高速鐵路聯調聯試信號系統典型問題剖析

陳 斌 中國鐵路上海局集團有限公司沿海鐵路浙江有限公司

高速鐵路聯調聯試是對高速鐵路的線路工程、高速動車組、牽引供電、通信信號、防災監控、運營調度以及客運服務等各系統進行綜合測試，對各系統狀態和系統間匹配關系進行反復檢測、調試、驗證，使各子系統的功能和結構完整、合理，使高速鐵路整體系統功能達到最優，為高速鐵路開通運營提供強有力的技術支撐和科學依據。

信號系統是高速鐵路聯調聯試的重要組成部分，為驗證信號系統的性能，在工程靜態驗收合格后先采用電務綜合檢測車進行基本的信號設備狀態檢測，而后采用該線路將來主用型號車載設備進行列控系統功能檢測，最后再采用其它型號車載設備進行跨線兼容性測試。由于信號系統聯調聯試時間相對靠后，如果該階段發現問題將會給后續聯調聯試計劃安排、問題整改及測試時間安排帶來較大困難。因此本文對多個項目聯調聯試期間發現的典型問題進行介紹、分析，為后續其它項目信號系統的設計、集成、施工提供一定的借鑒。

1 出站信號機兩側載頻切換問題

A 線引入B 站，B 站出站信號機XIV 股道側為下行載頻，岔區為上行載頻，如圖1所示。

圖1 出站信號機兩側載頻示意圖

利用某型車載設備對XIV～SN 進路序列進行場景測試時，當列車以完全監控模式通過時，車載設備運行正常；當以部分監控模式發車，列車越過XIV 出站信號機時，車載設備提示機車信號掉碼、觸發制動。

經過對列控設備地面數據、車載數據及車載處理邏輯分析，當列車以部分監控模式發車時，列車車載鎖定下行載頻，雖然在出站應答器組中已經描述經過出站信號機后為岔區上行載頻起點，而列車車載處理邏輯為考慮其測距誤差，列車越過出站信號機后不會立即鎖定上行載頻，而是再走行一定距離后再鎖定上行載頻。由于越過出站信號機后列車走行時間和解碼時間超過了車載設備規定的4 s，從而導致掉碼，引起列車制動。而在完全監控模式下，列車位置處于確定狀態，車載設備會提前鎖定出站信號機兩側上、下行載頻，能夠在越過出站信號機后立即接收上行載頻并解碼，所以未發生掉碼現象。

該特定場景下，列控地面設備的信息描述符與實際情況相符、合相關規范要求，而車載設備出于安全考慮處理邏輯觸發制動也是合理的。該問題可通過修改車載設備軟件或修改列控地面設備數據配置解決，鑒于車載設備軟件修改周期長、涉及范圍廣，為盡快解決該問題從而完成聯調聯試任務，該項目采取了修改列控地面數據配置的方式，即將地面出站應答器報文中軌道電路信息包描述的起點改為零以適應車載設備處理邏輯。

2 進路信號機類型問題

如圖2 所示，C 線路所XK 進站信號機內方設置有XL 進路信號機，且XL內方1#道岔為1/42大號碼道岔，側向最高允許通過速度為160 km/h。

圖2 進路信號機類型示意圖

聯調聯試期間，當配備有某型車載設備的列車利用XK～SF 進路通過C 線路所時，列車運行至XL 信號機處時，觸發緊急制動。

經過對列控地面應答器數據分析，列控地面大號碼應答器BDD 的軌道區段信息對XL 信號機的類型描述是“進路信號機”、對1#道岔的側線通過速度描述為160 km/h。而通過對該型車載設備分析發現，車載軟件邏輯上是識別進路信號機的，但對于上述場景經過大號碼道岔側向的接發車進路，車載設備在區間大號碼應答器處收到相關軌道區段、過岔速度信息后，控制列車以160 km/h的速度通過1#道岔側向。但由于是側向接車XL 信號機外方區段地面發UUS 碼，列車運行至XL 信號機外方區段時車載設備就會棄用之前收到的大號碼道岔應答器信息，將1#道岔側向過岔速度降到80 km/h，引起車載控車曲線突降，從而導致緊急制動。

最終車載設備廠家給出的解決方案是，將區間應答器中對XL 信號機的類型描述由“進路信號機”改為“進站信號機”。

3 短區間C3/C2級間轉換設置問題

如圖3 所示，D 線路所與E 站通過聯絡線連接，其中D 線路所采用CTCS3 級列控系統、E 站采用CTCS2 級列控系統。D 線路所向E 站方向運行時，通過聯絡線區間設置的C3-＞C2級間轉換點在區間轉為CTCS2 后進入E 站；E 站向D 線路所方向運行時以CTCS2等級進入D線路所，通過D線路所XF口外方區間設置的C2-＞C3級間轉換點轉為CTCS3等級運行。

圖3 短區間C3/C2級間轉換示意圖

列車在CTCS3等級通過D線路所4#大號碼道岔側向至E站方向運行時，當在區間等級轉換執行點B10 至D 站SHF 進站信號機之間下達45 km/h 的限速時，列車越過C3-＞C2 等級轉換預告點BXF 后，列車允許速度由120 km/h 突降至105 km/h，觸發最大常用制動。車載設備對級間轉換信息的處理邏輯為，列車CTCS3車載設備收到C3-＞C2等級轉換信息后，“激活”CTCS2 車載設備并向其發送等級轉換執行點位置信息。CTCS2 車載設備被“激活”后根據CTCS2 行車許可及等級轉換執行點位置信息向CTCS3 車載設備報告等級轉換執行點的目標速度。

當在區間等級轉換執行點B10至D站SHF進站信號機之間下達45 km/h 的限速時，D 線路所BXF 進站有源應答器發送全進路45 km/h 的限速報文。該情況下，BXF 應答器處CTCS3 等級允許速度為 120 km/h，CTCS2 車載根據 BXF 應答器發送的全進路45 km/h 限速信息，計算出等級轉換執行點處CTCS2 等級允許速度為45 km/h，而C3-＞C2 等級轉換預告點BXF 距離執行點B10 的距離不滿足由CTCS3 等級允許速度制動到CTCS2 等級允許速度的制動距離，從而觸發列車最大常用制動。

通過分析，有以下兩種解決方案：

方案一：聯絡線區間設置全區間限速

當列車在聯絡線上由D 線路所向E 站反方向運行時，如果聯絡線區間任一里程存在低于80 km/h 的臨時限速時，按全區間限速45 km/h 處理。該方案對列控地面設備不作修改，僅需對區間下達低于80 km/h 的臨時限速時，將范圍擴大至全區間即可。

方案二：調整C3-＞C2等級轉換執行點位置

將C3-＞C2 等級轉換執行點向E 站方向移設，移設后C3-＞C2 等級預告點至執行點之間距離滿足120 km/h 制動到45 km/h 距離。該方案需對RBC、相關列控中心及無源應答器報文進行修改。

上述兩個方案均可解決問題，一般情況下優先選擇方案二。但根據本項目具體情況，考慮到列控地面設備修改工作量、時間以及后續要點施工、測試時間等因素對整個項目聯調聯試計劃的影響，另外D 線路所向E 站方向屬于反方向運行，平時利用率較低，綜合考慮采用方案一。

綜上所述，由于信號系統聯調聯試時間相對靠后，發現問題后將會給問題整改、后續聯調聯試計劃安排帶來較大困難。因此本文通過對聯調聯試期間信號系統典型問題的剖析，并給出解決方案，對后續工程信號系統的設計、集成具有一定的借鑒意義。