动态测试至少应覆盖以下内容:
1)过分相测试:检查车载设备能够正常输出过分相控制信号、过分相有效信号;
2)测速测距性能测试:检查车载设备在各种场景下的测距精度,如列车施加最大常用制动、列车施加牵引、低粘着条件下等场景;
3)应答器报文接收测试:检查车载设备能否正确接收应答器报文;
4)牵引和制动性能测试:检查车载设备配置参数在各种场景下的适应性,如列车加速、恒速、触发最大常用制动、弱常用制动、紧急制动等场景。
此外,还需要考虑列车重联等情况下的型式试验。
2.联调联试
高速铁路系统是一个复杂的大系统,由许多相互独立又相互关联的子系统组成。高速铁路系统大致可分为高速列车、工务工程、牵引供电、列控系统、运营调度和客运服务6个子系统,每个子系统又由许多相对独立且相互关联的子系统。高速铁路的联调联试需要对高速铁路系统进行全面、系统的测试,是保障高速铁路大系统正常开通和运营的关键。
在联调联试过程中,车载设备是列控系统中关键的被测对象,一方面需要在各种正常的场景下开展相关测试,验证列控系统相关的配置和功能是否与设计目标一致,验证车载设备设计及实现是否满足需求;另一方面,需要在各种边界载荷条件下或异常场景下开展测试,分析确认列控系统的响应是否满足RAMS需求,验证车载设备的可靠性、可用性和安全性。
联调联试阶段是高速铁路开通运营前的必经阶段,通过高速铁路的联调联试,发现并纠正数据设备和集成方案方面的错误,同时也对车载设备的功能进行了比较完备的测试,通过模拟各种可能发生事故的外部和内部条件进行安全方面的测试,总结真实故障发生的频率和概率,提高了车载设备现场运营和维护的安全性。
3.互联互通测试
依托武广高速铁路、郑西高速铁路和广深港高速铁路,我国建立了CTCS-3级列车运行控制系统的3个技术平台,也形成了各具特色的符合我国国情的3种不同类型的车载设备,具体包括基于瑞典庞巴迪公司平台的CTCS3-300T车载设备、基于意大利安萨尔多公司平台的CTCS3-300S车载设备和基于日本日立公司平台的CTCS3-300H车载设备。而我国高速铁路建设的总体目标是CTCS-3级列控系统应具备跨线运行的能力,即装备不同技术平台的CTCS-3级列控系统车载设备列车,能够在装备不同技术平台的CTCS-3级列控系统地面设备的线路上安全不间断运行,同时实现线路上CTCS-3级列控系统所要求的功能需求和性能指标,并且均满足统一的标准规范体系。
为达成高速铁路建设的目标,满足高速铁路网络化发展的需求,必须验证装备这3种平台的列控系统能够在各条高速铁路上安全、不间断地运行,并满足标准规范所规定的性能,具备跨线运行的能力。针对该需求,依据铁道部颁布的《CTCS-3级列控系统测试案例(V3.0)》(科技运【2009】59号),各相关研究单位根据各自的测试案例集联合制定了互联互通测试序列。测试序列中,其中一些测试案例是针对车载设备的功能测试,如DMI显示、数据存储功能,还有一些是测试地面设备功能的案例。互联互通测试序列通过铁道部审核后,铁道部颁布了《CTCS-3级列控系统实验室车载设备互联互通测试序列(V1.0)》(运基信号【2010】849号)。进行互联互通测试时,测试单位将与互联互通测试有关的案例进行筛选,再利用这些测试案例组成第三三方车载设备互联互通测试所使用的测试序列。测试通过后,装备不同车载设备的列车才具备跨线运行条件。
车载设备的检修与维护安全技术
由于列控车载设备本身既有的复杂性和外部工作环境的复杂性(如车辆运行时的振动、电磁干扰、温度湿度、雨雪恶劣天气等外来因素的影响),这些都可能会车载设备的正常工作。列控车载设备检修的检修与维护是保障高速铁路安全、可靠运用的前提。
1.日常检修与维护
高速铁路列控车载设备与传统的信号设备相比存在较大的差异,高速铁路的列控车载设备的系统集成度更高,软件和硬件复杂度较传统信号设备呈现级数增长,加上故障导向安全理念的运用,故障的隐蔽性和突发性很强,采用传统的检测手段和方法往往无法满足故障检测的需要。
目前,车载设备的日常维护和检修一般都在动车维修基地进行。高速铁路列控车载设备本身具备故障提示和故障代码指示功能。结合实际的维护需求,车载设备都配套了较为完善的便携式检测系统和动态监测装置(简称DMS),具有辅助维修、记录下载分析、记录统计等功能。相关检测设备都安装在动车组相应的机柜内,在列车运行中完成车载设备运用状态、应答器位置及报文、轨道电路传输特性等信息的采集,数据通过无线方式实时传输到地面数据中心,实现故障信息的自动采集和实时分析。
