一起动车组速度跳变的原因分析

黄春生

（西安铁路局西安电务段，助理工程师，陕西 西安 710000）

近几年，高铁线路的陆续开通和长大交路的开行，动车组的运行数量和开行密度不断增加，作为保障行车安全的主要设备ATP（列车自动防护系统）的各种罕见的故障层出不穷，给铁路运输造成很大影响。2012年2月27日，西安局CRH2094C车08端担当的G2012次运行至郑西客专中继站24，于13：25：03，ATP触发制动停车，缓解开车后DMI（人机界面）显示限速由230 km/h至310 km/h来回跳动2次，重启后运行正常。通过查看JRU（司法记录单元）数据发现，13：25：01，ATP收到RBC（无线闭塞中心）发来Msg3（行车许可）其中Pkt15（信息包15）提供的MA（移动授权）长度为20 475 m。13：25：03，ATP收到RBC发来Msg3其中Pkt15包提供的MA长度为3 160 m，MA缩短造成EB（紧急制动）曲线突降。此后RBC发送的MA多次突变，造成车辆允许速度跳变。本文深入分析这一突发故障的根本原因，为动车组应急处理提供理论参考，将此类故障对铁路运输的影响降到最小。

根据RBC 5日志，结合MA变化，分析此次速度跳变主要由以下3方面原因造成。

1 轨道电路异常

由于区间轨道电路闪红占用，造成动车组所在轨道电路区段码型由L5码突变为U码，车载安全计算机输出的速度距离模式曲线中允许速度急剧下降，实际运行速度曲线触碰紧急制动曲线，触发EB停车。

1.1 10 592 G异常占用造成MA缩短根据RBC 5日志，列车运行至10 592 G时，已通过RBC级间切换预告应答器，备用电台呼叫RBC 4。在呼叫过程中，安全层建立之后，列车向RBC 4发送Msg 155（通信会话开始），RBC 4向列车发送Msg 32（系统版本），此时列车认为与RBC 4的通信会话已建立，并向RBC 4发送Msg 159（通信会话已建立）。但在RBC 4收到Msg 159前，10 552 G闪红占用，MA缩短至3 160 m，车载最大允许速度从310 km/h降至170 km/h，触发EB制动，交权流程取消。MA变化见表1。

表1 轨道电路异常造成MA变化

1.2 10 592 G出清导致MA再次延伸根据2月27日中继站24列控中心日志分析，10 552 G闪红1 s后即出清，而车载收到的MA是依据列车运行前方空闲轨道区段数，线路坡度，线路速度计算所得，当区段出清，前方空闲轨道区段数增加，计算所得MA长度相应增加，故MA延伸至RBC5RBC4交权边界，MA长度9 036 m（见表1）。

2 处于交权区

动车组运行至交权区（2个RBC管辖区域的重合部分），也就是交权边界，通常在2～4 km范围内，当动车组运行至该区域内，会收到RBC切换数据包，由当前工作的RBC覆盖范围切换至相邻RBC。RBC 5收到Pkt 131，检测交权条件满足，启动备用电台连接RBC 4，在RBC 4与车载未成功连接的情况下，轨道区段占用，造成MA变化，MA延伸至RBC 4管辖范围内，启动交权，交权失败，MA又缩短至RBC 5管辖范围。

2.1 MA延伸启动交权MA延伸至RBC 5RBC 4交权边界，RBC 5启动交权流程，并检测交权条件满足，向列车发送Pkt 131，要求列车连接RBC 4，同时MA延伸至RBC 4范围内（MA长度变为21 642 m）RBC 5与RBC 4交权失败造成MA变化表见2。

2.2 10 592 G占用取消交权依据欧标，车载收到RBC发送的Msg 32后，如版本验证合格，则认为已与RBC应用层建立了会话。而RBC收到车载的M 159后才认为应用层通信会话已建立。

RBC 4与列车之间安全层连接建立后，列车收到RBC 4发送的Msg 32后，向RBC 4发送了Msg 159，而在RBC 4收到Msg 159之前10 552 G闪红，RBC 4在未收到Msg 159的情况下认为与车的应用层会话未建立，故在安全层发送DI断开与车载的安全层连接。

根据郑西RBC处理规格：列车与RBC 4成功建立安全连接后，RBC 4将会激活定时器T_FIRSTMESSAGE，时长为20个周期,若该定时器超时前，接收到列车发送的应用层无线消息，则重置该定时器；若定时超时前，未接收到列车发送的应用层无线消息，则释放安全连接。所以车载重新连接RBC4后，车载认为已经建立了应用层会话，不会再向RBC发送Msg 155，导致RBC 4侧T_FIRSTMESSAGE（通过EC计数器可知20周期）等待超时，并向列车发送DI断开与列车的安全层连接，交权流程取消（见表2）。

3 车载与RBC会话受轨道占用干扰

车载在与RBC连接过程中，会话命令传输因轨道电路占用而受到干扰，造成RBC 4错误判断，重复性地连接失败却多次尝试连接，造成MA出现周期性的长度变化,最终导致车载设备显示速度不断跳变。

3.1 车载误判已与RBC连接造成MA不断变化RBC 4与列车之间安全层建立后，RBC 4等待列车发送Msg 155，并激活T_FIRSTMESSAGE；因列车认为与RBC4的通信会话已建立，不向RBC 4发送Msg 155，导致RBC 4 侧T_FIRSTMESSAGE（通过EC计数器可知20周期）等待超时，并向列车发送DI断开与列车的安全层连接，交权流程取消。在此之后是一个循环过程，期间MA不断的延伸、缩短。车载与RBC会话失败造成MA变化见表3。

表3 车载与RBC会话失败造成MA变化

3.2 重启ATP后MA变化稳定重启ATP后，车载与RBC 5成功建立连接后，MA延伸至RBC 5RBC 4交权边界，RBC 5启动交权流程，并检测交权条件满足，向列车发送Pkt 131，要求列车连接RBC 4，列车备用电台与接收RBC的通信会话建立过程得到重置，列车与RBC 4正常连接，MA变化稳定，速度变化连续，从而正常行驶。

4 结束语

根据以上分析，此次MA跳变是因为特定时间的轨道闪红，导致接收RBC和列车对通信会话的建立情况有不一致认定（列车收到Msg 32，RBC未收到Msg 159），造成RBC等待超时而发生速度变化。此事件在特定时间点、特定地点和特定条件下才可能触发，属于极特殊情况。动车组刚越过级间切换应答器组，正在与RBC进行连接，而此时特定轨道电路闪红，导致MA交接出现错位，从而出现速度跳变现象，究其根本原因，是因为地面轨道电路闪红引起速度跳变，切不可因为速度跳变而简单地定性为速度传感器故障。

因此，我们在日常的数据分析过程中，应综合考虑各方面因素，具体问题具体对待，找到故障现象的根本原因。作为应急预案，一旦再次出现该问题时，需要重启ATP，重新开启车载备用电台与接收RBC的会话建立流程。