实施联合技术攻关，破解无线超时顽症

杨泽举 蒋笑霜 张 磷

2012年底，随着京石武高铁郑武段开通及跨局跨线配备不同类型ATP动车组的大量开行，郑州局管内无线连接超时故障骤然增加，对高铁正常运输组织及运营秩序造成较大干扰。为破解无线连接超时顽症，攻克困扰C3稳定运用的痼疾，郑州铁路局电务处于2013年2月成立联合攻关小组，自主进行信息分析和难题攻关，经过2年时间的不懈努力，取得了显著的攻关整治成效，特别是2014年四季度，郑州局管内郑西、京广高铁无线连接超时故障信息同比下降了61%，主要做法如下。

1 组建团队

电务处抽调信号、通信、车载专业技术骨干，组成高铁故障信息联合攻关分析小组，建立了 “多专业联合、局段联动”的攻关分析组织体系。小组成员围绕 “追根溯源、探寻规律、破解难题”的总体思路，每日对高铁设备故障和运用信息、无线连接超时故障逐件分析，具体实施如下。

1．问题件件有分析，件件有结论。每件异常信息分析按照一事一档，将概况 （包含：公里标、ATP类型、电台类型）、现象、原因、处置结果、相关设备数据及日志、有关厂家分析报告等归档，建立故障分析档案。

2．为了避免故障来源不一致和信息遗漏，异常信息来源统计以电务调度通知的故障概况或信息，及DMS故障报警信息为准。

3．电务段、通信段相对应的主管科室、车间、班组明确日常联系沟通渠道，发现问题必须无条件提供数据并配合分析，需要外局或厂家支持时，由对口专业单位负责落实。

4．电务处分析小组每天由专人负责对故障分析进行梳理、确认，对现象、原因不准确、不清楚的故障由电务处分析小组进行联合分析，深入研究。

2 联合攻关

联合主要指局管内各专业、各部门之间的联合，以及与各研发、设备供应商、设计院等单位的联合。由电务处分析小组负责，组织技术人员联合分析，共同确定故障原因及整改措施，或组织研究测试、试验方案，进行持续跟踪及分析。

需要技术支持时，由分析小组与相关单位充分沟通，在厂家各自分析的基础上，面对面的联合分析，使研发人员充分了解故障现象、信息交互过程、设备特点和外部环境等。

每周发布高铁分析周报，针对故障逐件分析原因，对原因分类统计汇总，判别问题发生的倾向、趋势，提出具体整改要求，限期解决。分析小组动态盯控措施落实情况，跟进问题解决进度，协调过程中出现的问题，确保解决方案、计划扎实推进，针对性措施得到落实。

通过2年的联合攻关，逐步理清了造成无线连接超时的因素，掌握了高铁列控、车载设备及G网设备机理，积累了丰富的经验，增强了处置高铁故障信息的能力，促进信号、通信、车载专业之间的协作沟通。

3 统计分析

对无线连接超时故障的统计，可以了解故障易发生的部位及类型，有利于设备的改进，软件的升级，可以避免或减少故障的发生。

例如，郑西高铁2014年5月20日—9月20日无线连接超时故障85件，其中车载设备原因37件，占总件数的43．5%；通信设备原因30件，占总件数的35．3%；SAGEM电台在直放站区域无线连接超时13件，占总件数的15．3%；缺少数据无法确认故障原因4件，占4．7%，RBC设备故障造成无线连接超时1件，占1．2%。

1．车载设备造成无线连接超时故障的主要原因有7类：①单电台交权13件；②车载电台接收电平低2件；③机卡分离7件；④电台故障4件；⑤小区切换不成功1件；⑥车载电台突然挂断4件；⑦小区切换时 “SREJ”帧丢失6件，其中造成停车1件。

2．通信故障主要原因有7类：①GSM－R无线网络问题；②基站休眠；③基站主控板故障；④传输2Mb／s瞬断；⑤MSC主动挂断；⑥邻频干扰；⑦基站锁闭形成环回，造成车载接收数据错误问题。

3．车－地配合 （含部分原因不明、RBC问题）共有18件，查明原因的14件，主要原因有2类：①SAGEM电台与直放站适配13件；②RBC故障1件。

可以看出，影响无线连接超时的原因有3方面、16类。为有效降低该类故障发生，必须要长期观察，联合分析，挖掘潜在问题。

4 问题解决

技术人员需要掌握车－地之间应用层原理、车－地之间数据链路层协议，能够通过Ⅰ帧和RR帧变量等对无线超时原因进行定位，有针对性地制定措施，降低故障发生率。

4．1 京广高铁跨局切换地点发生无线连接超时

该类故障主要发生在京广高铁开通初期，车载设备运行至郑州局RBC6与北京局RBC5之间，以及郑州局RBC8与武汉局RBC9之间发生无线连接超时。

通过故障统计分类，以及对施工和作业情况进行排查。发现有如下特点：①发生无线连接超时的位置均在RBC交权区；②无线连接超时故障的ATP类型不固定，300S和300T均有；③发生车次不确定，不是趟趟车都发生。据此，初步怀疑无线连接超时的原因可能与局间MSC切换有关，经联合分析查找，最后确定故障原因是由于BSS系统软件掉死，使跨局间MSC之间切换无线连接超时，重新加载软件后解决。

