關于制動防護距離不足造成ATP制動原因分析

呂向東

(中國鐵路鄭州局集團公司電務部，鄭州 450000)

1 問題概述

二郎廟線路所溝通鄭州站、京廣高鐵、南曹和新鄭機場站，為鄭州東樞紐關鍵線路所。其中，由鄭州站至南曹方向經二郎廟線路所XTZ信號機、L4＃道岔定位；鄭州站至武漢方向經XTZ信號機、L4＃道岔反位。站場示意如圖1所示。

裝備CTCS2-200C型ATP的CRH2A型動車組，經二郎廟線路所XTZ進站信號機向南曹站X信號機運行過程中，ATP觸發緊急制動停車。

查看SAM數據，記錄ATP觸發緊急制動原因“超速：76.4 km/h→53.5 km/h”，如圖2所示。

查看SAM數據152包， 06:11:48接收到應答器組（編號為593-2615），如圖3所示。

該應答器[CTCS-1]包線路信息描述的信號點布置如圖4所示。

此時接收U2S碼，并計算行車許可為4.171 km。

06:13:06收到593-2621應答器組，此時進路方向為南曹方向，其[CTCS-1]包線路信息如圖5所示，信息包描述信號點布置如圖6所示。

ATP收到該應答器后更新行車許可，此時接收UUS碼，行車許可終點由原來2552（157+395+1 000+1 000）m后的通過信號機變為613（227+386）m后的進站信號機，行車許可長度由2.460 km更新為0.518 km。

圖1 二郎廟至南曹站示意圖Fig.1 Schematic diagram of Erlangmiao to Nancao station

圖2 SAM概要Fig.2 Overview of SAM

圖3 SAM數據236包中593-2615應答器數據Fig.3 Balise data 593-2615 in packet 236 of SAM data

圖4 593-2615應答器[CTCS-1]包描述信號布置圖Fig.4 Signal layout described in 593-2615 balise packet [CTCS-1]

圖5 應答器報文[CTCS-1]包數據Fig.5 Data of balise message packet [CTCS-1]

圖6 593-2621應答器 [CTCS-1]包描述信號點布置圖Fig.6 Signal point layout described in balise packet [CTCS-1]

由于行車許可長度不滿足車載設備從80 km/h→0 km/h的制動距離要求，ATP控制曲線發生變化，導致超速觸發緊急制動。

2 仿真試驗

上述問題發生后，針對裝備不同ATP類型的相關動車組進行制動防護距離仿真模擬，結果如表1～4所示。

二郎廟線路所XTZ進站信號機和南曹站X信號機距離613 m，可知：

1）裝備300 S的CR400AF剩余制動防護距離

常 用SB制 動=613 m-（110 m+ BTM天線到車頭距離（8.5 m））=494.5 m；

緊急EB制動=613 m-（100 m+ BTM天線到車頭距離（8.5 m））=504.5 m。

由表1可知，對于裝備300S的CR400AF車型，該處距離滿足開放UUS信號條件。

2）裝 備3 0 0 T的C R H 380BK剩余制動防護距離

常 用SB制 動=613 m-110 m=503 m；緊急EB制動=613 m-100 m=513 m。

由表2可知，對于裝備300T的CRH380BK車型，該處距離不滿足開放UUS信號條件。

3）裝備300T的CRH380A剩余制動防護距離

常用SB制動=613 m-110 m=503 m；

緊急EB制動=613 m-100 m=513 m。

由表3可知，對于裝備300T的CRH380A車型，該處距離滿足開放UUS信號條件。

4）裝備200H的CRH6A剩余制動防護距離

常用SB制動=613 m-110 m =503 m；

緊急EB制動=613 m-100 m =513 m。

由表4可知，裝備200H的CRH6A車型，該處距離滿足所需的制動防護距離。

表1 裝備300S的CR400AF所需的制動防護距離Tab.1 Braking protection distance required by CR400AF equipped with 300S

表2 裝備300T的CRH380BK所需的制動防護距離Tab.2 Braking protection distance required by CRH380BK equipped with 300T

表3 裝備300T的CRH380A所需的制動防護距離Tab.3 Braking protection distance required by CRH380A equipped with 300T

通過以上仿真測試可知，裝備不同ATP類型的相關動車組由于制動性能和制動曲線不同，所需的制動防護距離不同。

3 原因分析

二郎廟進站至南曹進站總長度為613 m。從疏解區線路所至二郎廟線路所之間經過的無源應答器報文描述的線路數據均以L4＃道岔反位至許昌東方向為默認數據。當進路開通南曹方向時，只有在XTZ進站口有源應答器組才能更新為XTZ口至南曹至新鄭機場方向的數據。XTZ進站外方接近區段發UUS碼，按照車載ATP處理邏輯，列車經過XTZ時，控制列車速度80 km/h。動車組列車在接收到XTZ信號機處的應答器信息時，重新計算前方區段長度613 m。裝備ATP 200C動車組列車在平坡下由80 km/h降至0 km/h的制動距離為650 m，不滿足制動要求，因此導致超速，引發制動。

《鐵路技術管理規程》（高速鐵路部分）對此類場景規定如下：

第71條 特殊地段因條件限制，同方向相鄰兩架指示列車運行的信號機間的距離小于列車規定速度的制動距離時，應采取必要的降級或重復顯示措施。

南曹站與二郎廟站地面聯鎖電路做了重復顯示設計，即南曹進站開放后，二郎廟進站信號才能開放，后續仍出現部分車型制動距離不足情況，與地面電碼化定義變化及車載設備邏輯有關。

《機車信號信息定義及分配》（TB/T3060-2002）3.2.3.6對UUS定義（四顯示區段）為：

要求列車限速運行，表示列車接近的地面信號機開放經18號及以上道岔側向進路，且次一架信號機開放經道岔的直向或18號及以上道岔側向位置進路。

《機車信號信息定義及分配》（TB/T3060-2016）新增了CTCS-2/ CTCS-3區段，4.6.10對UUS定義為：

高速鐵路及僅運行動車組的區段，表示列車接近的地面信號機開通經18號及以上道岔側向位置進路，且進路允許速度不低于80 km/h。

對比定義區別，主要在于是否預告下一架信號機是否開放，因此雖然采取了重復顯示的方式，但車載ATP不能根據UUS判斷出下一架信號機是否開放，依據當前區段長度計算造成防護距離不足引發制動。

4 結論及建議

由于地形限制，在防護距離過短區段，可按照公式（1），結合工程實際數據計算確定初速度制動到目標距離的制動距離，并應取不同類型動車組（含不同型號列控車載設備）計算值的最大值。

其中，L1— 動車組從初速度制動到0 km/h的最大制動距離；

L2—動車組從目標速度制動到0 km/h的最大制動距離；

L3—動車組按初速度運行4 s的走行距離；

L4—列車防護距離，以120 m計。

當實際防護距離小于計算防護距離時應采取降級措施，如二郎廟開放南曹方向進路時，XTZ信號機應由UUS信號降級為UU信號，才能徹底解決不同類型ATP制動問題。