FZy-CTC列車占用丟失報(bào)警功能的開發(fā)

宋鵬飛 周宏偉 張 濤

宋鵬飛:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

周宏偉:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

張 濤:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

CTC/TDCS系統(tǒng)能夠?yàn)檎{(diào)度員、車站值班員提供車站全景顯示，實(shí)時(shí)查詢觀測每趟列車的當(dāng)前位置、運(yùn)行方向、列車前方后方車站等各種情況。該全景顯示尤其對調(diào)度員在調(diào)度所廣域范圍調(diào)整列車運(yùn)行計(jì)劃、動態(tài)交匯列車等有很大的幫助。“7.23”溫州列車事故之后，鐵道部對CTC系統(tǒng)提出了增加“列車占用丟失報(bào)警”功能，要求系統(tǒng)在出現(xiàn)類似故障時(shí)能夠報(bào)警，從而避免類似情況發(fā)生。FZy-CTC系統(tǒng)根據(jù)此需求，嚴(yán)格判斷列車運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了列車占用丟失報(bào)警功能，為列車安全運(yùn)行提供了一項(xiàng)技術(shù)保障。

1 列車占用丟失報(bào)警總體要求

當(dāng)列車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)，所在的閉塞分區(qū)列車占用紅光帶消失后，連續(xù)15 s前方閉塞分區(qū)無占用表示，需判斷為列車占用丟失，此時(shí)向區(qū)間的兩端車務(wù)終端及調(diào)度中心調(diào)度員報(bào)警。

當(dāng)列車處于站內(nèi)股道時(shí)，如果所在股道紅光帶消失后、連續(xù)15 s相鄰軌道區(qū)段無占用紅光帶表示，即認(rèn)為該列車占用丟失，系統(tǒng)立即向本站車務(wù)終端及所屬調(diào)度臺報(bào)警。

2 列車占用丟失情況分析

根據(jù)需求及列車運(yùn)行軌跡，列車運(yùn)行可以定義為在站內(nèi)運(yùn)行和在區(qū)間運(yùn)行。

列車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)，列車狀態(tài)有2種途徑獲得:①CTC系統(tǒng)區(qū)間采集狀態(tài);②TCC列控中心發(fā)送信息給CTC，但無論信息源是哪種，都存在故障點(diǎn)。列車在站內(nèi)運(yùn)行時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)對股道上的列車存在盲點(diǎn)，比如一單機(jī)駛往站內(nèi)不常用的股道時(shí)，往往會出現(xiàn)“壓不死”，無法采集到該列車，聯(lián)鎖對突然消失的列車均無報(bào)警。為此FZy-CTC系統(tǒng)可根據(jù)新需求及其他系統(tǒng)的盲點(diǎn)進(jìn)行歸類，一般有如下幾種情況:

1．普通區(qū)間的列車占用丟失。如圖1，列車在C分區(qū)時(shí)，C分區(qū)占用紅光帶消失，D分區(qū)連續(xù)15 s無占用紅光帶，則產(chǎn)生列車占用丟失報(bào)警;即使此時(shí)B分區(qū)又有占用紅光帶，也產(chǎn)生列車占用丟失報(bào)警。

圖1 普通區(qū)間

2．區(qū)間緊跟蹤時(shí)的列車占用丟失。如圖2所示，T72次和T74次緊跟蹤，T72次占用C分區(qū)，T74次占用D分區(qū)，C分區(qū)占用紅光帶消失后15 s，產(chǎn)生T72次列車占用丟失報(bào)警。如圖3中，列車緊跟蹤的前車占用多個(gè)閉塞分區(qū)，后車占用紅光帶消失后連續(xù)15 s，甲、乙列車緊跟蹤，甲占用C分區(qū)，乙占用D和E分區(qū)，C分區(qū)占用紅光帶消失后15 s，D分區(qū)雖然占用但不是甲車次時(shí)，產(chǎn)生甲列車占用丟失報(bào)警。

3．普通的站內(nèi)股道丟失。如圖4，列車原位于ⅠG，ⅠG占用紅光帶消失后，1DG和2DG連續(xù)15 s均無占用紅光帶，則產(chǎn)生列車占用丟失報(bào)警。列車在站內(nèi)股道占用后紅光帶消失，相鄰道岔區(qū)段連續(xù)15 s雖然有占用紅光帶，但道岔未開通該股道，也產(chǎn)生列車占用丟失報(bào)警。比如ⅠG列車占用紅光帶丟失后，2DG連續(xù)15 s無占用紅光帶，1DG有占用紅光帶，但道岔開向反位，系統(tǒng)仍會產(chǎn)生占用丟失報(bào)警。

