信息示意圖

如圖5所示，在寧安場上行進站口SCF信號機處無源應答器中提前增加描述紫金山東站分區所的分相區信息，使滬蓉線開往仙寧線方向的動車組在寧安場上行進站口經過BSCF應答器組后，以新分相區信息覆蓋ATP前存假分相區信息，使ATP設備能夠按新分相區信息進行提前預告，從而消除動車組在仙寧線K308+500附近假的過分相問題。BSCF無源應答器報文增加分相區內容如下表4所示：

表4 BSCF無源應答器解析報文（部分）

5 結論

通過上述方案三，300T、300S、300H型列控車載設備在CTCS2等級運行時，當地面辦理側線進路時，ATP不刪除原分相信息。經反向進站應答器組更新分相區預告信息后，車載設備采用新分相區信息進行顯示并根據新分相區描述進行過分相控制。在接收到新的分相區信息前，DMI仍會顯示假分相圖標信息。該方案經試驗室進行仿真試驗后，完全可以消除300T、300S、300H型ATP假的過分相問題，可以實際應用于現場。

責任編輯：宋飛 竇國棟

來稿時間：2014-8-12