基于高鐵信號系統聯調聯試技術問題及解決方案研究

劉新戰

【摘 要】本文首先介紹了高速鐵路信號系統的構成，詳細分析聯調聯試中發現的問題，提出了相應的解決方案，從而確保高速鐵路安全高效地運行。

【關鍵詞】高鐵；信號系統；故障；方案

1.前言

隨著鐵路現代化、信息化建設的飛速發展，尤其是高速鐵路的開通，電務設備既要導航、又要護航；既要保證行車安全、又要提高運輸效率，在鐵路運輸系統中所扮演的 “安全保護神”角色越來越重要。信號系統聯調聯試的目的是驗證高速鐵路信號系統的可靠性、安全性和可用性。根據試驗結果調試系統并指導軟件升級，為優化和完善系統結構、系統驗收與開通、制定規章制度、組織運營方案和指導系統的維護管理提供依據。

信號系統聯調聯試的主要內容：信號設備（軌道電路、應答器、補償電容）的狀態檢測； CTCS-2和CTCS-3級列控系統功能的測試；車站聯鎖系統相關功能的測試以及 CTC系統（系統功能、接口關系、故障模擬） 測試。

2.高速鐵路信號系統的構成

目前國內的高速鐵路信號系統主要有CTCS-2級列控系統和CTCS-3 級列控系統 2 種。圖1為CTCS-3級列控系統結構示意圖。

CTCS-3級列控系統是在CTCS-2級列控系統的基礎上，增加了地面RBC設備，車載設備增加GSM-R無線電臺和信息接收模塊，實現了基于GSM-R無線網絡的雙向信息傳輸，用于速度為 300～350 km/h的新建線路。在 CTCS-3級列控系統中，CTCS-2級列控系統作為備用系統，當 CTCS-3級列控系統出現故障時，CTCS-2級列控系統作為熱備系統來繼續工作，提高了信號系統的可靠性。

CTCS-2 級列控系統則單獨應用于速度為200～250 km/h的提速干線和客運專線，該系統基于ZPW-2000A軌道電路和點式應答器向列車傳送行車許可信息，并通過目標距離模式監控列車安全運行。

3.聯調聯試中發現的問題及解決方案

下面針對蘭新高鐵CTCS-2級列控系統功能聯調聯試過程中發現的若干問題，進行分析并介紹了相對應的解決方案。

3.1 1LQ 區段太短問題的處理

如圖 2 所示，當排列 X3 向 SF下行發車時，如發車進路岔區無碼，動車組運行到發車進路時，由于地面為無碼，ATP不能通過地面信息判斷4231信號機是否開放。出于安全考慮，無論4231信號機是否開放，ATP都認為4231信號機為紅燈，車載ATP將以4231信號機處為停車點生成目標-距離模式曲線。由于1LQ的區段長度只有 430 m在 SF 信號機前 ATP 模式曲線已經開始下降，動車組在 SF 前低于線路允許速度80 km / h運行。

解決方案：

（1）在施工設計時確認1LQ的最短長度，根據所有車載不利條件，當1LQ滿足650m，速度80km/h 時模式曲線不會下降，因此在設計時需保證 1LQ區段長度應大于650 m。

（2）可在發車進路后面部分區段進行合并發碼，增加1LQ的發碼區段長度并滿足650m的要求（如圖2IAG在側線發車時進行發碼） 。

3.2側線接車非正常制動問題

如圖3所示，當辦理S向X6的接車進路，動車組運行到6股道（6G）前50m時，由于車載ATP邏輯，車載ATP就會打開載頻搜索窗口查找股道2000Hz的載頻。由于8DG區段長度小于50m，當ATP 搜索窗口打開時，動車組仍在6DG 區段，ATP 收到6DG發的2000Hz載頻，誤認為已經進入6股道（6G），這時當動車組進入8DG時，由于8DG為非一體化軌道區段，非一體化區段不發碼且區段長度太短，當車載收不到載頻，動車組車載 ATP 就會觸發常用制動。

解決方案：

（1）延長 8DG 軌道區段長度，考慮地面數據的誤差以及為了留有余量，個人認為應將8DG的距離延長80m，如圖4所示，即大于車載ATP自動打開載頻搜索窗口的距50m。

（2）修改6股道的載頻為2600Hz后，當動車組運行到6DG時，搜索的載頻為2600Hz，當收到6DG發送的2000Hz載頻信號時不會處理，就能保證ATP正?？剀?。該方案實施時還應同步考慮臨線干擾問題。

3.3信號機 USU 信號突變為紅燈

A站辦理7G接車進路時，地面信號機USU信號突變為紅燈，到現場檢查信號機點燈電路中的不可變電阻阻值過大，電流處于臨界值，導致信號不穩定。解決方案：

修改進站信號機點燈電路，將USU點燈電路中的不可變電阻更換為阻值較小的電阻，直至試驗良好，即亮穩定 USU 燈光。

3.4上行3G側線通過進路無碼問題

如圖5所示，上行辦理 3G 側線通過進路時，側向發車進路上最小號碼道岔為18號及以上且發車進路上無低于80km/h的固定限速和臨時限速時，發車信號開放后，股道區段發送 USU 碼（側線無限速） ，當出站第一離去區段發 HU（含 HB、檢測碼）或UU時，股道發碼降級為UU碼，上行辦理3G側線通過進路，動車至X3信號機內方時應收到USU碼，含義為經18號道岔側向通過，但當車載出現掉碼問題后，使動車組觸發常用制動。

解決方案：

首先，通過CD96-3Z移頻測試表來判斷故障范圍，是室內故障還是室外故障，如果是室外故障，通常到現場仔細檢查道岔絕緣、道岔跳線、扼流變壓器及站內匹配單元等設備，在本案例中，經過測試，判斷故障為室外故障。到現場發現 X3信號機外方 1DG軌道區段的道岔跳線的設置存在問題，即絕緣節前沒有加裝跳線，增加跳線后，3G 恢復正常發碼。

3.5聯調聯試期間易發生的其他問題

（1）電力電纜與信號電纜同溝；

（2）信號設備與貫通地線接地不良；

（3）綜合地線被盜，導致地線不通，在電力回流不暢時，不能通過貫通地線分流電流，燒信號電纜；

（4）上跨橋電纜槽道設在防護欄外側，維修中容易掉落到線路上；

（5）集中監測、列控中心維護終端等輔助監測設備未調試到位，導致大量誤報警；

（6）列控數據設計與現場實際數據不符。

針對以上一系列問題，對于信號系統本身存在的問題，在聯調聯試之前務必要進行及時整改，同時統籌考慮系統與相關線路、接觸網、站場等之間的接口，涉及信號系統以外專業的問題，要會同多個部門進行聯合整治，確保各項工程質量到位。

4.結語

如果能針對高速鐵路信號系統聯調聯試中發現的問題進行總結、分析和歸類，既是積累經驗、優化聯調聯試方法、指導現場開通技術人員的需要，也是充分體現我國高速鐵路列控系統不斷進步和完善的過程； 通過建立和不斷完善針對性的防范措施，將為我國高速鐵路安全高效地運行提供有力的保障。

參考文獻：

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