圖4 站內(nèi)股道丟失

4.站內(nèi)—區(qū)間銜接的占用丟失。當(dāng)列車由站內(nèi)發(fā)往區(qū)間或由區(qū)間接入站內(nèi)時(shí)，存在站內(nèi)聯(lián)鎖與區(qū)間的銜接，需要著重對待。在此種情況聯(lián)鎖、列控的邏輯檢查均可能會產(chǎn)生盲點(diǎn)，需要FZy-CTC進(jìn)行邏輯判斷。如圖5，當(dāng)列車進(jìn)站時(shí)，原列車位于X3JG，通過X-ⅠG接車進(jìn)路進(jìn)站。當(dāng)X3JG出清后，需要檢查進(jìn)站信號機(jī)內(nèi)方ⅠAG及1DG是否占用，若沒有占用，系統(tǒng)會判定為占用丟失。

當(dāng)列車出站時(shí)，原列車位于ⅠG，通過XI-SN進(jìn)路出站，當(dāng)列車運(yùn)行至ⅠBG無岔時(shí)，如在此站場對象紅光帶出清，聯(lián)鎖可以正常解鎖，認(rèn)為列車進(jìn)入?yún)^(qū)間。此時(shí)FZy-CTC系統(tǒng)會進(jìn)行額外檢查，ⅠBG出清后若X1LQ在15 s內(nèi)沒有占用，則認(rèn)定為占用丟失，會向車站及中心告警。

圖5 站內(nèi)區(qū)間銜接時(shí)丟失

3 列車占用丟失功能實(shí)現(xiàn)

3.1 抽象運(yùn)行邏輯

根據(jù)需求、列車運(yùn)行規(guī)律、車次跟蹤邏輯，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)將車站軌道信號設(shè)備分成2種:區(qū)間車次單元和進(jìn)路車次單元，如圖6所示。

區(qū)間車次單元，對應(yīng)站間區(qū)間，原則上FZy-CTC不關(guān)心區(qū)間分段AG/BG/CG，整合為一個(gè)區(qū)間即可。進(jìn)路車次單元，對照每個(gè)車站的聯(lián)鎖表(只選擇列車進(jìn)路)，形成一個(gè)站的列車進(jìn)路表。這2種車次單元均有如下特征:列車肯定是在區(qū)間和進(jìn)路這2種車次單元之上;每個(gè)車次單元 (區(qū)間或進(jìn)路)同時(shí)最多只會有一列列車;一列列車可能會在多個(gè)車次單元上，但是這多個(gè)車次單元必定連續(xù)。

圖6 車次單元

另外，在車站的每一個(gè)方向上增加“入口”概念，設(shè)在每個(gè)方向的進(jìn)站信號機(jī)處，連接區(qū)間與進(jìn)路。對車站與車站之間，一般存在如圖7所示的連接:站與站之間會有“連接點(diǎn)”，通過“連接點(diǎn)”進(jìn)行連接，即A站B站之間可以是A站區(qū)間連接B站區(qū)間或A區(qū)間連接B站進(jìn)站進(jìn)路等情況。FZy-CTC車次跟蹤系統(tǒng)內(nèi)建立了此種邏輯連接表。

通過以上的靜態(tài)分析，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)能夠從宏觀上對所有車站的所有信號單元形成一張連接網(wǎng)圖，一般連接關(guān)系如圖8所示。

圖8抽象地描述了車站與車站之間、車次單元與車次單元之間的連接關(guān)系，對列車運(yùn)行軌跡進(jìn)行了邏輯抽象。在連接關(guān)系網(wǎng)建立之后，系統(tǒng)需要分析對應(yīng)的狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。

區(qū)間單元3種狀態(tài):①軌道狀態(tài)，占用、空閑;②列車狀態(tài)，有車、無車;③方向狀態(tài)，區(qū)間運(yùn)行方向，站站之間的運(yùn)行方向。

