鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)分析

作者/張崑，沈陽鐵路局電務(wù)檢測(cè)所

前言

鐵路信號(hào)系統(tǒng)是由不同子系統(tǒng)組合而成，包括硬件、軟件、安全數(shù)據(jù)網(wǎng)。在完善硬件的綜合性能之后，能夠保證當(dāng)前條件下系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠性。鐵路的通信信號(hào)在列車投入運(yùn)營(yíng)前，要進(jìn)行全面的試驗(yàn)，對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試。通過成功的鐵路通信信號(hào)聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗(yàn)，對(duì)我國(guó)相關(guān)的技術(shù)理論體系進(jìn)行了補(bǔ)充，為開通運(yùn)營(yíng)做出了有力幫助。

1.鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的必要性

鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試對(duì)于鐵路系統(tǒng)集成來說意義重大，系統(tǒng)性工程一般都包括很多內(nèi)容。在很多國(guó)家都有施行鐵路測(cè)試，判斷其是否符合設(shè)計(jì)需求，通過調(diào)試以及各種相關(guān)試驗(yàn)完成子系統(tǒng)的技術(shù)檢驗(yàn)，保證鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)符合運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)于2004年首次在膠濟(jì)線開展了系統(tǒng)調(diào)試，并從中得到很多經(jīng)驗(yàn)。

鐵路建設(shè)工程規(guī)模較大，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，它的接口數(shù)量大、技術(shù)非常復(fù)雜，涉及到的相關(guān)系統(tǒng)眾多。它的各項(xiàng)功能具有獨(dú)立性，整體的功能通過接口連接來滿足，這就使得最終的鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)性能良好?；谶@一特點(diǎn)，在鐵路建設(shè)中就必須進(jìn)行大規(guī)模的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，對(duì)系統(tǒng)性能做最終優(yōu)化。鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試能夠?qū)﹁F路的各方面性能進(jìn)行檢測(cè)，包括安全性、平穩(wěn)性以及舒適性，保證鐵路的正常運(yùn)營(yíng)。除此之外，鐵路通信系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試還能夠?qū)Ω黜?xiàng)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷其是否符合運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)。通過鐵路通信信號(hào)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，對(duì)各個(gè)運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行引導(dǎo)，包括設(shè)備使用方面、故障處理方面、操作章程方面，能夠有效提升運(yùn)營(yíng)人員的應(yīng)變能力，面對(duì)突發(fā)狀況做出最正確的選擇。

2.我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的內(nèi)容及方法

2.1 信號(hào)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)

信號(hào)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)主要包括三個(gè)方面，補(bǔ)償電容、應(yīng)答器以及軌道電路。就是表示，在對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行試驗(yàn)之前，要對(duì)信號(hào)軌旁設(shè)施進(jìn)行一系列的動(dòng)態(tài)檢查，常用的方法是借助綜合檢測(cè)列車和電務(wù)檢查車來完成檢測(cè)工作。

2.2 測(cè)試方法

首先是信號(hào)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)，一般來說使用綜合檢測(cè)列車與電務(wù)試驗(yàn)車，這些車上都配置有信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，通過車載設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行全面解析，以動(dòng)態(tài)檢測(cè)方式對(duì)信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。其次是列控系統(tǒng)功能測(cè)試，這項(xiàng)測(cè)試要依照其功能特點(diǎn)進(jìn)行開展，還要參考各個(gè)等級(jí)的具體運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際情況選擇最佳的測(cè)試案例，之后完成測(cè)試序列的編制工作。完成上述工作后通過CTC中心控制模式，依照所選擇的測(cè)試案例準(zhǔn)備好試驗(yàn)進(jìn)路，具體要完成的工作有對(duì)接發(fā)車進(jìn)路進(jìn)行引導(dǎo)，解鎖進(jìn)路和取消進(jìn)路等。最后借助CTC中心控制模式統(tǒng)一下達(dá)臨時(shí)限速，有時(shí)也會(huì)取消或更改限速，對(duì)于岔道的設(shè)置要符合測(cè)試案例的要求。

3.通信信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的核心

3.1 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室仿真調(diào)試和測(cè)試技術(shù)

CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室仿真調(diào)試和測(cè)試所使用的技術(shù)是將真實(shí)設(shè)備和模擬設(shè)備聯(lián)合使用的方法，這項(xiàng)測(cè)試是針對(duì)通信信號(hào)的功能性開展，對(duì)CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)的必備功能做出準(zhǔn)確檢測(cè)，判斷其性能是否達(dá)標(biāo)。CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室仿真調(diào)試環(huán)境主要包括四大部分，仿真支撐平臺(tái)、人機(jī)界面、仿真測(cè)試接口、被測(cè)實(shí)物設(shè)備，利用計(jì)算機(jī)對(duì)其各項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行真實(shí)模擬是這項(xiàng)技術(shù)的核心所在，所模擬的系統(tǒng)有調(diào)度集中系統(tǒng)、列車不同輸入條件、聯(lián)鎖系統(tǒng)等。這項(xiàng)測(cè)試的實(shí)施首先能夠?qū)TCS–3 級(jí)系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)做全方位測(cè)試，保證各子系統(tǒng)功能的完備性，使其符合安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其次仿真模擬實(shí)際線路的運(yùn)行情況，對(duì)數(shù)據(jù)、軟件等各類設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行全面完善，有效減少試驗(yàn)時(shí)間。

3.2 列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)工程驗(yàn)證技術(shù)

列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)工程交付測(cè)試能夠?qū)?shù)據(jù)工程進(jìn)行有效驗(yàn)證，各個(gè)子系統(tǒng)是其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，利用子系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境開展仿真測(cè)試，對(duì)軟件進(jìn)行匹配，需要以數(shù)據(jù)輸入清晰作為前提條件，依照“線路參數(shù)測(cè)試”→“移動(dòng)授權(quán)測(cè)試”→“等級(jí)轉(zhuǎn)換測(cè)試”→“臨時(shí)限速測(cè)試”→“其他測(cè)試項(xiàng)目”的排列次序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行依次調(diào)試，從而對(duì)參數(shù)的調(diào)整與軟件的修正進(jìn)行有效指導(dǎo)。

SDT測(cè)試包括八項(xiàng)具體內(nèi)容，其中最主要的有移動(dòng)授權(quán)測(cè)試、線路參數(shù)測(cè)試、CTCS–3 區(qū)域內(nèi)級(jí)間轉(zhuǎn)換測(cè)試以及調(diào)車區(qū)域測(cè)試。

3.3 靜態(tài)調(diào)試技術(shù)

在設(shè)備安裝完成之后要對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行靜態(tài)調(diào)整，調(diào)試在高速鐵路現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，包括系統(tǒng)調(diào)試與信號(hào)子系統(tǒng)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試的目的是對(duì)子系統(tǒng)功能以及接口、數(shù)據(jù)傳輸情況進(jìn)行驗(yàn)證，保證其在靜態(tài)條件下滿足既定的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還要與后期運(yùn)營(yíng)狀態(tài)相符合，有效保證實(shí)車調(diào)試工作能夠順利開展。靜態(tài)調(diào)試技術(shù)需要把握幾項(xiàng)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，確定調(diào)試內(nèi)容、選擇調(diào)試手段、判定調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，在具體的調(diào)試過程中要對(duì)軟件和硬件實(shí)行嚴(yán)格管理。靜態(tài)調(diào)整的內(nèi)容主要包括三項(xiàng)。

第一，地面子系統(tǒng)間接口試驗(yàn)，具體分為聯(lián)鎖與集中監(jiān)測(cè)、聯(lián)鎖與 TCC等。第二，CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng) GSM–R 無線通信系統(tǒng)測(cè)試，具體包含GSM–R 電磁環(huán)境測(cè)試、GSM–R無線通信覆蓋范圍測(cè)試等。第三，地面設(shè)備安裝及單體功能試驗(yàn)，具體包含列控車載設(shè)備等子系統(tǒng)的安裝和功能試驗(yàn)、軌道電路試驗(yàn)、列控中心（TCC）試驗(yàn)等。

3.4 試驗(yàn)技術(shù)與動(dòng)態(tài)調(diào)試

動(dòng)態(tài)調(diào)試就是列車依據(jù)按列控模式行車的狀態(tài)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，常稱為 ITC 測(cè)試。該測(cè)試的目的是采用測(cè)試CTCS–3/CTCS–2 級(jí)列控系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的方式，從而對(duì)線路的工程化數(shù)據(jù)與運(yùn)行要求匹配度進(jìn)行合理驗(yàn)證。利用CTCS–3/CTCS–2 級(jí)列控系統(tǒng)及相關(guān)子系統(tǒng)設(shè)備接口的測(cè)試結(jié)果，判斷系統(tǒng)的功能級(jí)別，對(duì)系統(tǒng)功能是否符合運(yùn)營(yíng)要求進(jìn)行合理驗(yàn)證。

