武广高铁CIR设备的故障分析与维护

■ 孙小华

机车综合无线通信设备（C IR）是为了适应铁路GSM-R的建设和发展构建的新型铁路专用无线通信设备，具有调度通信系统功能、通用数据传输功能，可根据承载业务需要提供通用分组无线服务业务（GPRS）数据传输链路；具有向用户提供GPS原始信息、公用位置信息的功能。随着武广高铁自2009年12月26日正式运营，CIR已经安全、可靠地运行至今。现针对CIR在运行以来出现的一些故障情况，如通用数据传输GPRS故障（主要是收不到调度命令或进路预告）、语音通信故障、GPS故障和记录单元故障等主要问题进行分析。

1 故障分析

1.1 通用数据传输GPRS故障

调度命令或进路预告收发不正常时应查看GRIS上下行数据发送情况，判断GRIS对上部设备（CTC）还是对下部设备（GSM-R网络）故障。分析在GSM-R网路正常情况下，TDCS正常发送进路预告时，导致CIR终端收不到进路预告的原因有2个方面。

1.1.1 数据设置与软件问题

（1）GSM-R网络接入点APN设置错误。人为输入错误，APN号码应该与CIR所用SIM卡的配属铁路局一致，如错误地将APN改成GRIS.GZ，在GSM-R网络正常的情况下，无法获取本机IP，CIR将无法收到进路预告。（2）主控单元软件问题。会自动丢失原来的APN：GRIS.WH，而显示GRIS.JN，无法获取本机IP，CIR将无法收到进路预告，主控需重新写程序。（3）机车号设置错误。CIR设备更换主控以后要正确输入机车号，如果同一机车号被注册以后未注销，此机车号将无法注册，无法获取IP，也收不到调度命令或进路预告。（4）终端数据制作问题，无法获取IP。

1.1.2 硬件故障

首先确保GSM-R网络正常，然后进行的分析：判断GPRS单元状态，首先查看GPRS单元面板上的绿色指示灯是否是常亮，常亮则表示没有连接到网络，判断GPRS模块和天线的状态，如果是闪烁状态，那么GPRS单元已连接到网络。判断网络注册状态，对设备进行自检（设置→自检），一分钟后，显示自检信息，查看网络是否注册。如果注册，退出自检到主界面查看有无IP（设置→维护界面→机车号设置）。如果有IP地址，网络注册成功，GPRS单元正常；如果未注册且没有IP地址，CIR关机重起，再进行自检，如仍未注册且没有IP地址，那么可能是GPRS天线、GPRS模块和SIM卡的问题。判断天线状态，可先将GSM-R天线和GPRS天线互换（确保GSM-R天线是好的），看是否能恢复，恢复则天线坏；不能恢复则可能GPRS模块故障或SIM卡故障，更换GPRS模块或SIM卡，如果还不能恢复，则A子架内背板短路块松动或其他部分故障，需换A子架。如果设备正常，那么可能当时列车运行区段网络信号不好。

1.2 语音通信故障

首先观察GSM-R语音模块是否有信号，当上边的网络指示灯为绿色时，表示有信号，网络正常。绿灯闪亮，表示网络信号不好，红灯常亮，表示没有网络。红灯闪亮，表示有网络但没有登录。红灯灭，没有电源；GSM-R语音模块下面的指示灯绿灯常亮表示电源正常、无报警。绿灯闪亮，等待PIN码。红灯常亮，表示报警、重启。红灯闪亮，表示SIM卡有问题。红灯灭，表示无电源。没有信号需要检查天馈线的各个接口是否可靠连接，在GPRS模块正常的情况下可以将GSM-R模块天线和GPRS模块天线互换来验证GSM-R语音模块天线的好坏。如果信号正常，可能是送受话器损坏，可更换送受话器。

1.3 GPS故障

前后站信息不滚动：入库检测，CIR自检，查看卫星定位状态，如果检测结果是“GPS单元正常，GPS数据无效”，那么GPS没有收到有效的定位信息。天线与馈线接触不实，会导致GPS收不到卫星信号，无法定位。