圖7 站間連接

進(jìn)路單元3種狀態(tài):①信號狀態(tài)，進(jìn)路相關(guān)的各站場對象所呈現(xiàn)的實(shí)際狀態(tài);②進(jìn)路狀態(tài)，空閑 (或半空閑)、鎖閉 (信號機(jī)開放，全部為白光帶)、占用 (信號機(jī)紅，部分為紅光帶);③列車狀態(tài)，有車、無車。

3.2 列車占用丟失檢查

一趟列車位于FZy-CTC系統(tǒng)控制的區(qū)段中，無論何時(shí)均會關(guān)聯(lián)1個(gè)或多個(gè)車次單元。列車運(yùn)行時(shí)，按照對應(yīng)的軌跡，站場表示信息變化時(shí)車次單元狀態(tài)同步變化。當(dāng)某車次的一個(gè)單元變?yōu)榭臻e狀態(tài)時(shí)，需解除該車次單元與該列車的關(guān)聯(lián)關(guān)系。當(dāng)某列車關(guān)聯(lián)的車次單元為0時(shí)，表明列車處于刪除狀態(tài)，如果該列車是駛往半自動閉塞區(qū)段、或其他無需檢查條件，系統(tǒng)不會進(jìn)行占用丟失檢查，否則系統(tǒng)會將此類列車加入“丟失待觀察隊(duì)列”。FZy-CTC系統(tǒng)開始根據(jù)列車丟失前的最后車次單元，進(jìn)行15 s輪詢邏輯判斷。

若丟失前的車次單元為“區(qū)間單元”，系統(tǒng)會按照區(qū)間丟失邏輯進(jìn)行檢查，根據(jù)區(qū)間的運(yùn)行方向，或區(qū)間的下一個(gè)連接對象的狀態(tài)進(jìn)行輪詢15 s檢查，如果15 s內(nèi)，該區(qū)間的下一個(gè)對象仍未占用，系統(tǒng)立即報(bào)警且向兩端車站及中心報(bào)警。如果下一個(gè)區(qū)間在15s內(nèi)占用，系統(tǒng)會進(jìn)行車次恢復(fù)操作，不認(rèn)為占用丟失。

若丟失前的車次單元為“進(jìn)路單元”，系統(tǒng)會進(jìn)行進(jìn)路丟失檢查邏輯，根據(jù)丟失時(shí)最后的站內(nèi)對象進(jìn)行判斷。如果是接車進(jìn)路，只有丟失在股道的相鄰區(qū)段且15 s內(nèi)股道未占用，才進(jìn)行報(bào)警。如果丟失在接車進(jìn)路的其他站場對象上，站內(nèi)聯(lián)鎖系統(tǒng)會進(jìn)行檢查，但是FZy-CTC系統(tǒng)不檢查，盡可能減少報(bào)警對操作人員的干擾。如果是發(fā)車進(jìn)路，只有丟失在進(jìn)路的最后一個(gè)站場對象時(shí)才進(jìn)行15 s邏輯檢查，此時(shí)檢查一離去區(qū)間是否有車占用，如果區(qū)間占用，則不認(rèn)為丟失，并嘗試恢復(fù)車次，如果該區(qū)間15 s仍未占用，系統(tǒng)會進(jìn)行告警。相應(yīng)的流程圖如圖9所示。

4 結(jié)束語

FZy-CTC系統(tǒng)列車占用丟失功能的實(shí)現(xiàn)，對運(yùn)輸指揮有較大的指導(dǎo)意義，能夠在宏觀指揮方面盡可能地向調(diào)度員值班員對可能發(fā)生的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警。在實(shí)際應(yīng)用中，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)能夠在真正占用丟失報(bào)警與采集丟失不報(bào)警之間找到一個(gè)符合安全的折中方案，既沒有很多的誤報(bào)警，也不會真正丟失而不報(bào)，對運(yùn)輸指揮作業(yè)有較好的幫助。

［1］ 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件(暫行)［R］ ．鐵道部科學(xué)技術(shù)司，2004－02－12．

［2］ 運(yùn)基信號［2011］ 371號．對TDCS/CTC進(jìn)行升級改造的通知［R］ ．鐵道部運(yùn)輸局，2011(05)．

［3］ 運(yùn)基信號函［2011］ 535號．TDCS/CTC系統(tǒng)列車占用丟失報(bào)警功能技術(shù)要求［R］ ．鐵道部運(yùn)輸局，2011(09)．

［4］ TB/T3027－2002.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件［S］ ．中國鐵道出版社.2002.