地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障分析

2016-07-17江跃

大科技 2016年1期

关键词：列车运行车载列车

江跃

（成都地铁运营有限公司四川成都 610000）

地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障分析

江跃

（成都地铁运营有限公司四川成都 610000）

随着当今社会科学技术的快速发展，在地铁列车运行中，地铁车辆CBTC系统应用相对较为广泛，但是，地铁车辆CBTC系统在实际运行的过程当中，常常会发生系统车载信号方面的相关故障，从而严重影响着地铁车辆的正常运行，为此要想确保地铁车辆能够安全、有效的运行就应该采取有效的解决措施来处理系统车载信号常见的故障。本文以地铁车辆CBTC系统作为研究对象，对其功能以及结构进行了深入的分析，并研究了地铁车辆CBTC系统车载信号常见的故障，进而提出相关的解决措施，为其更好的发展打下基础。

地铁车辆；CBTC系统；车载信号；解决措施

引言

在当今社会之中，城市交通运行所普遍关注的问题就是车辆能否安全以及正常地运行，同时当今城市交通控制系统当中列车运行控制系统是一个极其重要的组成部分，它对于列车的高效、安全运行起着非常重要的作用，除此之外，它还能够提高列车运行的服务质量以及综合质量和对列车运行的现代化管理有着积极的作用。随着当今科学技术以及网络的不断发展，列车已经由原有的基于轨道电路的列车运行控制之间的逐渐地变成基于通信以及无线列车运行控制，这一系统在列车运行中的应用使得地面设备与列车之间的全双工以及大容量的双向实时连续的信息传输的功能得以真正的实现，同时也使得列车行驶的效率得到真正意义上的提高，轨旁设备的装置以及资源也得到了大量的节省。与轨道列车控制系统相比较而言，CBTC系统的安全性能以及运能都具有更为明显得优势，它凭借其独特的优越性得到了更多人的广泛关注，同时在相关的城市地铁中也正式的投入了使用。

1 地铁车辆CBTC系统的有关概述

CBTC系统又被称之为移动闭塞列车控制系统，它是一种可以联系自动列车的控制系统，在不依赖轨道电路的情况下，它能够高精度对列车进行定位，具有大容量、双向连续的列车数据通信，能够使得车载以及地面的安全处理功能得到实现。同以往的轨道电路控制系统比较而言，CBTC系统具有列车定位技术、无线通信、安全处理器等功能，这些都是传统的系统所不具备的，并且移动闭塞列车控制系统还具有灵活性强、、工程建设周期较短、系统兼容性高、互联互通、通过能力大、轨旁设备少、系统安全性高以及调度指挥自动化等特点，这将会对地铁车辆控制系统的利用和开发具有重要的意义。

2 地铁车辆CBTC系统的功能以及结构的分析

在当今多数的城市当中，地铁车辆是一种较为重要的交通工具，它能够节省人们出行的时间，具有交通速度快等优势，与此同时地铁车辆运行控制系统直接影响着车辆运行的可靠性以及安全性，CBTC系统是一种信息技术快速发展的产物，同时也是地铁车辆的一种重要的控制系统。

CBTC系统由多方面所组成，主要有车载子系统、ATS子系统、地面子系统、数据通信子系统等结构组成。其中车载子系统是地铁车辆CBTC系统当中的一个重要组成部分，主要包含有智能控制器、速度传感器、定位传感器系统等组成；ATS子系统，是利用自动设置或者是人工设置的方式对运行的地铁列车进行跟踪、识别、显示，从而使得地铁列车运行的调整功能得以真正的实现；地面子系统是设置在轨旁或控制中心的处理器系统；数据通信子系统实时的掌握列车运行数据，使得车载设备、地面、列车等相互之间的数据通信得以实现，这一系统主要设置在车上、中心、轨旁等位置。

在地铁车辆运行的过程中，CBTC系统的系统配置与功能之间有着紧密的联系，具有远程监测功能、定位功能、提供线路运行状态功能、构成闭塞功能、远程诊断功能、提供线路参数功能、车地双向通信功能、计算功能等，对于地铁车辆的稳定以及安全运行有着极大的作用。

3 地铁车辆CBTC系统车载信号常见的故障

在地铁进行试运行的初期就逐渐的显露出各种鼓掌方面的问题，其中较为常见的车载信号故障主要是自动保护防护冗余以及无线丢失，这种故障占有一大部分的比例，本文就针对这两种相关的车载信号故障进行分析以及说明。

