客运专线长编动车组自动过分相问题探析

苏腾江

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安　710043)

客运专线长编动车组自动过分相问题探析

苏腾江

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安710043)

摘要：针对近期开通的客运专线在联调联试过程中发现自动过分相存在两次断合VCB(真空断路器)的异常问题，通过对车载设备的记录数据及地面自动过分相装置的设置情况进行分析，找到两次断合VCB异常问题的原因，通过调整地面磁感应器的设置位置或修改列控车载设备软件参数可解决该异常问题。

关键词：客运专线；动车组；分相区；地面磁感应器

1概述

电气化铁路采用分段换相供电，为防止相间短路，各独立供电区间设置分相区，分相区长度为300～500 m。为了动车组正常过分相，在分相区外设置“断”、“合”标[1]，动车组通过时关闭辅助机组、断开主断路器，惰行通过分相区后再逐项恢复，受电弓在无电流情况下通过分相区[2]。

目前我国在建客运专线或高速铁路均采用自动断电的方式通过电分相，为满足不同车型过分相的要求，采用应答器组自动过分相和磁感应器自动过分相两套系统。当动车组具备应答器组自动过分相时，车载设备屏蔽地面磁感应器信息，采用应答器组自动过分相；当动车组不具备应答器组自动过分相时，采用磁感应器自动过分相。

1.1应答器组自动过分相

在采用CTCS-2/3级列控系统的线路，由地面应答器组或无线闭塞中心RBC提前预告分相区信息[3-4]。当动车组车头距分相区10 s时，车载设备给出过分相语音提示；当车头距分相区一定时间(时间参数根据动车组要求进行配置)，车载设备输出过分相控制信号；当车头越过分相区一定时间(时间参数根据动车组要求进行配置)，车载设备输出撤销过分相控制信号[5]。

1.2磁感应器自动过分相

在电分相中性区段两侧安装磁感应器，当动车组运行至中性区前，接收到地面磁感应器信息时，控制动车组断开主断路器；当动车组运行至中性区后，接收到地面磁感应器信息时，控制动车组闭合主断路器[6]。

2问题描述

在采用CTCS-2级列控系统的客运专线调试过程中，为满足地面各子系统对不同车型运营的兼容性要求，进行了CTCS-3级列控车载设备在CTCS-2级模式下的动态测试，动态测试过程中出现长编组的CTCS3-300H型动车组以后备模式CTCS-2级控车时，自动过分相存在两次断合VCB的异常问题。

3问题分析

3.1车站数据分析(图1)

图1　过分相指令输出描述(单位：m)

以CTCS3-300H型动车组在CTCS-2级模式下通过分相区为例。T1时刻车载在K688+083处收到地面75-5-43-15-2的E68包，预告前方13 228 m后有长度为393 m的分相区[7]，VC(车载安全计算机)监控数据显示此时车载输出过分相有效指令。

T2时刻车载在进入分相区前3 s公里标K699+109处，输出过分相命令指令，即输出断开VCB指令。

T3时刻动车组车头在越过分相区终点130 m公里标K699+831处，车载输出断开过分相命令指令，即输出闭合VCB指令。

T4时刻动车组车头在越过分相区终点600 m公里标K700+315处，VC监控数据显示此时车载断开过分相有效指令。

上述数据分析，车载ATP过分相处理逻辑正常。

3.2地面设置分析

图2　地面磁感应器调整前后对比(单位：m)

依据铁运电[2012]60号文《关于高速铁路车载自动过分相地面磁感应器设置位置调整的通知》，时速250 km及以上高速铁路，地面磁感应器设置位置调整a值为360 m，b值为140 m[8-12]，如图2所示。T4时刻车载断开过分相有效指令时，动车组尾部还未通过地面磁感应器(c、d)，即位于动车组尾部的自动过分相处理装置车载磁感应接收器未通过地面磁感应器。

下一时刻当动车组尾部到达地面磁感应器位置时，车载自动过分相处理装置随后传送了地面磁感应器过分相信号，即“VCB断”指令，由于此时车载已断开过分相有效指令，“VCB断”指令有效，车载输出断开VCB指令后导致牵引失流。

从图2更改后图中可以看出，地面磁感应器设置位置调整后，在动车组车头部越过分相区终点600 m后，动车组输出GFX禁止信号，即取消对地面磁感应器信号的屏蔽，而此后，动车组车尾部的磁感应接收装置经过地面磁感应器时，车载输出断开VCB指令，导致再次断主断。

4现状分析

经初步调研，在CTCS-3级等级下，动车组车载设备根据RBC发送的分相区信息实现自主过分相，车载信号一直输出GFX禁止信号(即选择ATP过分相)(铁运[2012]211号第5.13.1条)[5]。因此，动车组以CTCS-3级模式运行时，将全程屏蔽地面磁感应器过分相信号，不会出现该问题。