4．2 郑西RBC宕机造成的无线连接超时

2013年4月，郑西RBC1、2、3频繁出现无规律宕机，造成无线连接超时。为此，制定了从硬件到软件、从RBC系统本身到其他设备、从系统内部到外部逐步排查的方案。从2013年4月19日开始每天 “天窗”点内下载日志、抓包分析，经过12天的不懈努力，确认为CTC与RBC之间接口出现了问题，CTC网卡传送信息周期性 “滞缓－爆发”传送，造成RBC判断接口异常宕机。更换CTC设备的网卡后故障彻底消除。

4．3 郑西高铁发生无线连接超时

2014年9月12～14日，郑西高铁固定区域多次发生无线连接超时故障，分析日志发现在故障发生前，车－地之间数据传输出现异常，车载向RBC发送 “FRMR”帧，然后车－地之间发生无线连接超时。通过跨专业的联合分析，初步判断为车－地之间数据交互出现了错误。2014年9月18日，对洛阳龙门至渑池南01／03／05基站增加了空中接口监测设备，监控基站发送给车载台的下行数据，发生无线连接超时后，及时下载RBC、通信、空口数据进行对比，终于找出故障原因是处理基站故障时，将基站主控板锁闭后，造成主控板内2个控制模块每15min进行切换一次，切换时车载发送的数据被短暂环回，造成车载数据逻辑错误。经过“天窗”点内多次试验，改变原有基站锁闭方式，不再锁闭基站主控板，而是锁闭基站载频的方式，避免了此类故障的再次发生。

4．4 300T超时后造成后行车MA不延伸

配置300T型ATP的动车组在郑西高铁运行以来，一直存在车载设备发生无线连接超时后，车载模式已经转为C2模式，MA范围内的区段仍被分配，造成后行车接收的MA不延伸而停车。为了减少该类故障对行车的干扰，重点关注配置300T型ATP上线运行情况，与调度所联合制定应急预案，减少了后续列车接收不到MA造成的停车故障。此问题经过多次组织专家研究，最终明确由300T软件升级解决，并纳入了总公司ATP整治计划。

4．5 车载SAGEM电台与通信直放站配合问题

通过数据统计，发现郑西高铁洛阳—渑池07至08基站区段无线连接超时频发。通过接口监测数据分析发现：出现无线连接超时的车次装载电台型号均为SAGEM，在该区域小区切换后，下行质量出现连续7级，下行链路不通，最终无线连接超时。

先后对 LYN－MCN07、LYN－MCN08基站以及下挂的直放站设备、相关区段的外界干扰、场强覆盖、CSD服务质量等多方面进行了排查及测试工作，均未发现异常。但随着排查工作的逐步深入，发现上、下行列车发生无线连接超时的位置集中。LYN－MCN07至08基站间是基站加直放站设备覆盖区段，基站以及直放站设备均架设有天线，基站及相关直放站之间存在信号重叠覆盖情况。

运行在此区间列车的车载电台可能接收到多条径路的无线信号，当2路或多路无线电波经由不同直放站或经由基站天线到达车载电台，由于传输距离不同，多径信号间会存在时延。SAGEM型号电台的多径时延补偿能力相比于其他类型电台稍弱，运行至问题区间因多径信号同步精度不足，产生多径干扰。

为此提出网络优化方案，修改基站功率预算切换门限和切换判定所需测量报告数目，避免切换发生位置位于空间直放站交叠覆盖区段，使切换集中于目标基站与最近直放站之间，以降低无线信号电平波动的影响。2014年12月，组织二次优化，此区域消除了SAGEM电台无线连接超时现象。

5 总结

郑州铁路局管内郑西高铁无线连接超时发生比例远高于京广高铁，主要原因是郑西高铁设计较早，基站布置设计密度较大，实际运用时，小区切换相对较多，造成超时机率增加；郑西直放站数量较多，车载电台与直放站配合造成超时机率增加；动车经过站内时车－地交互不同，郑西RBC与车的交互是以轨道电路为单位，京广RBC是以进路为单位，相比郑西在站内交互信息量较大，造成超时机率增加。

通过联合分析，逐步理清了无线连接超时的原因，有效遏制无线连接超时故障，以下是几点实践体会。

1．建立联合分析小组，各段技术人员从最初的被动参加到主动参与，不仅维护单位，而且设备供应商也从中受益。这是解决疑难问题的有效手段，在攻关中发挥重要作用。

2．通过联合分析，各专业技术人员对各系统、各设备工作机理理解更为全面深入，分析问题从原无从下手到现在快速锁定疑点，各专业技术人员配合顺畅，自主分析能力大幅提升。

3．信号、通信、车载跨专业之间联合，对其他专业的设备和使用情况有了更深地了解，维护人员掌握了设备特性，使G网优化、设备整治更有针对性，提高了测试维护水平。

4．对故障现象、车－地信息交互的全面剖析，只有正确理解、运用技术规范，如 《CTCS－3级列控系统无线通信功能接口规范》、 《Subset－037 v230－cn》、 《CTCS－3级列控系统总体技术方案》、《CTCS－3级列控系统无线报文定义及运用原则》、《CTCS－3级列控系统应答器应用原则》等，对故障信息分析才能深入，才能解决ATP处理逻辑、电台多径干扰等疑难问题。

5．由于无线连接超时会引发停车故障的发生，所以维护部门各专业、各设备厂商、设计单位都要高度重视，从各环节最大程度保障动态稳定。

造成无线连接超时的原因很多，车载设备、通信设备、车－地配合问题是主要方面，需通过定期检查、测试，及时转化分析成果，规范工作流程、标准，才能最大程度减少不利因素。建议车载电台设备研发单位对场强适应范围明确，便于通信部门在场强优化时与电台更加适配。

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