動(dòng)態(tài)調(diào)試覆蓋面非常廣，包括鐵路工程建設(shè)區(qū)域、后續(xù)建設(shè)線路連接區(qū)域、樞紐站區(qū)域內(nèi)CTCS–3 級(jí)或 CTCS–2 級(jí)列控系統(tǒng)控制范圍所涉及到的所有線路。所包括的內(nèi)容主要有列控車載設(shè)備、應(yīng)答器等子系統(tǒng)以及集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在這些分項(xiàng)中，RBC與應(yīng)答器涵蓋了線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)的所有交路是動(dòng)態(tài)調(diào)試技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，參考CTCS–2 級(jí)確認(rèn)最終的調(diào)試方法。在具體進(jìn)行調(diào)試過程中，對(duì)系統(tǒng)的硬軟、軟件實(shí)施嚴(yán)格的管理控制。

動(dòng)態(tài)調(diào)試的測(cè)試內(nèi)容分為兩部分，CTCS–3 級(jí)場(chǎng)景測(cè)試和各種功能測(cè)試，這其中又包含了很多子項(xiàng)測(cè)試工作，例如CTCS–3 區(qū)域內(nèi)級(jí)間轉(zhuǎn)換測(cè)試、人工取消進(jìn)路測(cè)試、移動(dòng)授權(quán)測(cè)試等。動(dòng)態(tài)調(diào)試的開展時(shí)間是在室內(nèi)系統(tǒng)SDT測(cè)試完成之后，要保證SDT 測(cè)試報(bào)告與標(biāo)準(zhǔn)要求相符合才能繼續(xù)開展。動(dòng)態(tài)調(diào)試的測(cè)試包括兩個(gè)階段，第一測(cè)試階段，配備 CTCS–2 級(jí)列控系統(tǒng)動(dòng)車組調(diào)試；第二測(cè)試階段，配備CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)的動(dòng)車組調(diào)試。在第一個(gè)測(cè)試階段中，借助 CTCS–2 模式對(duì)正、側(cè)線的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的校核、對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的精調(diào)、并對(duì)設(shè)備進(jìn)行精調(diào)。在 CTCS–2 模式測(cè)試的同時(shí)，通信專業(yè)能夠再次檢測(cè)周邊電磁環(huán)境、基站切換情況等，還能將網(wǎng)絡(luò)做最大程度優(yōu)化。

3.5 GSM-R網(wǎng)絡(luò)調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

GSM–R 網(wǎng)絡(luò)的責(zé)任重大，需要充當(dāng)CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)車 – 地大容量通信通道。GSM–R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，例如覆蓋面、電磁環(huán)境等，對(duì)于信息的傳遞影響重大，CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)受到GSM–R 網(wǎng)絡(luò)的直接影響，要想保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定就要就良好的GSM–R 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在GSM–R 網(wǎng)絡(luò)開始設(shè)計(jì)一直到安裝完成，進(jìn)行調(diào)試，GSM–R 網(wǎng)絡(luò)所處的狀態(tài)都是動(dòng)態(tài)調(diào)試與整改中。只有加大對(duì)GSM–R網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化程度，才能保證動(dòng)態(tài)調(diào)試的順利完成，也就是我們常說的“網(wǎng)優(yōu)”工作。對(duì)GSM–R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理優(yōu)化，就是對(duì)其資源配置以及網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行最大程度的優(yōu)化，通過這樣的方式有效解決目前網(wǎng)絡(luò)中存在的各種問題，例如呼叫失敗率高、數(shù)據(jù)傳輸?shù)艟€等。深層次的優(yōu)化調(diào)整GSM–R 網(wǎng)絡(luò)，能夠保證它在運(yùn)行過程中處于最佳的工作狀態(tài)，達(dá)到 CTCS–3 級(jí)列控系統(tǒng)車 – 地傳輸既定標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于鐵路系統(tǒng)集成來說，聯(lián)調(diào)聯(lián)試是一項(xiàng)非常重要的工作，通過聯(lián)調(diào)聯(lián)試能夠?qū)﹁F路系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化，讓移動(dòng)設(shè)備與固定設(shè)備有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮出更大的作用。隨著社會(huì)發(fā)展，鐵路對(duì)于國(guó)家的重要程度日益提升，所以要通過聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作讓系統(tǒng)與運(yùn)營(yíng)進(jìn)行充分的磨合，保證鐵路運(yùn)輸能夠安全順利的進(jìn)行，為我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。

* [1]王峰.基于鐵路局層面的高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試集成管理和關(guān)鍵技術(shù)[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（1）：33.