CTCS-3级列控车载设备在CTCS-2级模式下，动车组车载设备通过应答器接收分相区信息并实现自主过分相控制。当车载设备接收到分相区预告信息后，立即输出GFX禁止信号；当车头越过分相区终点600 m后，停止输出GFX禁止信号(铁运[2012]211号第5.13.2条)[5]。因此，CTCS-3级列控车载设备在CTCS-2级模式下运行时，地面磁感应器按照铁运电[2012]60号文规定设置的线路，8辆短编组动车组在T4时刻车载断开过分相有效指令时，动车组尾部已越过地面磁感应器，将不会出现该问题，而16辆长编组动车组和重联动车组在T4时刻车载断开过分相有效指令时，动车组尾部未通过地面磁感应器，将会出现该问题。

仅安装CTCS-2级列控车载设备的动车组目前一般不采取应答器自动过分相，而是利用磁感应器自动过分相，因此，不会出现该问题。

5解决方案

方案Ⅰ，调整地面磁感应器的设置位置。

地面磁感应器的设置按照TB/T 3197—2008规定执行，即按图2中更改前布置，CTCS-3级列控车载设备在CTCS-2级模式下运行时，当长编组动车车头越过分相区终点600 m后停止输出GFX禁止信号时，车尾已越过地面磁感应器，即屏蔽了地面磁感应器过分相信号，将不会出现再次断主断的问题。

方案Ⅱ，修改列控车载设备软件参数。

CTCS-3级列控车载设备在CTCS-2级模式下运行时，为解决长编组动车车头越过分相区终点600 m后停止输出GFX禁止信号，而车尾未越过地面磁感应器，可将规定的列控车载设备软件参数由车头越过分相区终点600 m后停止输出GFX禁止信号调整为车头越过分相区终点900 m后停止输出GFX禁止信号，将不会出现再次断主断的问题。

方案Ⅱ通过修改列控车载设备软件参数解决问题，但目前动车组采用全路运行，检修点相对不固定，修改列控车载设备软件参数将涉及全路CTCS-3级动车组，动车组数量较多，修改周期较长。方案I通过调整地面磁感应器的设置位置解决问题，涉及的客运专线不多，修改周期相对方案I短。

6结语

针对联调联试过程中发现自动过分相存在两次断合VCB的异常问题，通过对车载设备的记录数据及地面自动过分相装置的设置情况进行分析，找到了两次断合VCB异常问题的原因，并提出解决方案，为后续工程项目的设计、调试提供了参考和借鉴。

参考文献：

[1] 中华人民共和国铁道部.铁运[2011]49号关于设置高速铁路电分相标识暂行规定的通知[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2011.

[2]鞠静梅. 高速电气化铁路的接触网电分相形式探讨[J].铁道标准设计，2007(9):80-82.

[3]中华人民共和国铁道部.科技运[2010]136号关于印发《CTCS-2级列控系统应答器应用原则(V2.0)》的通知[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2010.

[4]中华人民共和国铁道部.科技运[2010]21号关于印发《CTCS-3级列控系统应答器应用原则(V2.0)》的通知[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2010.

[5]中华人民共和国铁道部.铁运[2012]211号铁道部关于印发《CTCS-3级列控车载设备技术规范暂行》的通知[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2012.

[6]中华人民共和国铁道部.TB/T 3197—2008车载控制自动过分相系统技术条件[S].北京：中华人民共和国铁道部，2008.

[7]中华人民共和国铁道部.运基信号[2010]346号关于印发《列控系统工程数据表编制规定(V2.0)》的通知[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2010.

[8]中华人民共和国铁道部.铁运电[2012]60号 关于高速铁路车载自动过分相地面磁感应器设置位置调整的通知[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2012.

[9]中华人民共和国铁道部.科技运[2008]34号CTCS-3级列控系统总体技术方案(V1.0)[Z].北京：中华人民共和国铁道部，2008.

[10]张毅.CRpA型动车组VCB无法投入故障分析及应急处理[J].现场经验.2009(2):41-43.

[11]中华人民共和国铁道部.TB10621—2009高速铁路设计规范(试行)[S].北京：中华人民共和国铁道部，2009.

[12]温建民.高速铁路地面自动过分相系统的研究与运用 [J].铁道标准设计，2011(4)：104-107.

Analysis of EMU Automatically Passing Neutral Section of Passenger Dedicated Line

SU Teng-jiang

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， China)

Abstract：In view of the recent twice abnormal on-off VCB during the joint debugging and commissioning on the passenger dedicated line in process of automatically passing neutral section， analysis of automatic splitting phase device is conducted with data recorded by on-board device and ground equipment to find out the causes of the abnormality. It is concluded that the setting-up or adjustment of the position of the ground magnetic sensor or modifying the parameters of the train control onboard equipment software can solve the problem.

Key words：Passenger dedicated line; EMU; Neutral section; Ground magnetic sensor

中图分类号：U223.5

文献标识码：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.06.030

文章编号：1004-2954(2015)06-0135-03

作者简介：苏腾江(1984—)，男，工程师，2007年毕业于北京交通大学，工学学士。

收稿日期：2014-08-20； 修回日期：2014-10-15