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京广高铁无线闭塞中心双系重启故障探讨

2015-01-01杜晓鑫

铁道通信信号 2015年2期
关键词:次列车行车消息

刘 丹 杜晓鑫

京广高铁运用CTCS-3级列控系统,其核心设备是产生行车许可 (MA)的无线闭塞中心(RBC)。在管辖范围内的所有列车均受其控制,并按CTCS-3级模式运行。一旦无线闭塞中心因故障双系重启,便会删除所有注册列车及其行车数据,并与之断开通信连接。由于RBC管内列车无法收到控车信息,其行车模式便会由CTCS-3级降为CTCS-2级运行或制动。在此情况下列车的行驶速度会受到很大影响,平均时速将会降低50km左右,不但影响了铁路的运营效率,由此引发的列车制动还会带来安全隐患。因此,铁路运营单位将RBC双系重启归为严重故障,应尽量避免。

1 故障现象

京广高铁线路上的无线闭塞中心由若干个铁路局按区域分区进行管理维护。北京西至安阳东一段线路上的5个无线闭塞中心 (RBC1~RBC5),由北京铁路局北京西电务段RBC工区负责。该工区每日对无线闭塞中心进行2次巡检,分析前一日的行车数据与系统运行数据,并对列车故障停车、降级运行、系统故障等问题进行实时分析、记录及汇报上级部门处理。在工区日常工作中,间断发现列车在移交过程中会引发RBC双系重启故障,致使所有受双系重启RBC管理的列车降级运行。

现选择2013年12月25日记录的RBC4双系重启故障为例进行说明。

G513次车下行正向运行在RBC3与RBC4移交区:

11:52:07,RBC3开始与RBC4进行移交。

11:52:07,RBC3向RBC4发送 M201移交消息。

11:55:32,G513与RBC4建立会话后,列车以CTCS-3级行车。

11:56:02,列车对RBC4发送M136列车位置报告消息,报告列车以CTCS-3级行车。

11:56:04,列车对RBC4发送M136列车以CTCS-3级行车,其携带的P4错误报告信息表明该列车发生无线超时错误。

11:56:09,列车发送M136报告列车位置及按CTCS-2级运行。

11:56:11,RBC双系重启。

可以看出:RBC3向RBC4发送M201信息,表明列车已进入移交流程。G513次列车在移交过程中向RBC4发送带有无线超时故障的P4包,表明列车在规定时间内无法与RBC4进行通信,被视为列车与RBC通信中断,遂按规则使RBC4删除G513次列车,放弃对该车的控制,G513次列车降级运行。系统运行到这里尚属正常。接下来RBC4应将G513次列车的移交过程列为非法移交,并终止移交流程。但RBC4还进行了 “双系重启”,只有当RBC检测到自己的程序有故障,才会重启进行干预恢复,所以这里必须对算法进行分析,找出问题原因。

2 原因分析

2.1 列车在正常情况下的移交流程 (算法)

通过对故障的再现,可以确定RBC4的双系重启故障是发生在移交过程中。为此,需要了解列车在正常情况下的移交流程 (算法),如图1所示。

图1 列车在正常情况下的移交流程图

列车进入移交区域,移交RBC与接收RBC“握手”如1~9步。移交RBC向接收RBC发送M201移交预告消息,包括移交车载设备的标识、边界应答器组的标识、车载模式等;接收RBC对该消息进行确认,发M205消息,并记录车载设备的标识信息;移交RBC进而向接收RBC发送授权请求信息,包括移交车载设备的标识、移动授权剩余距离、剩余EOA间隔数量、剩余MA区段等重要信息;接收RBC收到该信息后进行确认,发M205消息,并发送M221消息,包括移交车载设备的标识、当前消息的MA与最后应答消息的MA之间的关系、行车许可等重要信息。通过以上的通信流程,移交RBC掌握接收RBC管辖区段的线路信息,并将该信息通过M3行车许可消息发送给列车,使列车在到达移交边界前不减速运行。

