基于高铁信号系统联调联试技术问题及解决方案研究

刘新战

【摘 要】本文首先介绍了高速铁路信号系统的构成，详细分析联调联试中发现的问题，提出了相应的解决方案，从而确保高速铁路安全高效地运行。

【关键词】高铁；信号系统；故障；方案

1.前言

随着铁路现代化、信息化建设的飞速发展，尤其是高速铁路的开通，电务设备既要导航、又要护航；既要保证行车安全、又要提高运输效率，在铁路运输系统中所扮演的 “安全保护神”角色越来越重要。信号系统联调联试的目的是验证高速铁路信号系统的可靠性、安全性和可用性。根据试验结果调试系统并指导软件升级，为优化和完善系统结构、系统验收与开通、制定规章制度、组织运营方案和指导系统的维护管理提供依据。

信号系统联调联试的主要内容：信号设备（轨道电路、应答器、补偿电容）的状态检测； CTCS-2和CTCS-3级列控系统功能的测试；车站联锁系统相关功能的测试以及 CTC系统（系统功能、接口关系、故障模拟） 测试。

2.高速铁路信号系统的构成

目前国内的高速铁路信号系统主要有CTCS-2级列控系统和CTCS-3 级列控系统 2 种。图1为CTCS-3级列控系统结构示意图。

CTCS-3级列控系统是在CTCS-2级列控系统的基础上，增加了地面RBC设备，车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现了基于GSM-R无线网络的双向信息传输，用于速度为 300～350 km/h的新建线路。在 CTCS-3级列控系统中，CTCS-2级列控系统作为备用系统，当 CTCS-3级列控系统出现故障时，CTCS-2级列控系统作为热备系统来继续工作，提高了信号系统的可靠性。

CTCS-2 级列控系统则单独应用于速度为200～250 km/h的提速干线和客运专线，该系统基于ZPW-2000A轨道电路和点式应答器向列车传送行车许可信息，并通过目标距离模式监控列车安全运行。

3.联调联试中发现的问题及解决方案

下面针对兰新高铁CTCS-2级列控系统功能联调联试过程中发现的若干问题，进行分析并介绍了相对应的解决方案。

3.1 1LQ 区段太短问题的处理

如图 2 所示，当排列 X3 向 SF下行发车时，如发车进路岔区无码，动车组运行到发车进路时，由于地面为无码，ATP不能通过地面信息判断4231信号机是否开放。出于安全考虑，无论4231信号机是否开放，ATP都认为4231信号机为红灯，车载ATP将以4231信号机处为停车点生成目标-距离模式曲线。由于1LQ的区段长度只有 430 m在 SF 信号机前 ATP 模式曲线已经开始下降，动车组在 SF 前低于线路允许速度80 km / h运行。

解决方案：

（1）在施工设计时确认1LQ的最短长度，根据所有车载不利条件，当1LQ满足650m，速度80km/h 时模式曲线不会下降，因此在设计时需保证 1LQ区段长度应大于650 m。

（2）可在发车进路后面部分区段进行合并发码，增加1LQ的发码区段长度并满足650m的要求（如图2IAG在侧线发车时进行发码） 。

3.2侧线接车非正常制动问题

如图3所示，当办理S向X6的接车进路，动车组运行到6股道（6G）前50m时，由于车载ATP逻辑，车载ATP就会打开载频搜索窗口查找股道2000Hz的载频。由于8DG区段长度小于50m，当ATP 搜索窗口打开时，动车组仍在6DG 区段，ATP 收到6DG发的2000Hz载频，误认为已经进入6股道（6G），这时当动车组进入8DG时，由于8DG为非一体化轨道区段，非一体化区段不发码且区段长度太短，当车载收不到载频，动车组车载 ATP 就会触发常用制动。

解决方案：

（1）延长 8DG 轨道区段长度，考虑地面数据的误差以及为了留有余量，个人认为应将8DG的距离延长80m，如图4所示，即大于车载ATP自动打开载频搜索窗口的距50m。

（2）修改6股道的载频为2600Hz后，当动车组运行到6DG时，搜索的载频为2600Hz，当收到6DG发送的2000Hz载频信号时不会处理，就能保证ATP正常控车。该方案实施时还应同步考虑临线干扰问题。

3.3信号机 USU 信号突变为红灯

A站办理7G接车进路时，地面信号机USU信号突变为红灯，到现场检查信号机点灯电路中的不可变电阻阻值过大，电流处于临界值，导致信号不稳定。解决方案：

修改进站信号机点灯电路，将USU点灯电路中的不可变电阻更换为阻值较小的电阻，直至试验良好，即亮稳定 USU 灯光。

3.4上行3G侧线通过进路无码问题

如图5所示，上行办理 3G 侧线通过进路时，侧向发车进路上最小号码道岔为18号及以上且发车进路上无低于80km/h的固定限速和临时限速时，发车信号开放后，股道区段发送 USU 码（侧线无限速） ，当出站第一离去区段发 HU（含 HB、检测码）或UU时，股道发码降级为UU码，上行办理3G侧线通过进路，动车至X3信号机内方时应收到USU码，含义为经18号道岔侧向通过，但当车载出现掉码问题后，使动车组触发常用制动。

解决方案：

首先，通过CD96-3Z移频测试表来判断故障范围，是室内故障还是室外故障，如果是室外故障，通常到现场仔细检查道岔绝缘、道岔跳线、扼流变压器及站内匹配单元等设备，在本案例中，经过测试，判断故障为室外故障。到现场发现 X3信号机外方 1DG轨道区段的道岔跳线的设置存在问题，即绝缘节前没有加装跳线，增加跳线后，3G 恢复正常发码。

3.5联调联试期间易发生的其他问题

（1）电力电缆与信号电缆同沟；

（2）信号设备与贯通地线接地不良；

（3）综合地线被盗，导致地线不通，在电力回流不畅时，不能通过贯通地线分流电流，烧信号电缆；

（4）上跨桥电缆槽道设在防护栏外侧，维修中容易掉落到线路上；

（5）集中监测、列控中心维护终端等辅助监测设备未调试到位，导致大量误报警；

（6）列控数据设计与现场实际数据不符。

针对以上一系列问题，对于信号系统本身存在的问题，在联调联试之前务必要进行及时整改，同时统筹考虑系统与相关线路、接触网、站场等之间的接口，涉及信号系统以外专业的问题，要会同多个部门进行联合整治，确保各项工程质量到位。

4.结语

如果能针对高速铁路信号系统联调联试中发现的问题进行总结、分析和归类，既是积累经验、优化联调联试方法、指导现场开通技术人员的需要，也是充分体现我国高速铁路列控系统不断进步和完善的过程； 通过建立和不断完善针对性的防范措施，将为我国高速铁路安全高效地运行提供有力的保障。

参考文献：

[1]张秀广.高速铁路通信信号系统联调联试关键技术[J].铁路通信信号工程技术，2011，8（ 6）：1-6.

[2]林瑜筠，譚丽，涂序跃等.高速铁路信号技术[M].北京： 中国铁道出版社，2012.

[3]康熊.高速铁路联调联试技术[J].中国铁路，2010，46（ 12）：53-56.