外界電磁干擾引起應答器接收模塊故障的原因分析

蔡世東

*鄭州鐵路局鄭州電務段 工程師，450052 鄭州

2010年11月，在東隴海承擔運營的動車組頻繁發生應答器傳輸模塊故障，造成系統故障，列車緊急制動停車，給鐵路正常運輸造成干擾。根據應答器信息傳輸原理，收集運營數據進行對比分析，最終查出是由外界電磁干擾造成。

1 故障現象

2010年11月1日，由CRH5057車01端擔當的D158次動車組運行至寧陵縣—謝集區間，ATP報應答器傳輸收模塊故障、系統故障，緊急制動停車，同類故障現象又在后續三日發生。

2 原因分析

應答器報文傳輸原理:動車組經過地面應答器上方時，BTM天線給應答器發射27MHz無線電磁波信號，應答器接收到電磁波信號后建立工作電源，并通過電磁耦合轉換成電能，并以4.2MHz無線電磁波信號循環發送1023位傳輸報文。BTM天線接到1023位傳輸報文后，傳輸給BTM主機，BTM主機對接到的報文信號進行處理，并將處理過的信息分A、B 2個鏈路傳給ATP主機，供生成控車模式曲線。BTM主機與ATP主機通信，正常情況下以B鏈為主進行信息交互。分析數據發現，在發生故障前，BTM主機在一個周期或多個周期內，多次向ATP主機發送長度錯誤的應答器報文信息，如圖1所示。因頻繁的“應答器報文干擾”，ATP要求BTM主機進行A/B鏈握手切換失敗，如圖2所示，導致ATP判斷BTM主機出現故障，中斷與BTM主機的通信。

在C2區段，應答器傳輸模塊故障屬于重大系統故障，為保證行車安全，ATP輸出緊急制動停車，如圖3所示。

圖3 應答器傳輸模塊故障、系統故障

BTM主機在較短的時間段內頻繁發送錯誤應答器報文，應是BTM電纜或天線等車底部分受到干擾，造成BTM主機將這些干擾信號錯誤譯成應答器報文發送給ATP，同時由于錯誤報文短期內發送過多，導致ATP與BTM主機之間通信故障。

3 原因查找

發生故障后，首先對BTM主機、BTM天線、B組匣進行更換，故障依然存在，排除了模塊原因。然后對BTM主機與BTM天線間電纜、對地絕緣、線間絕緣、屏蔽層接地、BTM主機與A、B組匣通信線、電源模塊連接和物理絕緣等進行檢查測試，均未見異常，排除了設備自身原因造成。又對BTM主機與ATP的通信電纜J1A、J2A、J3A、P3A之間加裝了抗干擾磁環，并采取了BTM主機與天線間電纜的車上部分加裝屏蔽編織帶等措施，通過動態測試，干擾信號明顯減少，說明抗干擾措施有效。為判斷干擾傳入的途徑，又在BTM天線與車體固定螺絲處增加絕緣膠墊將BTM天線與車體隔離，通過動態測試，干擾信號仍未消除。

通過與發生故障地點對比分析，多數干擾報文發生在過分相上電期間，在靜態和動態情況下，通過開合主斷開關模擬過分相，同時將BTM天線位置前、后、左、右移動，最終判定主要由于天線旁邊的充電機干擾造成。在運行途中，BTM天線接收到干擾信號，錯誤地當成應答器報文進行譯碼頻繁傳給ATP，導致ATP判斷BTM主機故障。

4 處理辦法及效果

為確保應答器系統正常工作，在BTM天線頂部兩側增加金屬屏蔽板進行干擾信號隔離，徹底解決了BTM天線干擾問題。自采取隔離措施以后，干擾錯誤報文幾乎消除，未再因干擾信號造成應答器接收傳輸故障、系統故障停車。

目前對列控車載設備的維修，沒有現成的經驗可循，只能通過排除法進行定性分析。作為維護人員，只有根據現場實際情況，不斷摸索、總結處理經驗，努力學習，才能摸索出有效的故障處理流程和方法。［1］馬文俊，趙蕾.應答器功能簡介及典型故障分析［J］. 鐵道通信信號，2011(1):35.

［2］王留燦.應答器相關故障的分析與處理［J］.鐵道通信信號，2011(2):28.

［3］袁偉家，付永偉.應答器在不同類型軌道上安裝［J］. 鐵道通信信號，2011(4):38.

［4］王貴，陳曉慧.鐵路無線電通信GSM-R頻率干擾分析及排查［J］.鐵道通信信號，2011(6):59.

［5］歸甜甜，王長林.在電氣化弓網離線噪聲環境下GSMR差錯控制及傳輸性能分析［J］.鐵道通信信號，2011(6):59.