关于列控中心改方过程及故障思路介绍

徐 鹏

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 列控中心系统介绍

列控中心为客运专线列控系统地面设备中的核心设备，其主要功能为根据其管辖范围内各列车位置（轨道占用状况）、联锁进路以及线路临时限速状态等信息，控制轨道电路编码，控制有源应答器发送进路参数信息，向列车提供其所需的运行许可和线路参数。

列控中心设备采用冗余设计，且符合故障—安全原则。列控中心由以下主要单元构成：安全主机单元、通信接口单元、输入输出接口单元、监测维护单元、信号安全数据网接口单元、冗余电源单元。列控中心系统结构原理如图1所示。

2 改方原理介绍

2.1 改方功能的目的

在国内高速铁路CTCS-2级列控系统中，列车获得行车许可的方式是,通过机车头部下方的车轮对轨道进行短路，获取到轨道电路设备提供的信号信息，经车载ATP计算机处理后实时计算得出，示意如图2所示。当列车需反向行使时，需对轨道电路信号电流方向进行切换，因此引入改变方向的需求，控制地面设备对接收器、发送器及传输电路进行正向、反向切换。

图1 列控中心系统原理图Fig.1 Schematic diagram of train control center system

图2 轨道电路信号示意图Fig.2 Schematic diagram of track circuit signal

2.2 改方功能的继电器接口

方向电路的设置原则为车站以区间口为单位，每个区间口设置一套方向电路；中继站以线路为单位，每条线路设置一套方向电路。

1）控制继电器（GFJ）：每套方向电路中设置一个ZGFJ和一个FGFJ，ZGFJ和FGFJ由列控中心负责驱动，用于带动方向继电器（FJ）动作。

2）FJ：每套方向电路中设置一个FJ，FJ用于带动区间轨道电路发码方向切换继电器（FQJ）动作。列控中心采集FJ的前后接点，用于检查FJ是否动作到位。

3）FQJ：区间每个轨道区段设置一个发码方向切换继电器FQJ，用于集中区范围内所有轨道电路发码方向的切换。列控中心采集集中区范围内所有FQJ串联后的状态，用于检查集中区范围内所有FQJ是否动作到位。

区间正向运行时，车站甲SN口为发车方向，车站乙X口为接车方向；如图3所示，说明车站甲方向电路正向状态如下。

1) 列控中心驱动SN口ZGFJ吸起、FGFJ落下。

2) ZGFJ吸起、FGFJ落下，通过继电器的接点，带动方向继电器FJ吸起。

3) FJ的前接点导通，后接点断开，带动集中区范围内所有FQJ处于落下状态。

4) 同时列控中心采集FJ状态为吸起，串采FQJ状态为落下。

2.3 改方功能的操作

如图4所示，结合图3两车站及其区间的结构，其中中继1为甲站的归属站，中继2为乙站的归属站。以正常改方为例，甲站为原发车车站，乙站为原接车车站，区间处于空闲状态，正常改变运行方向流程如下。

1）乙站联锁办理发车进路后，联锁设备向乙站列控中心发送发车请求信息和发车锁闭状态信息。

2）乙站列控中心收到乙站联锁的区间方向控制命令后，判断正常改方的检查条件：a.站间空闲（含无配线车站站内区段）且所管辖的无配线站没有办理接发车进路；b.管辖的中继站2与乙通信正常；c.甲站管辖范围内没有办理发车进路。

3）乙站列控中心向甲站列控中心发送请求改变运行方向信息，要求甲站先改为接车方向，同时控制管辖范围内区间轨道电路编码为JC码。

4）甲站接收到来自乙占的正常改方请求命令后，再次进行正常改方的条件检查：a.站间空闲（含无配线车站站内区段）且所管辖的无配线站没有办理接发车进路；b.管辖的中继站1与甲站通信正常；c.检查甲站的SN口无发车进路锁闭。

5）甲站列控中心启动甲站方向电路动作，同时通知其管辖的中继站1开始控制相应的方向电路动作。

6）甲站列控中心确认甲站方向继电器以及所管辖的中继站方向继电器动作到位，即FJ落下、FQJ吸起，甲站SN口及管辖中继站改为接车方向，并向乙站列控中心发送允许改变运行方向命令。

图3 单站方向电路图Fig.3 Directional circuit diagram of single station

图4 两站一区间示意图Fig.4 Schematic diagram of two stations and one section

7）乙站列控中心收到甲站的允许改变运行方向命令后，乙站列控中心则向所管辖的中继站1发送改方命令，并同时驱动乙站相应方向口的方向继电器。

8）乙站列控确认乙站方向继电器及所管辖的中继站2方向继电器动作到位，即FJ落下、FQJ吸起，乙站X口及管辖中继站2改为发车方向。

9）此时改方完成，乙站向联锁发送X口为发车方向，允许开放发车进路。

对上述过程总结如下：

1）正常改方发起者：接车站可办理正常改方操作；

2）正常改方操作的办理方式：通过接车站联锁办理发车进路的方式实现；

3）正常改方检查条件：全区间空闲、原发车站无发车进路锁闭；

4）正常改方操作一次有效：改方失败后，原接车站需重新办理发车进路，再次触发改方。

3 典型故障案例及排查方向

3.1 本站不发JC码，邻站改方继电器不动作

原接车站办理发车进路，联锁发送改方请求后，本站及中继站管辖区间范围轨道电路编码未发生变化，则表示本站列控中心未获得改方请求或改方检查未通过，可对本站如下故障点进行排查。

