试析地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障

试析地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障

陈小伟

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要：在现代化城市交通运行的过程中，地铁车辆的安全运行受到普遍关注。在地铁车辆运行的过程中，列车运行控制系统占据着重要的位置和作用，关系着列车运行的安全和质量。CBTC系统运用于地铁车辆中，能够有效的提列车行驶的效率，提升车辆的安全性。本文主要探讨了地铁车辆CBTC系统车载信号的常见故障。

关键词：地铁车辆；CBTC系统；车载信号；常见故障

1地铁车辆CBTC系统概述

CBTC系统又名移动闭塞列车控制系统，是在不依赖轨道电路的情况下对列车进行高精度定位，是一种可以联系自动列车的控制系统，具有双向连续、大容量的列车数据通信，可以实现对地面以及车载的安全处理功能。CBTC系统与传统的轨道电路控制系统相比较，具有安全处理器、无线通信、列车定位技术等功能，是传统轨道电路控制系统所不具备的，而且，移动闭塞列车控制系统还具有调度指挥自动化、互联互通、系统安全性高、工程建设周期较短、轨旁设备少、通过能力大、灵活性强、系统兼容性高等特点，对地铁车辆控制系统的开发和利用有着重大的意义。

2地铁车辆CBTC系统的结构以及功能

地铁车辆是现代化城市中重要的交通方式，具有交通速度快的优化，能够有效的解决人们出行的时间。地铁车辆控制系统能够保证车辆运行的安全性和稳定性。CBTC系统是信息化技术快速发展的产物，是现阶段地铁车辆采用的主要的安全控制系统。CBTC系统主要是由地面系统、ATS子系统、数据通信子系统以及车载子系统等结构构成。地面子系统主要是在地面的控制中心或者轨道旁设置的处理器系统。ATS子系统主要是通过人工设置或者自动设置进路的方式，对运行的列车进行显示、识别以及跟踪，有效的调整列车运行的功能。数据通信子系统能够对列车、地面以及车载设备等相互之间的数据进行纯熟，实时地掌握列车运行的数据。车载子系统是地铁车辆CBTC系统中的重要组成部分。在地铁车辆CBTC系统运行的过程中，其功能和系统的配置有着直接的联系。车载子系统主要有计算、定位、构成闭塞车地双向通信、远程诊断与监测等功能，对地铁车辆的安全运行有着重要的影响。

3地铁车辆CBTC系统车载信号的常见故障

3.1ATP冗余故障

一般来说，地铁列车有两道车载信号设备，分别分布至列车的两端上，如果列车的前端车载信号设备出现故障的话，将由列车尾端的车载信号设备来获取列车的掌控权，列车前端和尾端的车载信号设备互为冗余。正常来说在IXLC级别和CTC级别的情况下，地铁列车前端与尾端的车载信号设备冗余系统才能正常运行，如果出现故障的情况下，将无法使用ITC级别，在这种情况下对ATP监督人工驾驶模式、列车自动驾驶模式的选择上不会受到影响，具体的操作流程与冗余功能相同。综合地铁车辆实际运行情况来看，导致ATP冗余故障的主要原因有雷达、测速电机、机柜、无线、应答器、ITF至HMI的通信连接等故障引起的，如，接头松动、贯通线较短等。

3.2控制系统中无线通信丢失的故障

在CBTC系统中，无线丢失足比较常见的故障，发生的频率比较高。出现无线丢失故障会对列车的正常运行带来一定的影响。当无线丢失故障出现之后，列车级别会出现相应的降低，从CTC级别降到IXLC级别，列车自身会由于定位的丢失，无法正常的行驶，出现紧急制动刹车的情况。另外，故障出现之后，列车只能够在RM，模式下行驶，时速只能够控制在25km／h，导致列晚点，影响列车运行的效率。无线丢失的原因有很多种，很难进行确切的分析，下面针对三点内容进行简单的分析。①针对不同的场地来说，根据相关的研究发现，无线丢失故障出现最多的地方就是地面站场，在一些站场附近，AP点比较少，比较远的轨道列车在接收信号时出现断断续续、不稳定的情况，网络连接不稳定导致无线丢失。在折返车站附近也会经常出现无线丢失的情况。西门子公司对于列车的折返时间有着严格的要求，司机必须把两端的折返时间控制在15s之内。地面站和底线站相比来讲，无线信号受到的干扰因素较多，很容易造成无线丢失。②针对不同的列车来讲，经常出现无线丢失故障的列车两个单元之间网线的损耗比较大、丢包率大，造成无线丢失。③针对无线贯通线接头来讲，列车在正常运行的过程中，出现很多次由于贯穿线接头不紧密导致无线丢失的情况。