3.1 自动保护防护冗余

通常情况下，在地铁列车的两端上分别分布着两道车载信号设备，当列车的前端车载信号设备发生事故的时候，列车的掌控权将会交给列车尾端的车载信号设备，列车钱以及后端的车载信号设备互为冗余。出现自动保护防护冗余的主要原因就是由于一些相关的模块出现了故障使得前后两端的车载单元之间的切换不能够正常的进行，比如说机柜、雷达或者ITF等其他模块，这样就会出现自动保护防护冗余切换。在冗余切换出现以后，通过有关的分析发现在列车运行的过程当中接头不紧密而使得贯通线不长，从而就会发生自动保护防护冗余现象。对于成都车载两端车头的定位系统而言，如一端定位系统故障，信号车载功能将失效，且只能列车下线回库处理，而不能够进行冗余切换，在这一方面还有待于进一步的改善。

3.2 无线丢失

在CBTC系统之中，无线丢失也是一种相对较为常见的故障，其出现的频率也较高，一旦是发生了无线丢失故障就会严重影响列车的正常运行，当出现故障以后会相应的降低列车的级别，由原有的CTC级别降低至IATP地面联锁保护下的驾驶模式。除了这些以外，出现故障以后，只能在RM模式之下进行级别的降低，行驶速度也只能够控制在25km/h范围之内，从而使得形式速度得以降低，致使出现列车晚点的问题，进一步的降低了列车的形式速度。通过以往的经验可以指导出现无线丢失问题的原因相对比较多，下面主要从以下三点进行深入的分析：

（1）针对场地的不同，如果在某些站场附近AP点相对比较少，就会产生不必要的影响，使得列车不能正常的进行稳定连续的无线信号的接收以及建立，这样就会导致无线信号的丢失，这也是无线信号丢失发生相对较多的地点。由于地铁列车对于折返对时间的要求相对来说比较严格，为此在折返车站附近也长长会发生无线丢失的问题。然而地面站所受到的无线信号干扰因素相对来说比较多，这样造成信号丢失的可能性就会越大。

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（2）主要就是针对列车的不同。对于常常发生信号丢失故障的列车在两个单元之间网线损耗相对而言会比较大，丢包率也会随之而增加，从而就会导致无线丢失。

（3）主要就是对于无线贯通线接头。在正常的行驶过程当中很多的列车出现过较多次数的由于无线连接贯通线的接头不够紧密而使得无线信号丢失的问题，在这种情况之下及时重启MR主机无线通信系统以及车载CC控制器仍然不能够使其恢复正常。

除了以上之外，无线交换机的定向天线设计等因素也和无线丢失故障的发生之间有关，某项更高优先级的操作可能需要同时执行，但是系统在这一个优先级操作完成之后才进行无线信号的检测操作，这个时候原有的无线信号则已经失效，进而到时所进行的检测结果也是无效的。另外，信号相互干扰方面的因素也有可能导致正常的检测不能够顺利的进行，进而使得无线信号的丢失。

4 地铁车辆CBTC系统车载信号故障的有效解决措施

4.1 自动保护防护冗余故障的相应处理方法

针对这一方面的相关问题，可以将一些相关的设备进行必要的升级，从而使得自动保护防护冗余状况的出现频率得以降低，这样就能够从根本上解决这一类问题的出现。进行升级之后，在列车正常运行时出现冗余现象以后系统还能够进行正常的运行，同时也不会影响到其他的功能，然后等到地铁列车回库以后在进行相应的处理。

4.2 无线信号丢失故障的相应处理方法

出现无线丢失故障时常用的方法就是重启无线，在对无线进行重启时首先就要进行要先进行车载控制器的重启，然后在进行MR无线交换机的重启，防止出现冗余的问题。在运行的过程当中如果出现了无线丢失的现象，如果是有时间进行无线单元的重启，这是所常用的方法就是应急处理方式，从而使得地铁列车能够正常的进行实行然后再回到库当中再进行相关的重启操作。

（2）加强对设备的维护以及检修

一般情况而言，在列车进行运行的过程当中，地铁车辆CBTC系统的车载信号设备可能会由于无线检测的芯片设计方面的相关因素致使地铁列车的无线信号丢失，在这种情况之下，只有将设备进行必要的重新启动才能够让其再次进入到正常的工作之中，但是这些都与设备的运行状态之间有着及其密切的关系，为此对于地铁列车设备方面加强检修以及维护十分的重要。通过对其有效的检修以及维护，从而使得地铁车辆CBTC系统的无线丢失故障的发生率有效的降低，进一步保证地铁车辆安全、稳定、高效的运行。