计轴故障对CBTC运行列车连续性的影响

计轴故障对CBTC运行列车连续性的影响

张朋杨  ,陈文婷

无锡地铁运营有限公司

摘要：CBTC列车在通过无信号区段时，不受司机指令的影响，可以按照正常的列车运行计划正常开行。计轴是铁路客运专线常用的行车设备，其主要功能是记录并显示机车车辆运行数据。当计轴出现故障时，其功能将被破坏。通过对计轴故障的研究，提出计轴故障对CBTC行车影响和安全等级的分析方法及解决措施。

关键词：计轴故障；CBTC；列车；连续性

引言

随着我国铁路运输事业发展速度不断加快，在保证旅客运输服务质量和提高行车安全方面发挥着越来越大作用。为了提高铁路运输生产效率和保证行车安全可靠地进行运营管理工作，需要在列车运行中建立完善有效的监控系统。而监控系统是保障列车安全稳定运行的重要基础设施，其主要功能包括实时监测并分析列车运行状态、及时发现问题及处理异常情况等。

1 计轴的功能

计轴是一个带有计轨、计轴编码及轨道电路的模块，它是列车信号的一个控制部件，在列车进入轨道后将信号送到调度中心后由调度中心再将信号传给列车。计轴可以与计算机连接，通过计算机控制系统对机车进行速度、位置等控制，也可以作为一个独立单元接入机车控制设备（如TDCS）。铁路上使用的计轴一般由电动机、电机转轴和传感器组成。在CBTC系统中，计轴是列车信号的一个控制部件。从安装方式上看，由于采用了计算机控制系统，所以一般也称为计算机联锁控制系统。计轴编码是采用数字标识码来表示的一组编码字符，一般由4个字符组成，即一个二进制的7位编码、三个数字符号。由于列车速度变化不大，所以可将计坐标按一定规律进行排列后形成一系列计轨道信号编码，再通过铁路信号联锁设备传输给调度中心。

2 计轴故障时的主要表现

当列车信号系统中的计轴故障时，首先，当列车处于运行状态时，列车司机无法通过机车手柄或制动手柄进行停车、复车操作，导致CBTC运行列车连续性降低。其次，当计轴故障时，列车司机不能通过机车手柄或制动手柄控制车钩实现停车复车。最后，当计轴故障后，司机无法通过机车手柄进行复车操作。另外，当计轴故障后，计轴故障还会影响到计座信息的传输。因此，根据本段实际情况以及以往发生的计轴故障的案例分析可知：若在一次行车过程中产生三种不良状况时即为：（1）不能正确判断车辆位置；（2）不能正确判断列车车钩位置；（3）无法判断车钩的实际运行情况和是否处于紧急制动状态。其中前两种是最为常见的情况。而第三种严重故障则为计轴故障后，可能导致计座信息传输错误或丢失、轨道电路信息传输错误和轨道电路信息丢失、轨道电路故障。同时，也有可能会造成车钩位置错误或误操作。另外，当列车处于紧急制动状态时，若司机通过机车手柄进行停车复车操作后，发现车钩位置发生变化时即为：（1）不能正确判断车钩的位置；（2）不能正确判断车钩位置；（3）不能正确判断列车车钩位置。最后一种严重故障是计轴故障导致了轨道电路状态异常。

3 故障原因

（1）计轴故障。计轴是列车信号控制系统的重要组成部分，一旦出现计轴故障，会导致列车信号无法正确传递，影响其他列车司机正常操作，从而可能导致列车大面积晚点。（2）计轴故障导致。如果计轴被人为破坏或被异物卡住等原因造成计轨无法正常传输，也将使计轴故障而不能发挥其应有的作用。（3）计轴故障影响列车运行安全。当计座被异物卡住、失去动力时，会造成列车晚点的后果。当计座上的车轮或螺栓脱落而未及时更换时，则会导致列车晚点发生重大事故。当出现这类故障时，司机无法通过机车手柄或制动手柄进行停车、复车操作，可能会引发交通事故。（4）司机操作不当造成车辆意外故障或车辆故障影响正常运行。

