鐵路通信信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)分析

作者/張崑，沈陽鐵路局電務檢測所

前言

鐵路信號系統(tǒng)是由不同子系統(tǒng)組合而成，包括硬件、軟件、安全數(shù)據(jù)網(wǎng)。在完善硬件的綜合性能之后，能夠保證當前條件下系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠性。鐵路的通信信號在列車投入運營前，要進行全面的試驗，對其各項性能進行測試。通過成功的鐵路通信信號聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗，對我國相關(guān)的技術(shù)理論體系進行了補充，為開通運營做出了有力幫助。

1.鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的必要性

鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試對于鐵路系統(tǒng)集成來說意義重大，系統(tǒng)性工程一般都包括很多內(nèi)容。在很多國家都有施行鐵路測試，判斷其是否符合設(shè)計需求，通過調(diào)試以及各種相關(guān)試驗完成子系統(tǒng)的技術(shù)檢驗，保證鐵路通信信號系統(tǒng)符合運營標準。我國于2004年首次在膠濟線開展了系統(tǒng)調(diào)試，并從中得到很多經(jīng)驗。

鐵路建設(shè)工程規(guī)模較大，具有很強的系統(tǒng)性，它的接口數(shù)量大、技術(shù)非常復雜，涉及到的相關(guān)系統(tǒng)眾多。它的各項功能具有獨立性，整體的功能通過接口連接來滿足，這就使得最終的鐵路通信信號系統(tǒng)性能良好。基于這一特點，在鐵路建設(shè)中就必須進行大規(guī)模的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，對系統(tǒng)性能做最終優(yōu)化。鐵路通信信號系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試能夠?qū)﹁F路的各方面性能進行檢測，包括安全性、平穩(wěn)性以及舒適性，保證鐵路的正常運營。除此之外，鐵路通信系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試還能夠?qū)Ω黜椩O(shè)備進行檢驗，判斷其是否符合運營標準。通過鐵路通信信號的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，對各個運營人員進行引導，包括設(shè)備使用方面、故障處理方面、操作章程方面，能夠有效提升運營人員的應變能力，面對突發(fā)狀況做出最正確的選擇。

2.我國鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的內(nèi)容及方法

2.1 信號設(shè)備狀態(tài)檢測

信號設(shè)備狀態(tài)檢測主要包括三個方面，補償電容、應答器以及軌道電路。就是表示，在對系統(tǒng)功能進行試驗之前，要對信號軌旁設(shè)施進行一系列的動態(tài)檢查，常用的方法是借助綜合檢測列車和電務檢查車來完成檢測工作。

2.2 測試方法

首先是信號設(shè)備狀態(tài)檢測，一般來說使用綜合檢測列車與電務試驗車，這些車上都配置有信號動態(tài)檢測系統(tǒng)，通過車載設(shè)備對信號進行全面解析，以動態(tài)檢測方式對信號設(shè)備的狀態(tài)進行檢測。其次是列控系統(tǒng)功能測試，這項測試要依照其功能特點進行開展，還要參考各個等級的具體運營標準，結(jié)合實際情況選擇最佳的測試案例，之后完成測試序列的編制工作。完成上述工作后通過CTC中心控制模式，依照所選擇的測試案例準備好試驗進路，具體要完成的工作有對接發(fā)車進路進行引導，解鎖進路和取消進路等。最后借助CTC中心控制模式統(tǒng)一下達臨時限速，有時也會取消或更改限速，對于岔道的設(shè)置要符合測試案例的要求。

