地鐵車輛CBTC系統(tǒng)車載信號常見故障分析

江躍

（成都地鐵運營有限公司 四川成都 610000）

地鐵車輛CBTC系統(tǒng)車載信號常見故障分析

江躍

（成都地鐵運營有限公司 四川成都 610000）

隨著當今社會科學技術(shù)的快速發(fā)展，在地鐵列車運行中，地鐵車輛CBTC系統(tǒng)應(yīng)用相對較為廣泛，但是，地鐵車輛CBTC系統(tǒng)在實際運行的過程當中，常常會發(fā)生系統(tǒng)車載信號方面的相關(guān)故障，從而嚴重影響著地鐵車輛的正常運行，為此要想確保地鐵車輛能夠安全、有效的運行就應(yīng)該采取有效的解決措施來處理系統(tǒng)車載信號常見的故障。本文以地鐵車輛CBTC系統(tǒng)作為研究對象，對其功能以及結(jié)構(gòu)進行了深入的分析，并研究了地鐵車輛CBTC系統(tǒng)車載信號常見的故障，進而提出相關(guān)的解決措施，為其更好的發(fā)展打下基礎(chǔ)。

地鐵車輛；CBTC系統(tǒng)；車載信號；解決措施

引言

在當今社會之中，城市交通運行所普遍關(guān)注的問題就是車輛能否安全以及正常地運行，同時當今城市交通控制系統(tǒng)當中列車運行控制系統(tǒng)是一個極其重要的組成部分，它對于列車的高效、安全運行起著非常重要的作用，除此之外，它還能夠提高列車運行的服務(wù)質(zhì)量以及綜合質(zhì)量和對列車運行的現(xiàn)代化管理有著積極的作用。隨著當今科學技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，列車已經(jīng)由原有的基于軌道電路的列車運行控制之間的逐漸地變成基于通信以及無線列車運行控制，這一系統(tǒng)在列車運行中的應(yīng)用使得地面設(shè)備與列車之間的全雙工以及大容量的雙向?qū)崟r連續(xù)的信息傳輸?shù)墓δ艿靡哉嬲膶崿F(xiàn)，同時也使得列車行駛的效率得到真正意義上的提高，軌旁設(shè)備的裝置以及資源也得到了大量的節(jié)省。與軌道列車控制系統(tǒng)相比較而言，CBTC系統(tǒng)的安全性能以及運能都具有更為明顯得優(yōu)勢，它憑借其獨特的優(yōu)越性得到了更多人的廣泛關(guān)注，同時在相關(guān)的城市地鐵中也正式的投入了使用。

1 地鐵車輛CBTC系統(tǒng)的有關(guān)概述

CBTC系統(tǒng)又被稱之為移動閉塞列車控制系統(tǒng)，它是一種可以聯(lián)系自動列車的控制系統(tǒng)，在不依賴軌道電路的情況下，它能夠高精度對列車進行定位，具有大容量、雙向連續(xù)的列車數(shù)據(jù)通信，能夠使得車載以及地面的安全處理功能得到實現(xiàn)。同以往的軌道電路控制系統(tǒng)比較而言，CBTC系統(tǒng)具有列車定位技術(shù)、無線通信、安全處理器等功能，這些都是傳統(tǒng)的系統(tǒng)所不具備的，并且移動閉塞列車控制系統(tǒng)還具有靈活性強、、工程建設(shè)周期較短、系統(tǒng)兼容性高、互聯(lián)互通、通過能力大、軌旁設(shè)備少、系統(tǒng)安全性高以及調(diào)度指揮自動化等特點，這將會對地鐵車輛控制系統(tǒng)的利用和開發(fā)具有重要的意義。

2 地鐵車輛CBTC系統(tǒng)的功能以及結(jié)構(gòu)的分析

在當今多數(shù)的城市當中，地鐵車輛是一種較為重要的交通工具，它能夠節(jié)省人們出行的時間，具有交通速度快等優(yōu)勢，與此同時地鐵車輛運行控制系統(tǒng)直接影響著車輛運行的可靠性以及安全性，CBTC系統(tǒng)是一種信息技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物，同時也是地鐵車輛的一種重要的控制系統(tǒng)。