4计轴故障对列车连续性影响

4.1计轴出现故障后，司机无法及时对车辆运行状态进行正确判断

如果计轴出了故障，但列车还按照正常计划运行，司机就会按照《行车组织规则》中规定的办法进行处置，但是这会造成司机对运行列车位置判断的错误性。如果计轴坏仪故障后，还不能及时进行处理时，司机就可能会在列车到达信号区段内继续按正常计划运行。当计轴故障后，司机如果不能在无列车指令时按下列车开行铃、广播等车信号显示功能、还不能够正确显示列车运行数据。在CBTC运行条件下，如果计轴出现故障后无法及时进行处理的话，计轴就会影响到行车连续性。因此在计轴出现问题后，要立即分析故障原因并尽快对故障处理，以保证行车连续性。同时，由于计轴在出现故障后不能及时发现、正确判断机车车辆运行状态和行车组织规则规定的办法进行处理时，会造成行车连续性中断。

4.2计轴故障时，严重影响司机对行车连续性的判断，造成行车中断

计轴故障发生后，司机无法及时、准确地发现计轴故障情况，而只能按机车开行铃等车信号显示出列车运行信息。因此当司机按“机车开行铃”时，由于无法及时发现机车车辆的位置信息和运行状态，无法准确判断出车辆是否在无信号区段中能正常运行。司机还需要根据“机车开行铃值”，根据列车运行参数进行判断。当计轴出现故障时，由于无法准确判断机车车辆是否在无信号区段中能正常运行，因此导致行车中断事件的发生。

4.3计轴损坏后，无法对机车车辆位置进行准确定位

当计轴出现故障后会导致CBTC运行列车连续性的降低。计轴出现损坏后，无法检测出机车车辆位置信息，不能准确定位机车车辆位置，对其在各区段的列车开行计划、运行状态进行调整、对行车连续性带来不利影响。当计轴损坏后，如果未采取紧急处置措施而继续运行，则会使机车车辆位置信息被错误判断。如果紧急处置措施不及时有效进行会造成机车车辆不能正常定位。司机对机车车辆位置信息判断的错误性，会使列车在无信号区段内出现不正常运行现象。计轴故障后，无法准确检测出机车车辆的实时运行数据信息，不能准确确定机车车辆的运行状态及列车开行计划，导致司机对行车连续性的判断出现错误。计轴发生故障会导致行车连续性降低，造成列车在区间无法正常开行。计轴损坏会使司机不能准确判断出机车车辆位置、也就使司机在行车过程中，难以准确了解到前方有无发生故障、也就给行车连续性造成了不利影响。如果此时司机未能及时对列车运行状态进行调整、未及时采取紧急处置措施，可能会导致列车在无信号区段内，无法正常开行或出现区间运行秩序混乱的现象。同时，也会使列车在到达车站后，不能正常显示出进站信号。

5 安全等级分析及处理措施

通过对正常列车通过无信号区段的行车数据进行统计分析，并结合《客运专线计算机联锁规程》（GBT20071-2008）中CBTC安全等级规定，可知计轴故障对CBTC运行的安全影响达到不能开行的级别，如不能开行、停车。正常列车通过无信号区段时，计轴故障未影响正常运行。在保证线路安全的前提下，根据计轴故障对行车数据的影响程度，确定计轴故障对CBCC列车通过无信号区段后的行车连续性和列车运行安全是否有影响。如计轴故障导致计轴卡滞或损坏时，计轴可使用备用计轴在适当时间修复恢复正常功能，但若计轴卡滞导致计轴卡滞时（即计轴卡滞故障或损坏时），仍需继续投入备用计轴进行测试和修复恢复功能。如果计轴卡滞导致设备故障或无法恢复正常运行时，可采取以下措施：通过调整运行计划、缩短停车间隔、加快作业速度等方式将故障对行车计划影响降至最低（减少列车运行间隔）、或通过调整车站控制系统来改变机车调度指令或信号的传递方式来进行调整，以保证机车按正常速度运行。

6结语

总之，在保证安全的前提下，对计轴进行适当的维护和保养是非常必要的。计轴本身有故障时，要及时对计轴进行维修或者更换。通过对计轴进行合理的维护和保养，可以保证计轴在正常情况下工作，从而保障CBTC运行列车安全。

参考文献：

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