高鐵信號系統(tǒng)故障的分析與處理

王海平

摘要：隨著科學(xué)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，對于高鐵信號系統(tǒng)也起到了推動(dòng)與帶動(dòng)的作用，目前高鐵信號系統(tǒng)普遍還存在著不足，比如信號標(biāo)準(zhǔn)方面、信號平臺(tái)管理方面以及信號安裝方面等，需要進(jìn)一步提升高鐵信號系統(tǒng)故障的分析與處理能力，保障高鐵能夠正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高鐵信號；系統(tǒng)故障；分析

中圖分類號：U282 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）01-0109-01

1 高鐵信號系統(tǒng)故障的表現(xiàn)形式

高鐵信號系統(tǒng)常見的故障表現(xiàn)形式有高鐵在不正確的信號點(diǎn)處停車、GSM-R網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常突發(fā)降質(zhì)、越區(qū)切換、應(yīng)答器失效、RBC不運(yùn)作，限速失效、鏈路中斷致RBC與列車傳送信息丟失等。因?yàn)楦哞F技術(shù)集成度相對較高，所以故障發(fā)生不僅僅局限在車載設(shè)備，還有地面設(shè)備故障方面，即列控系統(tǒng)故障、CTC系統(tǒng)故障、RBC無線閉塞中心設(shè)備故障、聯(lián)鎖系統(tǒng)故障等，還有對列車占用丟失報(bào)警的分析處理等，要在正確認(rèn)識高鐵信號系統(tǒng)故障表現(xiàn)形式的基礎(chǔ)之上，針對多種運(yùn)行場景來解決高鐵的故障問題。

2 高鐵信號系統(tǒng)故障的分析與處理方法

2.1 優(yōu)化高鐵信號系統(tǒng)故障診斷核心算法

高鐵信號系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)核心，建立一種能夠滿足這種模糊性的實(shí)際算法，即模糊PETRI網(wǎng)；這種算法是分層階梯式遞增的，把握了故障動(dòng)態(tài)變化的傳播特性，在疊加關(guān)聯(lián)矩式的同時(shí)對于高鐵信號系統(tǒng)的傳播過程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)了對于軌道鐵路、應(yīng)答器、TCC、TSRS、CTC、CBI、RBC、ATP等多個(gè)部分的有效協(xié)調(diào)，如圖1所示。在系統(tǒng)建模方面也可以借鑒雷電暫態(tài)建模進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)用掃頻測試的方式來獲得有效參數(shù)，驗(yàn)證模型，模型的矩陣算法公式，如圖2所示。圖中，M0為初始標(biāo)識狀態(tài)，M0=（M0P1，...，M0Pn），其中M0P是命題Pi的初始邏輯狀態(tài)，M0Pi∈{ 0，1}，表示Pi的邏輯狀態(tài)，i=1，2，3…，n，“1”表示有故障，“0”表示無故障。C為關(guān)聯(lián)矩陣，用來描述PETRI網(wǎng)間的關(guān)系，1表示存在方向從庫所到變遷的有向弧，-1表示存在方向變遷到庫所的有向弧，0為其他情況。

如軌道電路故障，會(huì)失去列車的信息編碼（TCC失效）以及無法控制設(shè)備信號的動(dòng)作（CBI失效），從而導(dǎo)致CTC分機(jī)機(jī)CTC中心無法監(jiān)控列車的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)矩陣運(yùn)算得：

M11=[0 0 1 1 0 0 0 0 0]，M12=[0 0 0 0 2 0 0 0 0]，M13=[0 0 0 0 0 1 0 0 1]，則表明CTC分機(jī)和CTC中心必然發(fā)生故障。又如車載ATP無法實(shí)時(shí)生成監(jiān)控曲線，導(dǎo)致進(jìn)路信息無法生成（RBC失效），進(jìn)而導(dǎo)致臨時(shí)限速（TSRS失效），從而導(dǎo)致CTC中心失效。M21=[0 0 0 0 1 0 0 0 0]，M23=[0 0 0 0 0 0 1 1 0]，M24= [0 0 0 0 0 0 0 1 1]，M25=[0 0 0 0 0 0 0 0 2]，可知通過矩陣運(yùn)算，表明CTC中心發(fā)生故障，與故障失效模式分析一致。

