CBTC系统车载信号常见故障分析

CBTC系统车载信号常见故障分析

李南

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司，陕西 西安 710016

摘要：随着地铁的普及，CBTC系统应用也越来越广泛，但是，在地铁CBTC系统运行过程中，经常会出现车载信号系统故障，对地铁运行会造成一定的影响，因此，针对车载信号系统常见故障，应采取有效的解决措施，以确保列车能够安全、平稳、准点运行。

关键词：通信路径；通信方式；主控端；初始化

1车载通信路径原理

自西安地铁二号线开通以来车载信号系统列车丢标故障经常发生，对此车载专业对列车查询器安装方式进行了整改，整改后丢标故障有所缓解。CBTC调试结束后，列车实现了ATP、ATO驾驶，但车载信号系统丢标现象亦时有发生，从而造成在CBTC下列车EB，列车ATO冲标或到站停稳后没有停车窗信息等故障。经过对多次对列车丢标故障的处理，车载技术人员和工班对此类故障判断、分析与处理情况进行总结，总结出了此类故障的处理方案。

2车载通信故障常见故障点

（1）无线网络中断是CBTC系统中比较常见的故障，发生频率很高。无线网络中断后，列车移动授权就会丢失，产生紧急制动，对列车正常运行产生一定的影响。发生该故障之后列车驾驶模式降低，只能以RM模式动车，时速控制在25km/h之内，不能按照原来的速度行驶，进而会导致列车出现晚点现象，降低列车运行效率。无线网络中断原因是多种多样的，首先二号线为例，二号线无线网络系统采用独立双网的架构，车地通信使用无线空间波，采用802.11g协议，使用UDP/IP作为设备之间的通信协议，该网络传输方式受干扰影响较大。其一，针对场地的不同，根据故障统计无线网路中断发生地方最多的是场段转换轨处、客流密集较大的地方，无线信号干扰因素比较多，很容易造成无线网络中断；其二，针对不同列车，因无线单元配置或运行故障，导致丢包率比较高，进而造成无线网络中断；其三，车载无线设备连接线缆接头的分析，有很多列车在正常运行过程中，发生过多次因线缆连接接头虚接、松动导致无线网络中断的情况。

（2）在ATO驾驶模式下，列车的运行是由ATO软件通过自动调节列车牵引-惰性-制动指令，全程控制和调节列车速度来实现自动运行，列车运行的安全防护是由列车自动防护系统ATP实施。当列车以ATO驾驶模式接近计划停车的车站时，ATP通过定位子系统精确定位列车位置，同时ATO根据列车当前位置距对标点之间的距离计算目标速度，通过比较目标速度和实际速度来调整、加速请求，输出响应的牵引/制动指令，在通过TCMS系统发送到车辆牵引/制动系统，由牵引/制动系统执行，最终确保列车停车精度在站台对标点范围内。ATO级别下列车冲欠标和超速EB故障，针对这两种问题，造成故障的原因有很多，除了车载信号系统在控车精度上的问题，还包括车辆牵引制动系统响应信号指令的跟随性问题。在跟随性问题上，当信号给出相应的控车指令时，车辆在此要求下执行过高或者过低的指令，在区间正常运行情况下就会导致列车出现超速，在站台对标停车的情况下就会导致列车出现冲欠标问题。以二号线车载信号系统为例，二号线车载信号读标系统故障率是车载信号系统重点顽疾故障之一，二号线车载信号读标系统设备看似简单，但是故障分析时受限于检测手段单一，故障点排查困难，多半依靠现场维护经验来判断。