CBTC系統(tǒng)由多方面所組成，主要有車載子系統(tǒng)、ATS子系統(tǒng)、地面子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。其中車載子系統(tǒng)是地鐵車輛CBTC系統(tǒng)當中的一個重要組成部分，主要包含有智能控制器、速度傳感器、定位傳感器系統(tǒng)等組成；ATS子系統(tǒng)，是利用自動設(shè)置或者是人工設(shè)置的方式對運行的地鐵列車進行跟蹤、識別、顯示，從而使得地鐵列車運行的調(diào)整功能得以真正的實現(xiàn)；地面子系統(tǒng)是設(shè)置在軌旁或控制中心的處理器系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)實時的掌握列車運行數(shù)據(jù)，使得車載設(shè)備、地面、列車等相互之間的數(shù)據(jù)通信得以實現(xiàn)，這一系統(tǒng)主要設(shè)置在車上、中心、軌旁等位置。

在地鐵車輛運行的過程中，CBTC系統(tǒng)的系統(tǒng)配置與功能之間有著緊密的聯(lián)系，具有遠程監(jiān)測功能、定位功能、提供線路運行狀態(tài)功能、構(gòu)成閉塞功能、遠程診斷功能、提供線路參數(shù)功能、車地雙向通信功能、計算功能等，對于地鐵車輛的穩(wěn)定以及安全運行有著極大的作用。

3 地鐵車輛CBTC系統(tǒng)車載信號常見的故障

在地鐵進行試運行的初期就逐漸的顯露出各種鼓掌方面的問題，其中較為常見的車載信號故障主要是自動保護防護冗余以及無線丟失，這種故障占有一大部分的比例，本文就針對這兩種相關(guān)的車載信號故障進行分析以及說明。

3.1 自動保護防護冗余

通常情況下，在地鐵列車的兩端上分別分布著兩道車載信號設(shè)備，當列車的前端車載信號設(shè)備發(fā)生事故的時候，列車的掌控權(quán)將會交給列車尾端的車載信號設(shè)備，列車錢以及后端的車載信號設(shè)備互為冗余。出現(xiàn)自動保護防護冗余的主要原因就是由于一些相關(guān)的模塊出現(xiàn)了故障使得前后兩端的車載單元之間的切換不能夠正常的進行，比如說機柜、雷達或者ITF等其他模塊，這樣就會出現(xiàn)自動保護防護冗余切換。在冗余切換出現(xiàn)以后，通過有關(guān)的分析發(fā)現(xiàn)在列車運行的過程當中接頭不緊密而使得貫通線不長，從而就會發(fā)生自動保護防護冗余現(xiàn)象。對于成都車載兩端車頭的定位系統(tǒng)而言，如一端定位系統(tǒng)故障，信號車載功能將失效，且只能列車下線回庫處理，而不能夠進行冗余切換，在這一方面還有待于進一步的改善。

3.2 無線丟失

在CBTC系統(tǒng)之中，無線丟失也是一種相對較為常見的故障，其出現(xiàn)的頻率也較高，一旦是發(fā)生了無線丟失故障就會嚴重影響列車的正常運行，當出現(xiàn)故障以后會相應(yīng)的降低列車的級別，由原有的CTC級別降低至IATP地面聯(lián)鎖保護下的駕駛模式。除了這些以外，出現(xiàn)故障以后，只能在RM模式之下進行級別的降低，行駛速度也只能夠控制在25km/h范圍之內(nèi)，從而使得形式速度得以降低，致使出現(xiàn)列車晚點的問題，進一步的降低了列車的形式速度。通過以往的經(jīng)驗可以指導(dǎo)出現(xiàn)無線丟失問題的原因相對比較多，下面主要從以下三點進行深入的分析：

（1）針對場地的不同，如果在某些站場附近AP點相對比較少，就會產(chǎn)生不必要的影響，使得列車不能正常的進行穩(wěn)定連續(xù)的無線信號的接收以及建立，這樣就會導(dǎo)致無線信號的丟失，這也是無線信號丟失發(fā)生相對較多的地點。由于地鐵列車對于折返對時間的要求相對來說比較嚴格，為此在折返車站附近也長長會發(fā)生無線丟失的問題。然而地面站所受到的無線信號干擾因素相對來說比較多，這樣造成信號丟失的可能性就會越大。

“云石導(dǎo)彈綻放，萬物統(tǒng)統(tǒng)匿藏，對著黑暗的深淵絕望地哀號吧，那才是你們應(yīng)有的下場?！边餍秋w鼠大使高聲喊道，“用不了幾秒，你們就會和你們的同伴一起被送往那個永不見天日的地方，那個我想讓你們到達的遠方?！?/p>

