关于GSM—R网引起的CTCS—3级列车控制系统降级故障处置措施的研究

卢伟

【摘要】随着高速铁路的迅猛发展，CTCS-3级列控技术已经广泛应用于高铁列车的运行和控制，GSM-R通信网作为CTCS-3地面设备和CTCS-3车载设备之间的列控数据传送的媒介，尤为重要。如何减少和避免由于GSM-R通信网故障造成的C3降级是高铁技术人员面临的难题之一。

【关键词】CTCS-3；列控；高速铁路；GSM-R；干扰；误码

一、概述

CTCS-3级列控系统作为最先进的列车运行控制方式，采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行，使得高铁运行安全更有保障。然而在列车实际运行过程中经常出现CTCS-3降级的现象。CTCS-3列车控制模式的正常与否直接影响到行车安全。鉴于CTCS-3级列控系统的重要性，制定严谨可靠的、执行性强的、能快速修复故障减少影响的应急措施是保证列车安全运行的重要基石。

GSM-R通信网肩负着CTCS-3列控数据的传送和承载，对列车的安全运行有至关重要的作用。本文重点研究由于GSM-R通信网络造成C3降级故障的处理办法。

二、CTCS-3列控系统原理以及降级过程

1、CTCS-3列控系统工作原理

CTCS-3列控消息的传输主要流程：

RBC（无线闭塞中心）<—>GSM-R通信网络<—>OBC（列车车载设备）

2、CTCS-3列控系统降级过程

CTCS-3降级：由列控CTCS-3降为列控CTCS-2模式，即车载MT与地面RBC之间无线通信超时超过20S。

三、GSM-R通信网络问题造成C3降级故障的应急措施

根据CTCS-3列控系统原理，GSM-R通信网络作为列控数据的传送和承载者，责任尤为重要。下面重点针对由于GSM-R通信网络问题造成C3降级故障的应急措施来进行详细讲解。

1、外部干扰问题

在某一小区附近频繁出现C3降级故障，测量报告显示上行或者下行质量连续出现质量差的现象（5级以上）、越区切换频繁掉线，检查其他设备未发现异常。从上述网络情况可以初步定位目标小区附近存在外网干扰，为了避免后续列车继续受到影响，应执行如下步骤：

（1）定位干扰小区，G网网管将被干扰小区的载频全部闭锁，使后续列车不再占用该基站资源，闭锁时采用锁闭CU的方式（C3高铁的无线覆盖均采用交织方式，单独一个基站退出服务不会影响业务）；

（2）安排专人去现场进行测试，查找干扰源；

（3）确定干扰源后由现场人员通知相关科室，联系干扰源涉及单位进行协商解决；

（4）干扰清除后，现场安排专人进行测试，确定现场无干扰后，通知G网网管将被干扰小区的载频解锁，恢复设备原有状态；

（5）G网网管对途径干扰小区的列车运行情况进行密切监控，确保故障已经恢复。

2、传输系统问题

（1）传输端口误码问题

列车C3降级或者无线连接超时后，经过信令数据的分析和相关设备告警的检查，发现传输端口（基站环2M端口、BSC至MSC的A接口2M端口等）存在误码问题，根据基站环断环不影响承载业务的原则，为了避免后续列车继续受到影响，应急思路是将有误码的2M断开，使基站环为链状运用，具体操作如下：

1）定位故障端口，如涉及基站环环头或环尾2M电路出现误码问题，则由G网网管在BSC侧断开故障的2M电路；2）非基站环环头环尾的2M通道，多在沿线，无法快速处理，应由传输网管进行操作，将故障2M端口在网管侧进行去激活操作；3）G网网管检查BSC以及基站的运行状态，确保无线设备运行良好，无掉站情况，确保基站环的环方向一致等；4）现场对故障的2M进行检查和修复，并与传输网管配合解决传输端口误码问题；5）传输误码问题解决后，由传输网管进行操作，将故障2M恢复原有状态；6）G网网管对由于传输误码问题影响的相关基站下的列车运行情况进行密切监控，确保故障已经恢复。同时检查恢复后的基站环状态，确保环方向的一致性；对基站环基站的切入切出情况进行统计检查，确保切换等正常。

（2）传输端口有中断告警（包括基站BPORT的中断）

列车C3降级或者无线连接超时后，经过信令数据的分析和相关设备告警的检查，发现传输端口（基站环2M端口、TRAU至MSC的A接口2M端口）中断。

根据基站环原理及相关互联资源运用情况，涉及GSM-R网络一个2M中断后，原则不会对既有业务造成影响，为确保非天窗点列控行车安全，避免C3降级或无线超时，原则对传输端口有中断告警的2M不做任何处置，待夜间行车天窗进行修复。

注：如果出现传输端口有频繁闪断的告警（包括基站BPORT的频繁闪断告警），处理方法按照“传输端口误码问题”的步骤进行。

3、无线设备问题

（1）基站设备问题

列车C3降级或者无线连接超时后，经过信令数据的分析和相关设备告警以及日志的的检查，发现基站设备存在问题，主要包括：主控板切换问题、CU问题、驻波比问题、时钟同步问题等，为避免后续列车继续受到影响，应执行如下步骤：

1）定位故障基站，由G网网管采取应急措施，在无线网管上进行操作：将故障基站的所有CU进行闭锁（当合路器告警，需要将合路器和CU同时锁闭）；2）G网网管负责对基站问题进行分析排查，对相关RC的LOG进行分析定位，确定故障板卡；3）与相关维护车间沟通，确定行车天窗点更换基站硬件板卡等相关事宜，现场必要时与维保技术人员沟通携带基站备件，天窗点由现场负责更换问题板件；4）基站故障修复后，G网网管将故障基站的CU解锁，恢复设备原有状态；5）G网网管对问题基站下的列车运行情况进行密切监控，确保故障已恢复。

（2）BSC、TRAU设备侧问题

列车C3降级或者无线连接超时后，经过信令数据的分析和相关设备告警以及日志的的检查，发现BSC、TRAU设备或者BSC至TRAU的连接线缆出现问题，应执行如下步骤：

1）若是BSC或TRAU设备本身出现问题，G网网管应组织车间技术人员快速采取应急措施。对于冗余部件问题可能引发列控行车的传输误码、时钟告警等，应立即将故障部分闭锁，待修复后进行解锁；对于功能单元故障，只涉及在用资源的减少而不影响后续业务的接入和使用时，不需采取任何应急措施，准备好相关的应急手段，待天窗点进一步处置；2）若BSC至TRAU的连接线缆出现问題造成无线设备端口告警，G网网管应立即将故障端口进行闭锁操作，后续对设备的连接线缆、出线接口卡、2M头等进行排查，待故障修复后再将对应端口开启；3）G网网管对列车运行情况进行密切监控，确保故障已经恢复。

参考文献

[1]郭媛忠，宗殿贵编.《CTCS-3级列车运行控制系统原理和应用》.2014年05月 中国铁道出版社 ISBN：9787113182663

[2]刘孝凡，肖湘红编著.《高速铁路列控车载设备》 2011年04月中国铁道出版社 ISBN：9787113128555