高铁轨道电路异常闪红解决方案研讨

杨关仓 徐唐桥

杨关仓:西安铁路局电务处高铁科 工程师 710054 西安

徐唐桥:西安铁路局电务处高铁科 工程师 710054 西安

在高铁调度属地化实施过程中，郑西高铁中继站列控中心对判断轨道电路的原则进行了修改，但在列控中心软件修改后，仍发生了10次“列控中心异常输出占用信息”，导致正常运行的动车组紧急制动6次，造成了较大的运输影响和损失。

1 异常闪红现象

2012年1月28日19:45:47，CRH2094C运行在郑西高铁渭南北至华山北站区间上行线9984BG处，列控车载设备显示由L5突变为U灯，触发紧急制动停车，19:59销记，20:03开车。

1．调看信号集中监测数据分析。19:45:47，列车触发紧急制动，制动的原因是前方9944AG异常闪红。在9944AG“闪红”时，该轨道电压曲线正常，没有出现 GJ↓的现象，说明9944AG在“闪红”时轨道电路是正常的。

2．调看列控中心维护机数据分析。列控A系(主用):9944AG轨道继电器采集“空闲”，而TC(轨道电路通信盘)向TCC(列控中心)上传轨道电路状态信息为“占用”。列控 B系 (备用):9944AG轨道继电器采集“空闲”，TC向TCC上传轨道电路状态信息也为“空闲”。即列控中心主系输出异常，备系输出正常。

3．车载数据分析。ATP接收到前方9944AG“闪红”，引起行车许可突然缩短的控制信息。

4．轨道电路通信柜监测曲线分析。该“闪红”的轨道电路主轨电压、状态均良好。

5．其他9次轨道电路“闪红”故障的现象和本次故障基本一致。

2 原因分析

修改前列控中心判断轨道电路的原则是，“通过采集轨道继电器状态信息判断轨道电路的状态，当TCC采集的轨道继电器状态与轨道电路通信状态不一致时，以轨道继电器状态为准，同时输出报警信息”。

修改后的原则是，TCC对GJ状态和TC上传状态进行“双判断”，即综合GJ采集状态和TC状态，只要有一个状态为占用，TCC即判定轨道电路占用;只有两者都空闲，而TCC才判定轨道电路空闲。

然而修改后的原则对轨道电路通信盘上传的TC状态没有任何容错处理机制，造成TCC处理TC上传状态信息偶尔异常时，TCC也输出占用信息，导致轨道电路异常闪红。

3 高铁轨道电路异常闪红解决方案

该方案分2步走:第一步是查出在轨道电路通信柜监测曲线良好和列控中心设备工作状态均良好的情况下，列控中心输出异常占用信息的真实原因，以便定位故障点 (即CAN总线数据监测方案);第二步是在第一步的基础上，解决高铁轨道电路异常闪红问题 (即TCC对轨道电路状态判断的变更方案)。

3.1 CAN总线数据监测方案

这一步的目的是查找轨道电路通信盘和列控中心间CAN总线上的数据，分清故障到底是发生在轨道电路通信盘侧，还是发生在列控中心侧。具体做法:如现场TCC-A为主控系，则在TCC-B系侧连接一个CAN数据记录仪盒，作为数据监测设备，CAN数据记录仪盒通过USB连接到工控机上，设备连接如图1所示。

图1 CAN总线数据监测设备连接图

该监测方案由和利时和通号公司分别进行了安全风险评估，结论是对现场的设备安全不会造成影响。目前，该方案已经在西安铁路局中继站24、23和22进行了加装，并分别监测到了3月11日、3月13日以及3月25日轨道电路异常闪红的现象和数据。通过数据分析，TC通信盘上传递的数据均正常，也就是说轨道电路异常闪红的原因是列控中心对TC上传的数据处理异常所导致。

3.2 TCC对轨道电路状态判断的变更方案

通过对TC上传TCC的数据监测分析，定位了故障的原因，并在此基础上，提出了TCC对轨道电路状态判断的变更方案。具体是依然采用TCC对GJ状态和TC上传状态的“双判断”机制，但是TCC对TC上传状态的判断采用了更为合理的冗余确认。

1．获得GJ状态。与《列控中心技术规范》处理方案一致，即只要GJ↓，TCC便输出“占用”信息。

2．TCC对TC上传状态判定后的输出状态。如图2所示，“TC上传状态”为TC上传给TCC的状态;“TC解析状态”为TCC对TC上传数据处理后的对应输出状态。为防止TCC对TC上传数据处理异常，TCC对TC上传状态进行冗余延时判断，当TC通信盘上传数据为“占用”并持续3 s后，TCC才输出轨道电路“占用”状态;当TC通信盘上传数据为“空闲”并持续1.5 s后，TCC才输出轨道电路“空闲”;当TC通信盘上传为“非法状态”时，并且“非法状态”保持3 s后，TCC才输出轨道电路“占用”。

图2 轨道电路上传状态解析图

3．TCC输出轨道电路的状态。综合GJ采集状态与TCC对TC上传状态判定后的输出状态，获得TCC输出轨道电路的状态。即只要GJ采集状态与TCC对TC上传状态判定后的输出状态中有一个状态为占用，TCC便判定轨道电路占用，当两者都空闲TCC才判定轨道电路空闲。若两者不一致并持续3 s时，TCC向维护终端输出报警。

3.3 高铁轨道电路异常闪红解决方案的运用情况

对高铁轨道电路异常闪红解决方案进行了安全风险评估，结论是对轨道电路上传的数据经防抖处理，可以有效避免上传数据突变和列控中心对数据处理异常造成的异常“闪红”。该方案既提高了设备的可用性、可靠性，也不存在安全风险。按照高铁轨道电路异常闪红解决方案，对郑西高铁中继站20、21、22、23和24的列控软件进行了升级。经过近5个月的运用观察，没有再次发生轨道电路异常“闪红”的现象，现场也没有出现因轨道电路引起的危及行车安全故障，可以说该方案有效解决了现场轨道电路异常“闪红”的问题。

4 结束语

通过对高铁轨道电路异常闪红故障进行深入地分析，明确了高铁轨道电路异常闪红的原因，提出了高铁轨道电路异常闪红的解决方案。经安全风险评估和现场验证，该方案既具有较高的安全性，又具有较高的可靠性和可用性，满足现场的运用需求，为郑西高铁正在实施的地面列控中心降速软件版本的确定和全路高铁列控中心软件的升级，奠定了良好的安全基础。

［1］ 中华人民共和国铁道部．科技运〔2010〕138号 列控中心技术规范［S］．2010，12．

［2］ 和利时公司．郑西线中继站闪红光带安全风险评估报告［R］．2012．

［3］ 林瑜筠．铁道信号新技术概论［M］．北京:中国铁道出版社，2005．

［4］ 胡彦朝．车站列控中心接口系统功能概述［J］．科技资讯，2012(17)．