一起動車組速度跳變的原因分析

黃春生

（西安鐵路局西安電務段，助理工程師，陜西 西安 710000）

近幾年，高鐵線路的陸續開通和長大交路的開行，動車組的運行數量和開行密度不斷增加，作為保障行車安全的主要設備ATP（列車自動防護系統）的各種罕見的故障層出不窮，給鐵路運輸造成很大影響。2012年2月27日，西安局CRH2094C車08端擔當的G2012次運行至鄭西客專中繼站24，于13：25：03，ATP觸發制動停車，緩解開車后DMI（人機界面）顯示限速由230 km/h至310 km/h來回跳動2次，重啟后運行正常。通過查看JRU（司法記錄單元）數據發現，13：25：01，ATP收到RBC（無線閉塞中心）發來Msg3（行車許可）其中Pkt15（信息包15）提供的MA（移動授權）長度為20 475 m。13：25：03，ATP收到RBC發來Msg3其中Pkt15包提供的MA長度為3 160 m，MA縮短造成EB（緊急制動）曲線突降。此后RBC發送的MA多次突變，造成車輛允許速度跳變。本文深入分析這一突發故障的根本原因，為動車組應急處理提供理論參考，將此類故障對鐵路運輸的影響降到最小。

根據RBC 5日志，結合MA變化，分析此次速度跳變主要由以下3方面原因造成。

1 軌道電路異常

由于區間軌道電路閃紅占用，造成動車組所在軌道電路區段碼型由L5碼突變為U碼，車載安全計算機輸出的速度距離模式曲線中允許速度急劇下降，實際運行速度曲線觸碰緊急制動曲線，觸發EB停車。

1.1 10 592 G異常占用造成MA縮短根據RBC 5日志，列車運行至10 592 G時，已通過RBC級間切換預告應答器，備用電臺呼叫RBC 4。在呼叫過程中，安全層建立之后，列車向RBC 4發送Msg 155（通信會話開始），RBC 4向列車發送Msg 32（系統版本），此時列車認為與RBC 4的通信會話已建立，并向RBC 4發送Msg 159（通信會話已建立）。但在RBC 4收到Msg 159前，10 552 G閃紅占用，MA縮短至3 160 m，車載最大允許速度從310 km/h降至170 km/h，觸發EB制動，交權流程取消。MA變化見表1。

表1 軌道電路異常造成MA變化

1.2 10 592 G出清導致MA再次延伸根據2月27日中繼站24列控中心日志分析，10 552 G閃紅1 s后即出清，而車載收到的MA是依據列車運行前方空閑軌道區段數，線路坡度，線路速度計算所得，當區段出清，前方空閑軌道區段數增加，計算所得MA長度相應增加，故MA延伸至RBC5RBC4交權邊界，MA長度9 036 m（見表1）。

2 處于交權區

動車組運行至交權區（2個RBC管轄區域的重合部分），也就是交權邊界，通常在2～4 km范圍內，當動車組運行至該區域內，會收到RBC切換數據包，由當前工作的RBC覆蓋范圍切換至相鄰RBC。RBC 5收到Pkt 131，檢測交權條件滿足，啟動備用電臺連接RBC 4，在RBC 4與車載未成功連接的情況下，軌道區段占用，造成MA變化，MA延伸至RBC 4管轄范圍內，啟動交權，交權失敗，MA又縮短至RBC 5管轄范圍。

2.1 MA延伸啟動交權MA延伸至RBC 5RBC 4交權邊界，RBC 5啟動交權流程，并檢測交權條件滿足，向列車發送Pkt 131，要求列車連接RBC 4，同時MA延伸至RBC 4范圍內（MA長度變為21 642 m）RBC 5與RBC 4交權失敗造成MA變化表見2。

2.2 10 592 G占用取消交權依據歐標，車載收到RBC發送的Msg 32后，如版本驗證合格，則認為已與RBC應用層建立了會話。而RBC收到車載的M 159后才認為應用層通信會話已建立。

RBC 4與列車之間安全層連接建立后，列車收到RBC 4發送的Msg 32后，向RBC 4發送了Msg 159，而在RBC 4收到Msg 159之前10 552 G閃紅，RBC 4在未收到Msg 159的情況下認為與車的應用層會話未建立，故在安全層發送DI斷開與車載的安全層連接。

根據鄭西RBC處理規格：列車與RBC 4成功建立安全連接后，RBC 4將會激活定時器T_FIRSTMESSAGE，時長為20個周期,若該定時器超時前，接收到列車發送的應用層無線消息，則重置該定時器；若定時超時前，未接收到列車發送的應用層無線消息，則釋放安全連接。所以車載重新連接RBC4后，車載認為已經建立了應用層會話，不會再向RBC發送Msg 155，導致RBC 4側T_FIRSTMESSAGE（通過EC計數器可知20周期）等待超時，并向列車發送DI斷開與列車的安全層連接，交權流程取消（見表2）。

3 車載與RBC會話受軌道占用干擾

車載在與RBC連接過程中，會話命令傳輸因軌道電路占用而受到干擾，造成RBC 4錯誤判斷，重復性地連接失敗卻多次嘗試連接，造成MA出現周期性的長度變化,最終導致車載設備顯示速度不斷跳變。

3.1 車載誤判已與RBC連接造成MA不斷變化RBC 4與列車之間安全層建立后，RBC 4等待列車發送Msg 155，并激活T_FIRSTMESSAGE；因列車認為與RBC4的通信會話已建立，不向RBC 4發送Msg 155，導致RBC 4 側T_FIRSTMESSAGE（通過EC計數器可知20周期）等待超時，并向列車發送DI斷開與列車的安全層連接，交權流程取消。在此之后是一個循環過程，期間MA不斷的延伸、縮短。車載與RBC會話失敗造成MA變化見表3。

表3 車載與RBC會話失敗造成MA變化

3.2 重啟ATP后MA變化穩定重啟ATP后，車載與RBC 5成功建立連接后，MA延伸至RBC 5RBC 4交權邊界，RBC 5啟動交權流程，并檢測交權條件滿足，向列車發送Pkt 131，要求列車連接RBC 4，列車備用電臺與接收RBC的通信會話建立過程得到重置，列車與RBC 4正常連接，MA變化穩定，速度變化連續，從而正常行駛。

4 結束語

根據以上分析，此次MA跳變是因為特定時間的軌道閃紅，導致接收RBC和列車對通信會話的建立情況有不一致認定（列車收到Msg 32，RBC未收到Msg 159），造成RBC等待超時而發生速度變化。此事件在特定時間點、特定地點和特定條件下才可能觸發，屬于極特殊情況。動車組剛越過級間切換應答器組，正在與RBC進行連接，而此時特定軌道電路閃紅，導致MA交接出現錯位，從而出現速度跳變現象，究其根本原因，是因為地面軌道電路閃紅引起速度跳變，切不可因為速度跳變而簡單地定性為速度傳感器故障。

因此，我們在日常的數據分析過程中，應綜合考慮各方面因素，具體問題具體對待，找到故障現象的根本原因。作為應急預案，一旦再次出現該問題時，需要重啟ATP，重新開啟車載備用電臺與接收RBC的會話建立流程。