夏涛 许进 曾贤福 谢翔

摘要：列车定位是高速铁路列控系统车载ATP的重要安全功能。针对既有的列车定位方法在特殊场景下出现的列车定位错误问题进行了研究，并提出一种解决方案。新的方案能有效解决列车定位错误问题，同时兼顾现场复杂运用情况，提高列车的定位准确性。

关键词：车载ATP；列车定位；准确性

1.概述

随着我国高速铁路不断发展，我国已经成为全球高速铁路运营里程最长的国家。高速铁路列控系统作为保障铁路安全的关键设备，其安全性、可靠性越来越重要。列车定位是高速铁路列控系统中实现列车运行的安全和高效的关键技术。

目前，部分车载ATP通过轨道电路和应答器信息结合的方法来实现列车定位。其中轨道电路用于提供轨道占用和列车前方空闲闭塞分区个数等信息，应答器信息则是提供特殊区段、公里标、临时限速等线路数据信息。针对既有轨道电路和应答器信息结合的列车定位方法在特殊场景下出现列车定位错误问题，本文提出一种解决方案，不仅提高列车定位的准确性，同时兼顾现场复杂运用情况。

2.既有的列车定位方法

2.1.车载设备进入新的轨道电路分区原则

场景1：同时满足以下几个条件，车载ATP判断进入新的轨道电路区段：

a）应答器描述的下一段轨道区段存在且有效；

b）当前接收的轨道电路载频与应答器描述的本段轨道电路载频不同；

c）当前接收的轨道电路载频与应答器描述的下一段轨道电路载频相同；

d）当前接收的轨道电路载频不为F_0000或机车信号不为无码；

e）列车车头进入新轨道电路分区搜索范围内：

最大搜索范围Dmax或最小搜索范围Dmin至少有一个大于应答器描述的下一区段起点位置；

最大搜索范围Dmax或最小搜索范围Dmin至少有一个小于应答器描述的一区段终点位置。

场景2：若应答器信息描述当前轨道电路区段，且列车最小安全位置D_Min越过当前轨道电路区段终点，车载ATP判断进入新轨道電路区段。

其中最大搜索范围Dmax=D_Max+D_Sen+v*Δt，最小搜索范围Dmin=D_Mmi+D_Sen+v*Δt；D_Max为列车最大安全位置，且D_Max=D_Train（车头位置）+ D_T_Up（位置上偏差）；D_Min为列车最小安全位置，且D_Min= D_Train（车头位置）- D_T_Down（位置下偏差）；D_Sen为轨道电路信息接收传感器距列车车头的距离；v表示当前列车速度；Δt为考虑轨道电路载频译码和传输后的延时。

2.2.场景分析

场景1：如图 1所示，车载ATP在接收的应答器信息描述列车前方存在轨道电路B、C和D区段，且应答器与有效起始点B区段起点距离D_Signal>0，满足条件a）；当前应答器所在的A区段发送1700Hz载频的L码，其与应答器信息描述B区段2300Hz载频的不一致，与C区段1700Hz的载频保持一致，满足条件b）、条件c）和条件d）；由于测距误差大，导致最小搜索范围Dmin小于B区段起点位置（处于A区段），最大搜索范围Dmax大于B区段终点位置（处于C区段），满足条件e）；车载ATP判断列车进入C区段，导致列车定位错误。

场景2：如图 1所示，车载ATP在越过应答器描述轨道电路区段终点（D区段终点）后，进入E区段。因E区段无应答器描述，所以在列车最小安全位置D_Min越过D区段终点，车载ATP判断列车进入无应答器信息描述的E区段。

3.解决方案

3.1.修改思路

针对既有方案在场景1出现列车定位错误问题，可通过调整场景1中进入新分区条件来解决。场景1中条件a）、b）、c）和d）中的判断条件来源于应答器报文和轨道电路，属于外部输入信息，不能进行更改，条件e）为车载ATP计算的结果，故可通过调整条件e）来解决该问题。

3.2.进入新的轨道电路分区条件修改

不改变其他条件的情况下，调整条件e），场景1中进入新的轨道电路分区条件调整为：

a）应答器描述的下一段轨道区段存在且有效；

b）当前接收的轨道电路载频与应答器描述的本段轨道电路载频不同；

c）当前接收的轨道电路载频与应答器描述的下一段轨道电路载频相同；

d）当前接收的轨道电路载频不为F_0000或机车信号不为无码；

e）列车车头进入新轨道电路分区搜索范围内：

最大搜索范围Dmax或最小搜索范围Dmin至少有一个大于应答器描述的下一区段起点位置；

最大搜索范围Dmax或最小搜索范围Dmin至少有一个小于应答器描述的一区段终点位置；

车头进入应答器描述的新的轨道区段范围内。

3.3.影响及风险分析

因场景2的进入轨道电路新分区条件不变，不影响既有方法中场景2进入新的轨道电路分区的原则，故只需要考虑场景1的各种情形。

如图2所示，车头处于A区段，且未进入B区段范围内，此时不满足场景1的进入新的轨道电路区段条件，车载ATP判断列车仍然处于A区段。当车头进入B区段后，若列车最小安全位置D_Min未越过B区段起点接收到B区段的载频和低频信息，此时满足场景1的条件，车载ATP判断进入新的轨道电路分区；当在列车最小安全位置D_Min越过B区段起点后未接收到B区段的载频和低频信息，此时满足场景2的条件，车载ATP判断列车进入新的轨道电路分区B。

4.结论

通过以上分析，通过调整场景1中车头进入新轨道电路分区搜索范围内的判断条件，可有效解决既有方法在场景1中出现的轨道电路定位错误问题，提高车载ATP的适应性。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道行业标准.TB/T 3484-2017.列控系统应答器应用原则.2017

[2]中国铁路总公司.铁总运[2014] 29号.CTCS-2级列控车载设备暂行技术规范.2014

[3]李一楠，徐效宁.CTCS2-200C车载设备客专适应性研究.铁道通信信号，2011，52（7）.

作者简介：夏涛（1989-），男，湖南邵阳人，本科，助理工程师，研究方向：轨道交通列控车载设备的研发；

许进（1983-），男，湖南岳阳人，本科，工程师，研究方向：轨道交通列控车载设备的研发；

曾贤福（1988-），男，甘肃白银人，本科，助理工程师，研究方向：轨道交通列控车载设备的研发；

谢翔（1992-），男，湖南株洲人，本科，助理工程师，研究方向：轨道交通列控车载设备的研发。