接收RBC与列车进行通信连接,如10~20步。列车距边界应答器小于设定距离后,发M155通信会话开始消息尝试与接收RBC通信,RBC将系统版本号发送给列车,列车经校核确定与自己版本号相同后与接收RBC正式建立连接;列车向接收RBC发送M129、M8消息,包括自己的参考应答器、速度、车载设备操作模式等信息;RBC接收到数据后,经计算得出M3行车许可消息发送给列车;列车收到M3消息后将其保留并不使用,而是继续使用移交RBC发送的M3行车许可消息,按CTCS-3级运行。

列车进行移交,如21~31步。当列车最大安全前端通过边界应答器发M136位置消息,将自己的位置分别报告给移交RBC与接收RBC;随后,移交RBC发送M203移交通告消息,告知接收RBC“请接管列车”;接收RBC发送M205消息进行确认,并发送M222消息接管列车。此时列车使用接收RBC的M3行车许可,并放弃移交RBC提供的行车许可;当列车最小安全末端通过边界应答器后,列车分别向移交与接收RBC发送M136位置消息报告自己的位置;移交RBC接收该消息后,向列车发送带有P42会话管理信息的M24通用消息,结束与列车的通信连接,完成移交流程。

如果移交流程因为某些原因不能正常进行,那么移交将被取消,由移交RBC向接收RBC发送M204移交取消消息。

2.2 列车无线超时后降级运行的流程 (算法)

列车在进入移交区域后发生了降级运行,列车由CTCS-3级降至CTCS-2级。为了分析故障现象也要对降级运行流程 (算法)进行分析,如图2所示。

图2 列车无线超时后降级运行的流程图

如果列车在设定的时间内无法与RBC进行消息交互,那么被视为列车与RBC通信中断,列车将发送带有P0、P1位置及P4错误报告的M136列车位置消息,其中包括参考应答器号、错误类型等信息,告知RBC列车终止CTCS-3级运行的位置。随后向RBC发送M136消息,告知RBC列车开始按CTCS-2级运行的位置,并终止与RBC通信,RBC也会删除无线超时列车的相关信息,完成降级流程。

2.3 综合2种流程 (算法)对故障进行分析

根据前述2种流程对RBC4双系重启进行分析,图3为移交过程中发生列车无线超时后的流程图。

图3 移交过程中发生列车无线超时后的流程图

根据故障再现可知G513次列车首先进入移交流程,如图3中1~20步,并按照标准程序建立起RBC4与列车的通信连接,11:55:32时G513与RBC4建立会话,列车以CTCS-3级行车,进行到这里RBC的工作都无异常。随后列车与RBC4通信无线超时,如图3中21~22步,进入降级运行流程,11:56:04时列车对RBC4发送 M136列车CTCS-3级行车,其携带信息P4。列车无线超时后降级运行,RBC4在完成降级运行流程后会将G513次列车的相关信息删除,即此时RBC4中没有任何有关G513次列车的信息。由于G513次列车与RBC4通信无线超时,正常移交流程将被取消,如图3中23~28步。此时,RBC3将向RBC4发送移交取消消息M204。移交取消消息定义如表1所示。

RBC4收到M204消息后,会根据表中 “移交车载设备的标识”查询G513次列车,停止移交流程,以结束移交过程。但是,在无线超时后的降级流程中,RBC4已经将G513次列车的相关信息删除,因此RBC4在执行相关程序时,无法找到RBC4的信息,造成列车误认为自己将关键数据丢失,程序失败,进入重启模式对现有程序问题进行修正。因为RBC4的主、备系存储的数据内容相同,因此便进入了双系重启模式,使得其管辖范围内的列车信息被全部删除,并降级运行。

表1 消息204:移交取消定义

3 结束语

经过对RBC双系重启故障分析,找出造成RBC双系重启的原因,即在移交过程中发生列车无线超时后,RBC删除列车相关信息的时机不对。为了避免这一情况发生,应将 “删除列车”的操作移至“取消移交流程”之后进行。经仔细研究、讨论后,将此问题反馈至厂家,厂家通过调试程序,解决了RBC双系重启的故障。自调试完成至今,尚未出现RBC双系重启故障。

[1] 李淑英,杜晓鑫,刘丹.京广高速铁路无线闭塞中心故障处理流程[J].高速铁路技术,2013(4):52.

[2] 郭媛忠.京广高铁一起停车故障分析[J].铁道通信信号,2013(10):34.

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