（2）主要就是針對列車的不同。對于常常發(fā)生信號丟失故障的列車在兩個單元之間網(wǎng)線損耗相對而言會比較大，丟包率也會隨之而增加，從而就會導(dǎo)致無線丟失。

（3）主要就是對于無線貫通線接頭。在正常的行駛過程當中很多的列車出現(xiàn)過較多次數(shù)的由于無線連接貫通線的接頭不夠緊密而使得無線信號丟失的問題，在這種情況之下及時重啟MR主機無線通信系統(tǒng)以及車載CC控制器仍然不能夠使其恢復(fù)正常。

除了以上之外，無線交換機的定向天線設(shè)計等因素也和無線丟失故障的發(fā)生之間有關(guān)，某項更高優(yōu)先級的操作可能需要同時執(zhí)行，但是系統(tǒng)在這一個優(yōu)先級操作完成之后才進行無線信號的檢測操作，這個時候原有的無線信號則已經(jīng)失效，進而到時所進行的檢測結(jié)果也是無效的。另外，信號相互干擾方面的因素也有可能導(dǎo)致正常的檢測不能夠順利的進行，進而使得無線信號的丟失。

4 地鐵車輛CBTC系統(tǒng)車載信號故障的有效解決措施

4.1 自動保護防護冗余故障的相應(yīng)處理方法

針對這一方面的相關(guān)問題，可以將一些相關(guān)的設(shè)備進行必要的升級，從而使得自動保護防護冗余狀況的出現(xiàn)頻率得以降低，這樣就能夠從根本上解決這一類問題的出現(xiàn)。進行升級之后，在列車正常運行時出現(xiàn)冗余現(xiàn)象以后系統(tǒng)還能夠進行正常的運行，同時也不會影響到其他的功能，然后等到地鐵列車回庫以后在進行相應(yīng)的處理。

4.2 無線信號丟失故障的相應(yīng)處理方法

出現(xiàn)無線丟失故障時常用的方法就是重啟無線，在對無線進行重啟時首先就要進行要先進行車載控制器的重啟，然后在進行MR無線交換機的重啟，防止出現(xiàn)冗余的問題。在運行的過程當中如果出現(xiàn)了無線丟失的現(xiàn)象，如果是有時間進行無線單元的重啟，這是所常用的方法就是應(yīng)急處理方式，從而使得地鐵列車能夠正常的進行實行然后再回到庫當中再進行相關(guān)的重啟操作。

（2）加強對設(shè)備的維護以及檢修

一般情況而言，在列車進行運行的過程當中，地鐵車輛CBTC系統(tǒng)的車載信號設(shè)備可能會由于無線檢測的芯片設(shè)計方面的相關(guān)因素致使地鐵列車的無線信號丟失，在這種情況之下，只有將設(shè)備進行必要的重新啟動才能夠讓其再次進入到正常的工作之中，但是這些都與設(shè)備的運行狀態(tài)之間有著及其密切的關(guān)系，為此對于地鐵列車設(shè)備方面加強檢修以及維護十分的重要。通過對其有效的檢修以及維護，從而使得地鐵車輛CBTC系統(tǒng)的無線丟失故障的發(fā)生率有效的降低，進一步保證地鐵車輛安全、穩(wěn)定、高效的運行。

5 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，CBTC系統(tǒng)車載信號設(shè)備以其優(yōu)勢在當今的列車運行領(lǐng)域當中得到了廣泛的關(guān)注，本文通過深入的分析所出現(xiàn)的問題，并且針對相關(guān)的問題提出有效的解決措施，從而能夠?qū)τ谡竭\行過程中列車所存在的相關(guān)故障進行及時的消除，為其在實際當中更加廣泛的應(yīng)用點下堅實的基礎(chǔ)。

[1]劉志濤.地鐵車輛CBTC系統(tǒng)車載信號常見故障歸類分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，15：121.

[2]龐文湛.CBTC系統(tǒng)在隧道情景下無線通信干擾的研究[D].華南理工大學，2014.

[3]王飛杰.城軌CBTC智能調(diào)度指揮系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].北京郵電大學，2011.

U279

A

1004-7344（2016）01-0139-02

2015-12-20

江 躍（1986-），男，助工，本科，主要從事軌道交通車載信號工作。