3车载系统通信类常见故障在线快速处理指南

列车丢失通信故障对列车的安全运行会造成一定影响，所以，加强对列车丢失通信故障的处理势在必行。若发生列车通信丢失故障，需要重新启动无线单元，首先需要检查列车无线单元的各个指示灯显示是否正常，同时还要观察车载ATP层、ATO层板卡运行状态，一旦发现异常，则需要重启整个控制单元。针对无线干扰导致的故障，我们可以通过添加滤波器有效预防干扰，或者提升AP天线功率，抬升底噪，定期对无线干扰源排查，测试无线网卡功率，加强无线网络通信设备隐患排查，线缆连接情况是否正常，提高设备运行质量，从而增强无线网络通信的可靠性，降低故障率的发生。CBTC系统下列车冲欠标故障和超速EB是一个长期存在的顽疾问题，在信号系统下，对车辆牵引制动以及车辆本身设备稳定性得要求比较高，需要前期双方在谈接口协议时，一定要针对双方系统属性要求去设计，规范协议要求，满足双方系统要求，是的双方系统匹配性达到很高的水平，才能避免到后期调试运行期间出现接口不匹配问题；同时我们可以通过增大停车窗范围，比如停车窗范围由±0.3m增大至±0.5m，以此也可以降低冲欠标问题的发生；还有车载设备板卡故障、车载速度传感器故障、信标应答器故障等硬件设备故障均有可能造成冲欠标问题，针对不同故障设备进行更换解决；最后就是车辆牵引制动力不足，因信号系统只会发送牵引制动指令，由车辆系统施加执行，在进站过程中，信号发送的牵引制动请求与车辆系统施加的牵引制动力不一致，也会造成冲欠标问题，这种因系统接口造成的故障，需要信号和车辆专业共同分析排查，双方可以通过软件参数优化的方式来适配列车运行情况，目前此种方式是最常用的冲欠标问题以及超速问题的有效解决措施。

4车载信号系统故障预防及添乘管控措施

（1）加强设备巡查工作，每天列车回库后及上线前对列车进行上电检查及利用日月检设备进行通信测试，发现问题及时上报，处理或联系检调换车，发现问题处理后，安排人员进行跟踪（视情况进行添乘）。（2）当列车出库上线后，利用维护工作站查看列车两端初始化状态，发现问题及时上报并添乘处理。（3）每天上午9：30、下午15：30、晚上20：30利用维护工作站查看列车主控端使用情况（折返前后），发现问题，及时上报，并安排人员添乘查看。（4）严格把控设备检修质量，安排人员对检修质量进行验证，每一项检修按照检修标准做实做全。（5）更换上的车载备件，需双人进行确认，更换备件的列车需上试车线进行测试。（6）当发现驾驶端故障时，及时安排人员进行添乘，利用开关门时间进行重启，重启后下一尝试恢复，若不能恢复及时端掉本端电源。切记不能在折返轨重启折返前驾驶端信号电源。（7）运行中尾端丢失初始化造成屏蔽门联动慢很少发生，一般均发生在列车刚上线后尾端不能完成初始化的现象（每天早晨列车上线后查看列车初始化状态工作可减少该现象发生）。若真的发生该故障后，可与行调联系添乘人员添乘驾驶室配合司机重启车载信号设备后，查看车载信号功能是否恢复正常。（8）当列车发生故障或故障修复后上线的列车需安排人员进行添乘，添乘人员将添乘到达时间及列车情况及时反馈至现场工程师处，工程师负责跟进并根据现场情况及时组织故障响应（包含故障处理和行车建议）。（9）加强添乘人员技术水平提升工作，并要求折返站工长掌握车载系统应急处置办法，需要添乘时能够及时上车添乘，配合故障处理指导。工程师每月对添乘人员故障应急处理办法进行培训考核。

结束语

近年来,地铁成为人们喜爱的交通工具之一,既方便了人们的出行,又减轻了交通压力。地铁车载信号系统是轨道交通必不可少的基础设施,随着轨道交通运行速度的提高,车载信号系统安全保障的作用更加重要。文章以CBTC系统为例,对车载信号系统设备常见故障进行原因分析,并提出应对措施,希望为轨道交通的安全运行保驾护航。

参考文献

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