3.通信信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的核心

3.1 CTCS-3級列控系統(tǒng)實驗室仿真調(diào)試和測試技術(shù)

CTCS–3 級列控系統(tǒng)實驗室仿真調(diào)試和測試所使用的技術(shù)是將真實設(shè)備和模擬設(shè)備聯(lián)合使用的方法，這項測試是針對通信信號的功能性開展，對CTCS–3 級列控系統(tǒng)的必備功能做出準確檢測，判斷其性能是否達標。CTCS–3 級列控系統(tǒng)實驗室仿真調(diào)試環(huán)境主要包括四大部分，仿真支撐平臺、人機界面、仿真測試接口、被測實物設(shè)備，利用計算機對其各項系統(tǒng)進行真實模擬是這項技術(shù)的核心所在，所模擬的系統(tǒng)有調(diào)度集中系統(tǒng)、列車不同輸入條件、聯(lián)鎖系統(tǒng)等。這項測試的實施首先能夠?qū)TCS–3 級系統(tǒng)中每個子系統(tǒng)做全方位測試，保證各子系統(tǒng)功能的完備性，使其符合安全設(shè)計標準。其次仿真模擬實際線路的運行情況，對數(shù)據(jù)、軟件等各類設(shè)計缺陷進行全面完善，有效減少試驗時間。

3.2 列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)工程驗證技術(shù)

列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)工程交付測試能夠?qū)?shù)據(jù)工程進行有效驗證，各個子系統(tǒng)是其技術(shù)關(guān)鍵點，利用子系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境開展仿真測試，對軟件進行匹配，需要以數(shù)據(jù)輸入清晰作為前提條件，依照“線路參數(shù)測試”→“移動授權(quán)測試”→“等級轉(zhuǎn)換測試”→“臨時限速測試”→“其他測試項目”的排列次序，對系統(tǒng)進行依次調(diào)試，從而對參數(shù)的調(diào)整與軟件的修正進行有效指導。

SDT測試包括八項具體內(nèi)容，其中最主要的有移動授權(quán)測試、線路參數(shù)測試、CTCS–3 區(qū)域內(nèi)級間轉(zhuǎn)換測試以及調(diào)車區(qū)域測試。

3.3 靜態(tài)調(diào)試技術(shù)

在設(shè)備安裝完成之后要對通信信號進行靜態(tài)調(diào)整，調(diào)試在高速鐵路現(xiàn)場進行，包括系統(tǒng)調(diào)試與信號子系統(tǒng)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試的目的是對子系統(tǒng)功能以及接口、數(shù)據(jù)傳輸情況進行驗證，保證其在靜態(tài)條件下滿足既定的設(shè)計要求，同時還要與后期運營狀態(tài)相符合，有效保證實車調(diào)試工作能夠順利開展。靜態(tài)調(diào)試技術(shù)需要把握幾項技術(shù)關(guān)鍵點，確定調(diào)試內(nèi)容、選擇調(diào)試手段、判定調(diào)試標準，在具體的調(diào)試過程中要對軟件和硬件實行嚴格管理。靜態(tài)調(diào)整的內(nèi)容主要包括三項。

第一，地面子系統(tǒng)間接口試驗，具體分為聯(lián)鎖與集中監(jiān)測、聯(lián)鎖與 TCC等。第二，CTCS–3 級列控系統(tǒng) GSM–R 無線通信系統(tǒng)測試，具體包含GSM–R 電磁環(huán)境測試、GSM–R無線通信覆蓋范圍測試等。第三，地面設(shè)備安裝及單體功能試驗，具體包含列控車載設(shè)備等子系統(tǒng)的安裝和功能試驗、軌道電路試驗、列控中心（TCC）試驗等。

3.4 試驗技術(shù)與動態(tài)調(diào)試

動態(tài)調(diào)試就是列車依據(jù)按列控模式行車的狀態(tài)實施現(xiàn)場調(diào)試，常稱為 ITC 測試。該測試的目的是采用測試CTCS–3/CTCS–2 級列控系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的方式，從而對線路的工程化數(shù)據(jù)與運行要求匹配度進行合理驗證。利用CTCS–3/CTCS–2 級列控系統(tǒng)及相關(guān)子系統(tǒng)設(shè)備接口的測試結(jié)果，判斷系統(tǒng)的功能級別，對系統(tǒng)功能是否符合運營要求進行合理驗證。

