高铁列控设备中LEU故障的处置与防范

周胜利 上海铁路局合肥电务段

我国现有的高速铁路控制体系大多数为CTCS-2与CTCS-3级，在C2与C3控制模式下，LUE设备都扮演着地控体系中的一个重要角色，LEU设备的故障直接影响有源应答器的报文发送，造成动车组运行降速或者非正常停车,干扰正常的铁路运输秩序。

1 故障案例

2012年 11月 21日 14：48 D3058在合武线某站未收到XF口应答器报文，造成动车组非正常停车。

通过列控维护机调阅发现，该站列控中心LEU2通信异常（见图1），LEU2四个端口均为报警状态。LEU切换单元反复多次切换。LEU2连接BS,BSF,BX,BXF四组应答器，LEU2通信状态异常致使列控中心无法将报文传送至BXF应答器，造成动车组非正常停车。通过DMS分析确认该车停车原因为应答器报文丢失（见图2）。类似故障在其他站场也相继发生，由于职工对LEU的工作特性不了解或不清楚，故障处理中分不清LEU故障还是应答器故障，造成处置混乱，影响后续列车运行。

2 LEU设备的基本原理

2.1 LEU简介

地面电子单元（简称LEU:Lineside Electronic Unit）是一种数据采集与处理单元，当有数据变化时依据变化后的数据形成报文，并送给地面有源应答器进行发送。

图1 列控维护机工况图

图2 DMS截图

LEU基于ALSTOM FIDARE安全平台，采用2取2原理，两个不同软件在单硬件平台上运行。各个厂家稍有不通，下面以ALSTOM公司LEU进行介绍。

LEU硬件结构包含四块电路板：电源板、处理器板、串行通信板、应答器驱动板（见图 3）。

图3 LEU的原理框图

电源板负责为LEU设备供电，提供10-36V功耗20 W的直流电源，电源满足2kVrms隔离需求。

处理器板用来处理TCC送来的控制指令，并进行相应的报文提取，逻辑检测等运算，是整个LEU的核心设备。处理器板采用Motorola MPC860处理器，具备2 M RAM与2 M ROM。

串行通信板用来与TCC之间进行通讯，采用两路（冗余）串行通信进行数据交互。

应答器驱动板负责直接驱动应答器，对处理器板输出的报文进行编码，放大调制后输出至应答器。

2.2 LEU功能

LEU主要实现五大功用：①通过S接口从TCC接收报文并连续向应答器转发。这里从TCC接收到的并不是真正的完整报文，而是控制命令。②LEU根据控制命令选择一条预先存储在LEU的报文并连续向应答器发送,所以LEU的第二功能是报文的存储。③通过C接口向有源应答器连续转发报文。④检测外部电缆状态，有无断线、短路。⑤记录状态信息，向TCC或BEPT提供维护数据。

2.3 现有LEU设备技术

国内现有列控设备中运用的LEU为以下三个厂家的技术，法国ALSTOM公司,德国SIEMENS公司，原意大利Ansaldo（现CSEE）公司。现场常用的通号公司列控设备采用ALSTOM的LEU,和利时公司列控设备使用CESS的LEU。两家公司LUE最大的区别在与TCC通信方式的不同，ALSTOM采用串行通信接口，CSEE采用以太网通信接口。

2.4 LEU的配置方案

每个有源应答器都配置LEU。一台LEU采用FSFB/2安全协议，可以用500 ms的间隔获取并同时向4台有源应答器发送不同信息内容的报文。按照有源应答器的分布，LUE配置分别在中继站与车站。LEU最大传输距离为3.5 km，按铁道部科技运[2010]138号规定超过2.5 km是应将LEU设置在异地，使用远程控制,所以对于大号码道岔配置的有源应答器多为远程LEU。

正线正方向进站、中继站以及远程有源应答器配置LEU为双套热备工作，热备套系接120 Ω假设负载，故障时自动切换。

3 LEU故障的分析、判断

LEU故障的表象全部是在有源应答器的报文接收上显示出来，初步判断可以通过有源应答器报文判断。

一般LEU故障后都会使有源应答器发送默认报文，而默认报文分为列控中心默认报文、LEU默认报文和应答器默认报文三种。

3.1 发列控中心默认报文

报文帧头变量M-MCOUNT=253列控中心默认报文基本可以判断LEU为正常状态，说明LEU可以正常收到TCC传来的控制指令，故障点多在列控设备上。

3.2 发LEU默认报文

报文帧头变量M-MCOUNT=0,收到LEU默认报文可以说明应答器及应答器与LEU间通道正常。故障可能是LEU与TCC设备及两者间通道故障。

3.3 发应答器默认报文

报文帧头变量M-MCOUNT=252，应答器默认报文说明应答器与LEU之间已经失去通信，由应答器自身判决工作，此时故障可能为LEU、应答器、LEU切换单元及三者之间通道故障。

4 LEU故障的应急处置

LEU的故障处置一定要遵循安全第一的原则，尽可能减小对正常运输秩序的影响。

电务部门收到列车调度员或者动车组司机反映列车因接收不到应答器信息降速或者非正常停车后，应当立即组织人员抢修。

处置流程首先明确故障信息，通过微机监测及列控维护机工况图进行设备状态检查，通过DMS对故障应答器进行报文回放，确认故障应答器的报文帧头变量，通过综合对三者综合分析，以便进一步缩小故障范围，判断故障点。

正反向进站、中继站及远程LEU为冗余热备型，发生故障后，列控系统的LEU切换单元会自动切换；当系统不能进行自动切换时，可以通过人工切换恢复正常使用。切换时关闭故障的LEU，即可强制切换至备用LEU，但此时由于备用LEU要进行一些相应的数据握手通信，LEU要经过（5～10）s才可以正常工作，所以进行此类操作一定要提前与行车组织部门进行沟通办理相关的手续，在保证行车安全的前提下进行操作。应急处置后，要联系厂家利用天窗修组织分析、查找故障原因、更换故障设备。

站内侧线应答器配置的LEU发生故障后，由于没有热备，电务部门应立即登记停用，待已写入报文的LEU达到现场后应当立即更换。

5 LEU故障的防范

（1）强化微机监测及列控维护机的调阅工作，对于日常的设备报警信息及时浏览分析，发现LEU端口异常的一定要立即对设备进行检查。

（2）对于列控维护机工况图上显示通信状态为断续正常的LEU，电务值班人员要立即将故障LEU关闭，强制倒换至热备LEU，再联系厂家人员分析，防止故障LEU间断性恢复，造成LEU切换单元频繁动作，丢失报文，影响行车。

（3）按期对LEU设备进行检修工作。特别强调LEU电缆的对地综合绝缘测试，一定要按期按标进行，测试时必须保证电缆空载，严禁连接LEU和有源应答器。

（4）保证LEU的工作环境。加强设备周围的粉尘控制，保证电磁环境达标，安装稳固，地线阻抗正常等。

信号设备故障处置最关键的还是要建立在技术的通透上，对于LEU的硬件结构与软件构造我们还需要进一步的消化吸收。本文只是建立在电务部门已掌握的LEU技术基础上，总结经验，提出了判断故障、处置故障的方法与防范措施，希望对于现场的应急处置有一定的借鉴作用。