不显示前后站信息：GPS定位需要CIR事先设置车次号（补机也要有车次号），车次号要与前进方向对应，否则会出现前后站显示颠倒的现象。CIR自检，如果检测结果是“GPS模块故障，GPS数据无效”，那么重新启动CIR，如果还是不显示，更换GPS单元。备用的GPS单元在常时间没有上过电，第一次上电时需要约5～10 m in的定位时间。

DM S 50列车控制设备对GPS接收灵敏度的影响。GPS天线为有源天线，将微弱的卫星信号进行选择放大。CIR设备的GPS模块通过馈线给GPS天线提供3.3 V直流电压，而将DM S 50列车控制设备天线直接用合路功分器并接到GPS天线上，同时也提供5 V直流电压，2路整流电压并接在一起，互相影响，直流电压漂移，使得GPS天线放大器的直流工作点不稳定，放大器无法工作在稳定的线性状态，导致天线增益下降，甚至信号失真；同时，直流供电电压不稳，锁相环工作不稳定，接收机振荡频率产生漂移，导致接收带宽变窄，GPS天线灵敏度下降，甚至接收不到卫星信号。DM S 50列车控制设备馈线提供的5 V与GPS模块提供的3 V并联，电流倒灌，还会增加GPS模块3.3 V负载的功耗，长时间使用，会烧坏GPS模块和天线。建议将列控设备天线断开，列控设备设置独立天线，避免相互影响，并要求DM S 50列车控制设备无源并接，或对设备进行直流隔离。

1.4 记录单元故障

记录单元正常工作状态显示：圆形指示灯为绿色，并且每间隔几秒闪动一下。当进行语音通话时，指示灯变为红色，通话结束恢复成绿色。如果指示灯显示不正确，更换记录单元。

2 CIR维护管理建议

2.1 严格新造、新调入动车管理，确保数据变更安全

无线车间接到接送动车组《通知公告》后，及时安排接车人员落实接送车任务，并负责接送到位。接车人员对所接动车组CIR设备与对方共同进行各项功能试验并确认良好，查看CIR设备版本号，同时检查相关配置是否齐全后方可办理交接手续。接车人员负责将此次接送车交接时间、到达时间、交接人姓名、车型车号、设备型号、版本号及有关情况依依记录在案。新接动车组入库以后，由接车人员向工长汇报接车情况，工长应认真查看CIR设备版本号，核对版本号是否与运用的CIR设备相同，不同时应向车间提出要求软件升级，车间向无线科提出申请，通知厂家技术员对CIR进行升级，同时相关动车组无线检修工区工长向车间申请SIM卡的配置，并由工长负责填写《GSM-R终端数据变更申请表》，上传至车间，车间保留一份并将申请表上报上级职能部门。从数据变更申请到数据变更确认，车间指定专人负责。接到动车所下达的CIR（通信）作业任务单后，由动车组无线检修工区工长上车检修并安装SIM卡（更换），确认核心网机房GSM-R终端数据变更是否完成，如发现数据未做或未做成功，应及时向有关职能部门反映直到问题解决，数据变更完成后按CIR设备检修作业流程进行标准化作业。数据变更确认以后，工区工长应及时向车间汇报，同时车间做好台账记录。接到动车组试运添乘任务，车间应安排动车组无线工区工长添乘并向车间汇报添乘情况。通过上述步骤，保证新造、新调入动车GSM-R终端数据变更从申请、审批、实施、测试验证到信息反馈的整个流程严格按照《武汉铁路局铁路GSM-R数字移动通信系统网络数据管理办法》执行。保证GSM-R终端数据变更安全可靠，确保动车上线正常运行。

2.2 采用先进仪器、仪表，确保检测、检修质量

随着GSM-R数字移动通信的发展，通用式机车台将被功能齐全、技术先进的CIR设备取代，目前使用的CIR设备已达到400多台，2011年的机车改造计划将有大量的机车电台改装成CIR设备。建议根据新的《无线通信维护规则》，参照GSM-R数字移动通信测试规范（机车综合无线通信设备）建立CIR的轮修机制。由于目前使用的综合测试仪只能测试450 M Hz的指标，无法测试900 M Hz终端设备的电气性能指标，建议配置功能先进的GSM-R终端综合测试仪。同时，天线驻波比测试仪只能测试450 MHz天线，无法检测900 MHz天线的驻波比，建议配置900 MHz天线的驻波比测试仪。