4地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障的处理措施

4.1ATP冗余故障的处理措施

就ATP冗余故障的分析来看，要彻底解决ATP冗余故障的话，必须要在设备软件、技术上进行不断的升级，实践证明，设备从升级之后，地铁车辆在运行的过程中ATP冗余故障的发生次数明显减少，而且，在对设备软件、技术升级之后ATP的冗余故障问题也得到了有效的解决，针对设备软件升级的供应商主要有西门子公司等大型公司。如果地铁车辆列车运营的过程中，正线发生冗余故障的话，由于此种情况的故障对列车运行的功能不会造成一定的影响，针对这类故障可以等地铁列车运营结束之后再对其故障进行解决。如果ATP冗余发生切换之后的话，系统冗余将无法切换回故障端，这时要解决CBTC系统车载信号故障的话，应该重新起到列车驾驶室两端的ATP系统设备，并将ATP开关切除既可有效的解决这类故障，通过以上对ATP冗余故障的处理之后，能够有效的保证地铁列车运行的安全性。

4.2无线丢失的处理措施

无线信号丢失故障发生后，采取以下措施处理：重启无线单元，首先检查无线单元各相关灯位是否显示正常，加密板、CPU板和电源板的状态，若有异常，则重启无线单元，无线单元的重启步骤如下：首先将RCSCB断路器扳下，断开两端RCSCB，其次将ATPFS的任一端打至故障位，经过30s之后，“systemdown”字样在HMI屏幕上消失，然后合上RCSCB断路器，恢复两端RCSCB，在此同时将ATPFS打至正常位，最后经过150s之后，车载设备及无线单元各指示灯均显示正常，设备启动完毕。但是如果列车在无线丢失故障发生后，如果无线单元没有时间重启，则可采取以下方式应急处理：在满足两端ATP没有冗余和另一端无线单元正常的基础上，可以打下ATPFS、RCSCB或者ATOCB，冗余发生后使用另一端正常的无线单元，可以升至CTC模式。列车在无线丢失故障发生后，由CTC级别降到IXLC级别，此时列车以RM模式驾驶，限速在25km/h以内，对正线运营有一定的影响，会造成列车晚点，在发生此类故障时，司机会切除ATP，在没有信号系统防护下手动驾驶，这种情况下一般需要在折返轨执行重启操作。另外，还应尽量减少无线丢失故障出现概率：在正常隋况下，地铁车辆CBTC系统车载信号设备在运行的过程中，由于无线检测芯片的设计，可能会引起无线丢失的故障。如信号的相互干扰，造成无线信号的丢失，需要重启设备才能够促使系统恢复正常状态，会对设备的运行有着直接的影响，因此，需要加强对设备的检修和维护工作，有效的减少地铁车辆CBTC在运行过程中无线丢失故障的发生。

5结束语

在地铁快速发展的背景下，地铁车辆控制系统的技术发展方向也逐渐趋向于通信的CBTC系统，地铁车辆CBTC系统的信号故障对地铁车辆的运行造成了一定的影响，通过本文的分析，主要从ATP冗余故障、无线通信丢失故障等两方面详谈了地铁列车的通信故障，以期能为相关单位提供参考。

参考文献：

[1]CBTC系统车载信号常见故障分析[J].凌宏亨.技术与市场.2014（08）

[2]谈城轨交通CBTC系统故障归类及其设计应对策略[J].肖彦博.现代城市轨道交通.2011（03）

[3]CBTC系统在南昌轨道交通1号线的应用[J].张章.现代城市轨道交通.2015（02）