1）检查TCC与CBI通信状态；

2）检查区间占用状态；

3）检查邻站是否有发车锁闭（含联锁上电锁闭）；

4）检查管辖中继站监测上与主站的通信状态；

5）检查与邻站区间是否有无配线进路；

6）是否上次改方不成功未重新办理进路（办理一次进路仅改方一次）。

3.2 邻站继电器已动作，但本站继电器未动作

原接车站办理发车进路，联锁发送改方请求后，本站及中继站管辖区间范围轨道电路编码已变更为JC码，邻站及其管辖中继站方向电路继电器已动作但未保持，本站及管辖中继站方向继电器也未曾动作，则表示邻站列控中心通过改方动作发起前校验，但未满足改方完成状态检查，可对邻站如下故障点进行排查。

1）检查邻站FJ、FQJ采集状态是否到位（从列控监测界面看），如不到位，检查继电器及采集情况。

2）邻站有中继站时，中继站的FJ和FQJ是否动作到位。

3）改方过程中是否有区间占用情况。

3.3 邻站改为接车方向，本站未改为发车

原接车站办理发车进路，联锁发送改方请求后，邻站及其管辖中继站方向电路继电器已完成动作，本站及管辖中继站方向继电器已动作但未保持，则表示邻站列控中心已发送改方回执，本站列控中心未满足改方完成状态检查改，可对本站如下故障点进行排查。

1）检查本站FJ、FQJ采集状态是否到位（从列控监测界面看），如不到位，检查继电器及采集情况；

2）本站有中继站时，中继站的FJ和FQJ是否动作到位；

3）改方过程中是否有区间占用情况；

4）邻站改方时间长导致本站继电器动作时间不足，此种情况再改一次即可。

3.4 FJ、FQJ动作不到位

改方过程中，若FJ未动作时，则从以下内容检查电路：

1）测量TCC电压输出；

2）检查FJ驱动电路；

3）检查继电器是否故障。

若FJ已动作但未能保持状态时，则检查FJ至TCC采集电路。

1）测量FJ的端子是否有电；

2）测量TCC在接口架是否有电（零电使用LKF）；

3）检查接口架至PIO/PI板卡电缆；

4）更换采集板。

改方过程中，FQJ动作不到位，则从以下内容检查电路。

1）检查FJ是否动作到位；

2）测量接口架处TCC采集点是否有电（零电使用LKF）；

3）检查区间区段所有FQJ是否全部动作；

4）测量每个FQJ后方接电是否有电，对于不清楚哪个点给TCC串联采集时，测量所有接线点。

由于改方过程不是一直持续，给排查带来困难，可使用辅助改方的形式，两站值班员进行辅助改方，且在联锁计时快结束时点计时按钮，进行持续改方。

4 改方功能优化

高速铁路实际工程运用中，特别是运营时期，偶发的正常改方失败原因大多数为方向电路继电器节点接触不良，进而导致列控中心采集节点电位无效。从改方电路以及列控中心监测维护机报警信息两方面可进一步提高改方操作完成率以及故障发生时的准确定位。

4.1 方向电路采集优化

中国国家铁路集团有限公司在2019年3月4日发布《中国铁路总公司工电部关于优化列控中心方向电路提高设备工作可靠性的通知》中要求高速铁路将列控中心方向电路采集区段发码FQJ后节点实施并联冗余节点方案，经现场运用效果良好。其根本原理为加强FQJ后节点冗余采集，使得每一个区间FQJ继电器的后节点进行并联，从而提高导通概率，如图4所示。

4.2 列控中心监测报警优化

列控中心监测维护机对继电器采集断线进行实时报警，但改方动作是变化状态，依据《列控中心技术条件》（TB/T 3439-2016号），改方过程在13 s内完成即可判断为有效，故无法将过程中未动作继电器点位信息判断为“断线”故障。当前逻辑为改方失败，动作未完成继电器需导向初始态，即需回退。这就对维护部门排除改方过程中出现的继电器采集故障判断造成障碍。

图5 后节点并联示意图Fig.5 Schematic diagram of parallel connection of rear contacts

通过列控中心监测维护机界面增加状态倒计时窗口，可将软件内部判断逻辑进行实时窗口展示，便于第一时间对故障点位信息进行状态提示，协助维护部门尽快处理故障，保障铁路运行。

5 结语

列控中心改方过程综合考虑软件逻辑、继电器状态、相邻设备通信状态，在一个改方周期内对各条件检查正常，即可完成改方动作。其中任何一处未在软件固有周期内完成，则改方失败。在工程实际应用中，应根据失败时设备状态，以及改方过程中监测软件故障报警，快速判断故障点，减少对铁路运营造成的影响。