如何降低信號軌旁設備中RBC故障

關霞霞

青藏鐵路公司西寧電務段，青海格爾木 816000

格拉段ITCS系統信號軌旁設備主要包括無線閉塞控制器（RBC）、安全邏輯控制器（VHLC）、天線（ANTENNA）、轉轍機控制器（HSC）、ITCS系統網絡信息設備。其中RBC由輔助通信處理器（ACP）、安全邏輯處理器（VLP）、現場特殊模塊（SSM），+5V電源模塊構成。RBC的功能主要是與站管區間內所有列車進行通信；從調度集中（CTC）接受臨時限速命令（TSO），并將TSO發送到站管區間內的機車車載計算機（OBC）；通過GPS接收器，將列車實時位置的差分信息發送到車載OBC，控制站管區間內所有列車核對電子地圖數據庫；與鄰站無線閉塞控制器(RBC)通信確認區間閉塞條件是否滿足。

格拉段經過6年的運營，設備性能趨于穩定。以2010年為例，通過對本年度格拉段信號軌旁設備發生的故障進行統計：ITCS軌旁設備故障總數為50件，其中RBC故障35件，占總故障數的70%，比率相當大，進一步分析發現，可以將RBC故障分為三類；1）RBC /ACP板軟件重啟故障24件；2）供電單元（交直流電源轉換器（Power one）和+5V直流電源模塊）故障8件；3）因為環境原因造成的故障3件。以下將針對故障分類，提出解決措施。

1）RBC（無線閉塞控制器）的ACP（輔助通信處理器）板軟件重啟導致的后果有：該站與CTC（調度集中）通信中斷，CTC無法控車，致LOI（列車丟失完整性），封鎖RBC控制區段，車站及區間紅光帶；CTC大屏瞬間閃斷、黑屏。RBC /ACP重啟嚴重影響行車安全及運輸效率。

造成RBC /ACP軟件重啟的原因是：軟件自身設計缺陷，設備開通時RBC /ACP板的M27C512芯片軟件版本采用5.03版本，該軟件版本的缺陷是無法識別在運行過程產生的無效邏輯變量及錯誤指針，使程序運行進入死循環，導致程序運行中斷，重啟。針對這樣的設計缺陷，對軟件進行了升級改進，升級后的RBC/ACP軟件采用5.04版本，其主要變更內容為：

變更ID 變更描述 客戶影響代碼優化，包括清除無效邏輯變量、可能存在的隊列溢出、指針錯誤等，從而降低軟件重啟的風險 提高可靠性5.04

實驗室驗證和測試：

這個軟件已經通過了標準的ITCS自動測試組件的測試。

現場測試效果：

（1）在南山口站進行RBC/ACP軟件現場實驗三個月，下載日志，對實驗數據進行分析發現該程序運行過程中有清除無效邏輯變量、隊列溢出、指針錯誤等記錄；

（2）經南山口的實驗測試后，2011年4月完成在全線45個站的推廣使用，至2012年8月沒有產生此類故障；

2）供電單元由交直流電源轉換器（Power one）和+5V直流電源模塊組成，Power one將電源屏供出的220V電源轉換成穩定的12V電源，并輸出到RBC機籠的+5V電源模塊，再經+5V電源模塊轉換穩壓，為RBC的各個板卡供給穩定的+5V電源。Power one故障，導致整個機柜停電（RBC是機柜的一部分），有時，瞬間斷電恢復可能導致過電流燒壞板卡、芯片，同時Power one工作不穩定導致了+5V電源模塊輸出有波動，甚至重啟，造成RBC機籠內ACP、VLP、SSM重啟，甚至燒壞，供電單元的穩定性直接影響RBC的正常工作。

造成Power one故障的原因主要是浪涌，產生浪涌的因素主要有靜電、雷電天氣、外電網波動等，這些因素都可以通過在Power one與+5V電源模塊之間安裝防雷抑制器得到有效改善，防雷抑制器實際上就是浪涌保護器，用來阻斷浪涌對+5V電源模塊的沖擊，從而避免因浪涌造成的設備故障。在維修制度中應將浪涌保護器的定期檢查、更換納入其中，以確保其正常工作。另外，+5V電源模塊直接給RBC機籠內的板卡供電，其自身工作的穩定性也至關重要，需要定期對+5V電源模塊的輸出進行測試，并對有輸出電壓超過規定范圍的進行標調，確保設備使用電壓的精確度；

3）青藏鐵路格拉段自然環境極其惡劣，乃是世界上海拔最高的鐵路，在高海拔地區，極大的溫差、風沙天氣、強雷電氣候等對設備的耐受性能提出極大挑戰。2010年12月從唐古拉站更換下的一塊故障RBC/ACP板卡，對其進行實驗室低溫測試，在零下35℃條件下運行45小時后故障復現。同時選取了玉珠峰站的故障RBC/ACP板卡，進行同樣的實驗，運行50小時后故障復現。部分信號機房密封性差，沙塵影響設備的絕緣性能。再比如，2011年6月，一次雷擊造成馬鄉、古榮站軌旁RBC、VHLC、路由器等設備被擊壞，造成了嚴重的經濟損失和惡劣的影響。

可見，長期惡劣的環境，影響了設備的可靠性、安全性以及壽命。保證格拉段各站設備信號機房的保溫性、密封性，防止造雷擊，顯得非常關鍵。應對低溫、風沙天氣可以采取機房內安裝空調、電暖氣等取暖設施（尤其是部分鐵皮房的信號機房，其保溫性和防塵性比磚房更差），加掛窗簾等措施，門窗邊緣加裝保溫防塵氈墊是一種經濟實惠又簡單的方法，其中取暖設備的電源必須與信號設備電源分開，而且應將取暖設備的定期檢查、防塵氈墊的定期更換納入設備維修管理體系當中，確保設備不因外界環境影響正常工作。防雷擊的主要措施除了布設安裝防雷設施外，對防雷地線、防雷保安器等設備的定期測試檢查也是必須的。根據國家氣象局對青藏高原雷電天氣的監測數據顯示，由于青藏高原的加熱作用，高原主體上的雷暴日數比同緯度我國平原地區、大西洋、太平洋、伊朗高原等多出2倍以上，甚至有的多出10倍。每年的6月份、7月份、8月份是雷電天氣頻發的月份，尤其應當加強這些月份對防雷設備的檢查。

以上方法從實際使用情況來看，對于降低ITCS系統軌旁RBC故障起到很好的作用。在日后的管理過程中，應當不斷摸索總結經驗，改進完善維修管理體制，確保青藏鐵路安全暢通、引領青藏鐵路前進發展。

[1]徐嘯明，袁湘鄂，李萍.CTCS-2級列車運行控制系統應運叢書-列控地面設備[M].北京：中國鐵道出版社，2007.

[2]黃濤，王讓會.青藏高原東北側雷電氣候特征[J].南京氣象工程大學學報：自然科學版：2012(2).