動態(tài)調(diào)試覆蓋面非常廣，包括鐵路工程建設(shè)區(qū)域、后續(xù)建設(shè)線路連接區(qū)域、樞紐站區(qū)域內(nèi)CTCS–3 級或 CTCS–2 級列控系統(tǒng)控制范圍所涉及到的所有線路。所包括的內(nèi)容主要有列控車載設(shè)備、應答器等子系統(tǒng)以及集中監(jiān)測系統(tǒng)，在這些分項中，RBC與應答器涵蓋了線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。動車組運營的所有交路是動態(tài)調(diào)試技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，參考CTCS–2 級確認最終的調(diào)試方法。在具體進行調(diào)試過程中，對系統(tǒng)的硬軟、軟件實施嚴格的管理控制。

動態(tài)調(diào)試的測試內(nèi)容分為兩部分，CTCS–3 級場景測試和各種功能測試，這其中又包含了很多子項測試工作，例如CTCS–3 區(qū)域內(nèi)級間轉(zhuǎn)換測試、人工取消進路測試、移動授權(quán)測試等。動態(tài)調(diào)試的開展時間是在室內(nèi)系統(tǒng)SDT測試完成之后，要保證SDT 測試報告與標準要求相符合才能繼續(xù)開展。動態(tài)調(diào)試的測試包括兩個階段，第一測試階段，配備 CTCS–2 級列控系統(tǒng)動車組調(diào)試；第二測試階段，配備CTCS–3 級列控系統(tǒng)的動車組調(diào)試。在第一個測試階段中，借助 CTCS–2 模式對正、側(cè)線的相關(guān)數(shù)據(jù)進行有效的校核、對其進行科學的精調(diào)、并對設(shè)備進行精調(diào)。在 CTCS–2 模式測試的同時，通信專業(yè)能夠再次檢測周邊電磁環(huán)境、基站切換情況等，還能將網(wǎng)絡(luò)做最大程度優(yōu)化。

3.5 GSM-R網(wǎng)絡(luò)調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

GSM–R 網(wǎng)絡(luò)的責任重大，需要充當CTCS–3 級列控系統(tǒng)車 – 地大容量通信通道。GSM–R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實際情況，例如覆蓋面、電磁環(huán)境等，對于信息的傳遞影響重大，CTCS–3 級列控系統(tǒng)的運行狀態(tài)受到GSM–R 網(wǎng)絡(luò)的直接影響，要想保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定就要就良好的GSM–R 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在GSM–R 網(wǎng)絡(luò)開始設(shè)計一直到安裝完成，進行調(diào)試，GSM–R 網(wǎng)絡(luò)所處的狀態(tài)都是動態(tài)調(diào)試與整改中。只有加大對GSM–R網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化程度，才能保證動態(tài)調(diào)試的順利完成，也就是我們常說的“網(wǎng)優(yōu)”工作。對GSM–R網(wǎng)絡(luò)進行合理優(yōu)化，就是對其資源配置以及網(wǎng)絡(luò)性能進行最大程度的優(yōu)化，通過這樣的方式有效解決目前網(wǎng)絡(luò)中存在的各種問題，例如呼叫失敗率高、數(shù)據(jù)傳輸?shù)艟€等。深層次的優(yōu)化調(diào)整GSM–R 網(wǎng)絡(luò)，能夠保證它在運行過程中處于最佳的工作狀態(tài)，達到 CTCS–3 級列控系統(tǒng)車 – 地傳輸既定標準。

4.結(jié)束語

綜上所述，對于鐵路系統(tǒng)集成來說，聯(lián)調(diào)聯(lián)試是一項非常重要的工作，通過聯(lián)調(diào)聯(lián)試能夠?qū)﹁F路系統(tǒng)進行合理優(yōu)化，讓移動設(shè)備與固定設(shè)備有機結(jié)合，發(fā)揮出更大的作用。隨著社會發(fā)展，鐵路對于國家的重要程度日益提升，所以要通過聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作讓系統(tǒng)與運營進行充分的磨合，保證鐵路運輸能夠安全順利的進行，為我國鐵路事業(yè)的發(fā)展提供動力。

* [1]王峰.基于鐵路局層面的高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試集成管理和關(guān)鍵技術(shù)[J].石家莊鐵道大學學報（自然科學版），2012（1）：33.