远程重启在信号CBTC系统维护中的应用

赵旻杰，张 郁，朱利敏，朱 莉，王厉珘

（上海地铁维护保障有限公司，上海 200031）

1 概述

拥有城市轨道交通的城市中，绝大多数城市都在尝试无人驾驶技术。全球已经有732 km 的无人驾驶线路分布在35 个不同的城市。基于无人驾驶信号系统（FAO）的无人驾驶技术将得到广泛运用。因此，提高信号系统的维护效率，快速解决信号设备故障带来的运营影响，是维保单位需要考虑的首要问题。

如图1 所示，在GOA4 或者GOA3 系统中，当信号系统检测到部分设备故障时，会引发列车运行的中断。但是，在实际情况中，有些故障可能不是真正的设备故障问题，或者只是瞬间的干扰引起的，这些可以由中央操作人员远程管理，向信号系统控制器发送重启指令，以恢复列车运行。因此，在基于FAO 的信号系统当中，远程重启功能对于线路的运营维护具有快速有效的作用。

2 远程重启功能的需求分析

2.1 轨旁子系统的远程重启

轨旁设备分布在线路侧较多且一旦故障影响范围广、危害性大，通过远程重启的合理使用可以极大程度缓解故障对现场的运营的压力。

同时，信号系统设备作为行车安全设备，安全要求高。因此，远程重启功能不能影响信号系统整体的功能，不能因为远程重启自身的设备故障对既有运营设备产生影响。因此，对车站列车自动监控系统（ATS)、区域控制器(ZC)、联锁设备中的主备机应具备一键停电、送电的功能。

图1 IEC 62267定义的城市轨道交通自动化等级Fig.1 IEC 62267 classification of urban rail transit automation

同时，远程重启设备本身应具备高可靠性和可维护性。

2.2 车载子系统的远程重启

车载设备主要安装在列车上，现场维护人员每天夜间需要对列车上的车载控制器进行重启检修，工作量很大。为减少检修工作量，提高检修工作效率，车载控制器的远程重启主要用于车载的日常维护，远程重启由中央ATS 人工控制单车重启或者批量重启。

由于车载控制器是车辆安全行车的直接控制设备，系统设计时限制列车在停车库、存车线停车时通过中央ATS 维护工作站进行远程。车载系统在接受到重启指令后，将对外部输入、输出接口进行检测，对车载内部程序进行初始化。整体重启完成后，车载自身定位、轮径数据将仍然保存，不影响第二天正常运营。

3 远程重启功能设计

3.1 可靠性设计

为满足远程重启的需求，采用如图2 所示的设计方案。在双套系统的设计方案的基础上，系统构建各自独立的两路通信网络链路（操作终端→中心校验服务器→硬件控制器→被控设备），保证信息传输的独立性、隔离性。

中心校验服务器实现双机热备，保证在一台服务器宕机的情况下，另外一台服务器能够维持系统正常工作。而且，为确保控制信号设备电源断电过程中，信号设备的冗余路能够正常工作，设计满足如下的要求：

1）同一个的信号设备的A、B 机而言，无论何种情况下，只能控制断开二者之间的一路；

2）对于同时多个设备的通断命令下发，命令下发操作必须按照一路一路下发命令，不能一次命令下发包括多个设备的控制命令，也就是说一次操作只能重启一个对象设备。

图2 远程重启设备设计方案Fig.2 Design scheme of remote restart equipment

3.2 可维护性设计

远程重启系统主要通过对被控对象的电源空开进行机械操作，一旦可编程逻辑控制器（PLC）发出断电指令，PLC 所控制的电机正转通过连杆带动电源空开进行断电，当PLC 再次发出上电指令时，电机反转通过连杆带动电源空开进行上电。

基于控制端的上述原理，只要将机械连杆拆除，就能在不影响日常运营的情况下对远程重启设备进行维护，维护上比较简便。具体的设计方案如图3 所示。

将PLC-B 控制的KA1B 继电器节点串入电机动作回路，只有在PLC-B 收到动作指令后，才能通过KA1B 继电器励磁，同时输出控制命令和电机回路上电。此方案有效避免在没有人员操作情况下的重启设备误动作可能性。

4 案例分析

17 号线车载控制器采用卡斯柯自主化iCC200型车载控制器，包括列车自动防护（ATP）和立车自动运行（ATO）两部分功能，负责列车的安全防护和自动驾驶。系统采用2 乘2 取2 安全冗余配置，车头车尾各配置一套车载控制器。

图3 远程重启电路方案Fig.3 Circuit scheme of remote restart

中心ATS 发送车载（CC）远程重启请求，CC根据自身的状态来决定是否满足重启的要求，当满足重启要求时，CC 执行软重启，重启时进行软硬件的自检，组合测试，将自检的结果发送给维护管理系统。该功能的实现可有效减少人员上车日检的工量由原来的4 h 降低为30 min，且维护准确性、效率显著提升。

5 结论

远程遥控技术原先在电力（SCADA）专业已经得到成熟应用，但其技术功能运用到信号系统尚属于首次，通过这种跨专业的技术应用，卓有成效满足现场应急处置的需求，提高车载的维护效率，丰富的故障处置的手段，为今后信号系统的全生命周期维护提供了新的思路。