2.2 建立安全預(yù)警機(jī)制，對信號系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)警

在安全預(yù)警機(jī)制的設(shè)立中，可以在關(guān)鍵設(shè)備故障中設(shè)置注入功能，基于HLA的列控故障注入仿真平臺(tái)，即車載仿真模塊、RBC仿真模塊、CTC總計(jì)模塊、軌旁仿真模塊等。這些模塊可以通過不同的故障形式進(jìn)行模擬，并且記錄故障范圍，在與模塊進(jìn)行比對時(shí)，如果發(fā)生現(xiàn)象一致時(shí)，會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行編碼預(yù)警，比如出現(xiàn)道岔無法鎖閉、無法動(dòng)作、軌道電路發(fā)碼故障，應(yīng)答器位置錯(cuò)誤、臨時(shí)限速命令有誤等，就會(huì)立即劃分故障范圍，第一時(shí)間進(jìn)行故障處理。

2.3 細(xì)化高鐵信號系統(tǒng)故障的排查流程

首先要檢查RBC與高鐵之間的通信日志，查看信號點(diǎn)的內(nèi)容、長度以及區(qū)段，然后根據(jù)列車的位置來判斷到底是哪一個(gè)區(qū)段出現(xiàn)了問題。列車每經(jīng)過一組應(yīng)答器之后，就向RBC發(fā)出位置報(bào)告，RBC是結(jié)合列車位置來更新MA的，但是發(fā)現(xiàn)其所發(fā)送的MA還停留在原地。探究這一問題可以得出，MA的操作電路狀態(tài)不滿足分配條件，即電路狀態(tài)出現(xiàn)閉合，被錯(cuò)誤地分配給了其他列車時(shí)，從而造成未被分配條件的列車出現(xiàn)相應(yīng)的問題。在調(diào)整電路狀態(tài)時(shí)，列車依舊表現(xiàn)出鎖定的狀態(tài)，這則是因?yàn)槟壳拔覈哞F信號的自動(dòng)化還依賴于軌道電路三點(diǎn)式檢查，如果其中有某一點(diǎn)條件無法得到滿足，就會(huì)保留鎖定狀態(tài)。查找MA停留在原地原因?yàn)榍靶辛熊囓囕d設(shè)備異常，未及時(shí)將位置更新信息上傳至RBC，造成后續(xù)列車MA未隨著列車的運(yùn)行而向前延伸，列車運(yùn)行至MA終點(diǎn)停車。

其次在地面故障的排查中，還需要對列控系統(tǒng)故障、CTC系統(tǒng)故障、RBC無線閉塞中心設(shè)備故障、聯(lián)鎖系統(tǒng)故障等方面有針對性的進(jìn)行排查。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可先從控制臺(tái)查看站場信息和設(shè)備狀態(tài)信息和故障報(bào)警信息，初步判斷是列控系統(tǒng)故障、聯(lián)鎖系統(tǒng)故障還是臨時(shí)限速服務(wù)器故障、或者無線閉塞中心故障，確定故障范圍后，再結(jié)合微機(jī)監(jiān)測信息針對某一系統(tǒng)故障排查故障點(diǎn)。

2.4 加強(qiáng)高鐵信號系統(tǒng)安裝管理，建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

高鐵四電接口工程中因?yàn)槠涔こ獭胺薄?、“?xì)”的特點(diǎn)，與通信、信號、電力、電氣等多個(gè)專業(yè)密切相關(guān)，更需要統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。四電系統(tǒng)集成接口管理應(yīng)遵循系統(tǒng)工程原理、標(biāo)準(zhǔn)化及程序化、體系化要求，建立接口管理標(biāo)準(zhǔn)化體系。通過明確管理體系的管理機(jī)構(gòu)、職責(zé)、界面、流程、制度、控制方法，對接口施工實(shí)施有效地集成化管理，來規(guī)范接口管理各方的責(zé)任、行為，確保施工有序?qū)嵤?，確保整體功能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

在目前高鐵信號系統(tǒng)故障分析與處理工作中還存在著不足，體現(xiàn)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、算法核心以及分析方式上，所以要在正確分析高鐵信號系統(tǒng)故障表現(xiàn)形式以及表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，來優(yōu)化高鐵信號系統(tǒng)核心算法，提升技術(shù)應(yīng)用方式、細(xì)化高鐵信號系統(tǒng)故障的排查流程、加強(qiáng)對于高鐵信號系統(tǒng)的調(diào)試管理，建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，解決系統(tǒng)中所存在的技術(shù)故障問題，以良好的故障分析與處理工作來推動(dòng)高鐵信號系統(tǒng)的發(fā)展與處理，保障高鐵運(yùn)行的安全。

Abstract：With the rapid development of science and information technology， the high-speed railway signal system has also played a role in promoting and driving. At present， there are still many shortcomings in the high-speed railway signal system， such as signal standard， signal platform management and signal installation. It is necessary to further improve the analysis and processing ability of high-speed railway signal system fault， so as to ensure the normal operation of high-speed railway.

Key words：high-speed rail signal； system failure； analysis