车载设备收到应答器默认报文的处理逻辑探讨

徐效宁，肖 兴，赵东旭

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京 100081；2.中国铁路北京局集团有限公司电务部，北京 100860）

默认报文是指列控中心、轨旁电子单元或有源应答器设备故障时应答器发送的报文，它以特定的报文计数器（M_MCOUNT）标识不同的故障。根据应答器组的不同类型，默认报文除[ETCS-254]包外，也可能包含停车报文。

本文通过一例中继站应答器故障的案例，分析车载设备的反应，探讨车载设备收到默认报文的处理逻辑，同时结合相关规范，对车载设备的处理逻辑提出了修改建议。

1 现场故障案例

中继站应答器组的设置如图1 所示，在上下行线路靠近中继站的位置，分别设置两组有源应答器组，每组包含两个无源应答器和一个有源应答器。

图1 中继站应答器设置示意Fig.1 Balise layout of a relay station

现场某中继站ZJ2 的有源应答器因故障，发送默认报文。当CTCS-2(简称C2)车载设备以FS 模式经过时，车载设备转为部分监控（PS）模式并输出常用制动，直到下一站有源应答器组时，才重新恢复FS 模式。CTCS-3(简称C3)车载设备以CTCS-2等级FS 模式经过时，限速也降为45 km/h 并输出常用制动。现场拆除该有源应答器后，C2 车载设备或以CTCS-2 等级运行的C3 车载设备经过ZJ2 时，允许速度不再下降，也不再输出制动。

分析故障现象，有两个问题值得商榷。

1）中继站两个有源应答器里均描述了前方的临时限速信息，当第二组有源应答器故障时，即使第一组正常接收，车载设备也将降级运行，降低了系统的可用性。

2）当现场拆除第二组的有源应答器后，车载设备反而能够正常运行。假设ZJ2 正在发送默认报文，但由于干扰导致BTM 译码失败，车载设备没有收到默认报文，应答器组作丢失处理，将不会降级运行。如果ZJ2 丢失对于控车没有不安全因素，那么车载设备就没有必要对默认报文进行特殊处理。

2 相关规范描述

2.1 地面规范描述

《列控系统应答器应用原则》（TB/T 3484-2017）在5.3.7 节规定[1]，“有源应答器根据区间方向发送临时限速信息，第一组中继站应答器组中无源应答器发送链接信息、轨道区段、线路坡度、线路速度、特殊区段等反向线路数据，第二组中继站应答组中无源应答器发送链接信息、轨道区段、线路坡度、线路速度、里程信息、特殊区段等正向线路数据”。同时，规范在附录B.16 和B.17 条中继站应答器组临时限速[CTCS-2]包数据范围中指出，“正线TSR 管辖范围应从中继站有源应答器组开始至前方车站出站口应答器（或中继站第二个有源应答器组）再加一个防护距离，防护距离应涵盖从防护始端应答器所在区段的线路最高允许码降至HU码的所有闭塞分区并延伸200 m。”

分析上述规范， ZJ1 和ZJ2 有源应答器发送的临时限速数据终点是一致的，ZJ1 可以覆盖ZJ2 的临时限速信息。只有一种情况例外，即在列车越过ZJ1 未越过ZJ2 时，地面在前方设置了新的临时限速。但这种情况可不予考虑，它和CTCS-2 级运行的列车越过出站口应答器后区间设置新临时限速的场景一样，应当通过规章制度保证。所以，中间站ZJ1 和ZJ2 的有源应答器可认为是互为备份的关系，能够提高CTCS-2 级列控系统的可用性。

2.2 车载规范描述

C2 车载设备相关规范（铁总运[2014]29 号、TB/T 3529-2018）要求主机对应答器信息执行一致性检查, 当收到默认报文时应根据报文计数器给出相应报警提示。同时，规范还要求“在FS 模式下，当车载设备接收到与运行方向一致的[ETCS-254]包，或接收到M_MOUNT 值为0/252/253 的应答器默认报文时，应丢弃之前接收的线路数据和临时限速信息，转入PS 模式并输出最大常用制动，同时提示应答器信息接收异常”[2-3]。

《CTCS-3 级列控车载设备技术规范（暂行）》（铁运[2012]211 号）只要求主机对应答器信息执行一致性检查，没有规定在CTCS-2 等级FS 模式收到默认报文的特殊处理逻辑，《CTCS-3 级列控车载设备技术条件》（TB/T 3483-2017）8.4.8 节对此作了补充[4]，“车载设备收到默认报文后，应废弃临时限速信息，即由临时限速引起的限速曲线SBI 突降为50 km/h，EBI 缓降为55 km/h。”