车载设备投入使用后,设备供应商会按照预定安排,组织对现场技术人员和使用人员进行相关培训,建立完善的维护体系,确保能够及时下载相关的故障诊断记录,对运行中出现的每一起故障进行分析,在改善系统的可用性的同时确认是否存在安全相关问题。
由于列控车载设备故障的复杂性和多样性,为保证车载设备日常故障分析和定位的准确性,一方面在车载设备的日常检修和维护中逐步形成了维修工区、车载设备工作站维护人员、电务段技术骨干、车载设备供应商售后服务人员、技术专家联合分析的分层负责制,24小时不间断响应处理。系统故障发生后,第一时间由维修工区或工作站维护人员下载相关记录数据分析,对于常见的故障电话与设备供应商售后服务人员沟通后,上报电务段批准后直接采取整治措施;对于不常见的复杂故障,由维修工区或工作站维护人员下载相关记录数据并提供给设备供应商技术专家进行分析,提供具体的整治措施或解决方案,再通过维修工区或工作站维护人员具体执行。另一方面,车载设备供应商结合现场发生的故障情况,归纳整理了相应的故障处理手册,对各类典型故障的特点、故障分析过程、故障排除措施等一一进行了总结,作为现场分析和处理故障的依据。这些都确保了现场故障的分析与处理能够在第一时间内准确完成,切实保证了列控车载设备运营过程中的可靠性和安全性。
2.车载设备的高级检修
为保证高速铁路列控车载设备高级检修的运用质量,按照高速铁路列控车载设备各部件的寿命周期及检修工作量,铁道部印发了《动车组CTCS-3级列控车载设备高级检修规程》(技术规章编号TG/XH202-2012),将高速铁路列控车载设备修程划分为一、二级运用检修和三、四、五级高级检修,其设定与动车组修程配套。
其中,三级修对应列控车载设备在新出厂后随动车组运行120万公里(CRH2C一阶段动车组90万公里)进行的检修;四级修对应列控车载设备在新出厂后随动车组运行240万公里(CRH2C一阶段动车组180万公里)或480万公里(CRH2C一阶段动车组360万公里)进行的检修;五级秀对应列控车载设备在新出厂后随动车组运行360万公里(CRH2C一阶段动车组270万公里)进行的检修。
列控车载设备的主要检修部件包括:安装于车顶的GSM-R天线;安装于车内的主机、人机界面(DMI)、应答器信息接收装置(BTM)等;安装与车底的速度传感器、雷达、轨道电路读取单元(TCR)天线、BTM天线,相关电缆及接线盒;列控设备动态检测装置(DMS)。在各个阶段的检修中,对包含设备清扫、配件更换、设备状态检查、外部电缆测试、静态调试、厂内动态测试、线路动态测试在内的一系列工作都进行了详细规定,明确了检修原则。相关检修流程的制定和检修计划的实施,也确保了车载设备工作的可靠性和安全性。
展望
我国高铁经过近几年的飞速发展,取得了巨大的成就。中国高铁已成为一个品牌,甚至是一张国家的名片,在国际上产生了深远影响。高速铁路在带动沿线相关产业发展、时间效益、节能环保、舒适性、安全性、提高公众自豪感等方面的社会效益也得到了验证。
另一方面,由于包含高速铁路列控车载设备在内的CTCS-3级列控系统在国内研究、应用和发展的时间相对较短,高速铁路列控车载设备相关的安全技术仍在不断发展进步,在未来还有很长的路要走。我们在实际工作中,必须始终深入贯彻落实科学发展观,牢固树立安全管理的理念,强化安全意识,建立健全安全保障体系,全力确保高速铁路的安全可靠运营。
参考文献
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[2]《基于CENELEC铁路标准的列车自动防护系统车载设备研究与设计》,郜春海,唐涛,燕飞,[期刊论文]-铁道学报2006(02)
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[4]《高速铁路联调联试方法论》,王澜,中国铁道科学研究院,[期刊论文]-中国铁道科学2011(03)
[5]《中国CTCS-3级列控系统互联互通的研究与分析》,刘人鹏,北京全路通信信号研究设计院有限公司,[期刊论文]-铁路通信信号工程技术(RSCE)2012(04)
[5]《CTCS-3级列控车载设备实验室互联互通测试方法》,刘雨,唐涛,李开成,袁磊,北京交通大学,[期刊论文]-铁道通信信号2011(12)