从规范分析，收到默认报文时，C2 车载设备删除线路数据和临时限速，C3 车载设备则只删除临时限速，两者存在一定的差异。但总的来说，在中继站应答器故障案例中，两种车载设备的处理方式都会降低系统的可用性，没有达到地面的预期目标。

图2 列车实际进路和车载设备认为的进路Fig.2 The actual route of the train and the route known by the on-board equipment

3 相关规范分析

3.1 ETCS规范分析

因为ETCS-1 系统也是通过点式应答器传输线路数据，所以本文首先介绍ETCS 对于默认报文的处理逻辑。ETCS 系统需求规范要求车载设备对应答器信息进行一致性和有效性检查，但没有对默认报文的特殊处理[5]。系统的安全性由两方面保证[6]。

第一，ETCS 地面设备按列车的实际进路向车载设备发送线路数据。如图2 所示，不管列车所经过的进路多么复杂，线路数据总是按进路纵向延伸。在一些既有信号系统中，当地面设备不能区分侧线股道编号时，ETCS-1 系统通过应答器的重定位信息给出所有进路线路数据的最限制值以保证安全[7]。

第二，当应答器丢失造成ATP 控车可能存在不安全因素时，ETCS 将这类关键应答器的链接反应设为常用或紧急制动。这样，当车载设备检查到该应答器组存在一致性错误时（包括应答器组丢失、信息接收不完整、信息错误、默认报文等情况），将按照链接反应输出制动，导向安全侧。

3.2 CTCS规范分析

1）正线收到默认报文

CTCS-2 级列控系统中，当前方车站排列侧向进路时，出站口、区间以及中继站的应答器组均发送直向的线路数据，进站应答器组才开始描述实际的侧线数据。与ETCS-1 相比，CTCS-2 级列控系统的这种设计可以节省大量的有源应答器等设备，降低成本。

针对中继站有源应答器故障的案例，因为ZJ1应答器组已经提供了临时限速信息，并且列车直向运行，之前的区间应答器也是按直向描述。这种情况下，当第二组应答器丢失或发送默认报文，车载设备沿用既有数据控车没有不安全因素。所以，建议当车载设备正线收到默认报文时，若在同一轨道区段已收到过临时限速信息，则不再删除数据降级运行。

2）侧线收到默认报文

当车站办理侧向进路时，对应的轨道区段分别发送U2/U2S、UU/UUS 码。当车载设备收到这些码时，在UU/UUS 闭塞分区的末端设置45 km/h或80 km/h 的限速以保证安全（大号码道岔信息有效时，限速按[CTCS-4]包取值）。

同时，车载设备在UU/UUS 区段还需要执行侧线防护逻辑。C2 车载设备技术条件（TB/T 3529-2018）7.4.8 节规定，“在列车侧线进站经过进站信号机外方轨道电路区段的过程中，如果发生应答器丢失、接收异常等情况，应丢弃所保存的线路数据转入PS 模式，并触发最大常用制动”。C3 车载设备技术条件（TB/T 3483-2017）8.4.9 节规定，“收到地面UU 或UUS 信号后，车载设备可保留当前闭塞分区内的线路数据（轨道区段、线路速度、坡度信息、临时限速、链接信息、过分相信息）及大号码道岔信息、公里标、站名信息”，“若车载设备在越过当前闭塞分区终点时仍未收到更新的线路数据，则转为部分监控模式并输出最大常用制动命令停车”。

可以看到，上述规范条文在描述上存在一定的差异，各车载设备实现时也有不同。侧线防护逻辑和FS 模式对默认报文的特殊处理逻辑，共同保证了C2 车载设备或以CTCS-2 等级运行的C3 车载设备使用正确的线路数据控车[8]。所以，建议车载设备侧线收到默认报文时，维持既有逻辑。

应当注意，UU/UUS 不是侧线的唯一标识。当车载设备收到引导信号（HB 码）时，地面也可能开通了侧向进路。这种不能明确列车在正线的情况，车载设备在FS 模式时也应对默认报文进行处理。在进入引导模式时，有的车载设备还会再次删除数据进行防护，在此不再展开。

另外，如果地面存在仅依赖车载设备对默认报文的反应进行防护的情况，地面设计应修改应答器的链接反应，使车载设备的触发条件改为应答器信息的一致性检查，以应对丢失的应答器可能发送默认报文的场景。

4 结论

车载设备对应答器默认报文的处理逻辑是一项安全措施，如果放宽条件应慎之又慎。通过对相关规范条文的分析，本文建议：当车载设备在正线收到默认报文时，若在同一轨道区段已收到过临时限速信息，则不再删除数据降级运行；其他情况则维持既有逻辑。这个方案尽可能的缩小了影响范围，并提高CTCS-2 级列控系统的可用性，供大家探讨。