淺談ITCS軌旁設備的維護與故障處理

摘 要：青藏鐵路格拉段運用的ITCS信號系統由中心設備、軌旁設備和車載設備組成，其中軌旁設備的穩定運行對于整個系統的穩定性起著至關重要的作用，文章主要介紹ITCS系統中軌旁設備VHLC和RBC的組成及功能，以及日常維護經驗與故障處理。

關鍵詞：ITCS系統；軌旁設備；日常維護；故障處理

青藏鐵路增強型列車控制系統ITCS是以GSM-R無線通信網為基礎，集車站聯鎖、區間虛擬閉塞和列車控制于一體的信號控制系統，主要實現的功能包括虛擬自動閉塞、站間閉塞，非本地聯鎖（CBI）車站的車站聯鎖控制，列車運行控制及超速防護。ITCS信號系統由中心設備、軌旁設備和車載設備組成，軌旁設備主要包括安全型邏輯控制器VHLC、無線閉塞中心RBC、全球定位系統GPS差分站和CTC車站自律機的接口設備。經過現場統計，ITCS軌旁設備故障總數中VHLC與RBC的故障數占到90%以上，所以維護好軌旁設備VHLC和RBC，對于提高ITCS系統的穩定性非常重要。

1 RBC和VHLC的組成及功能

1.1 安全型邏輯控制器VHLC組成及功能

1.1.1 VHLC組成

VHLC是一個模塊化單元，包括如下組件：帶底板的底盤、+5V直流電源、安全邏輯處理器（VLP）、輔助通信處理器（ACP）、現場特殊模塊（SSM）、安全通用輸入/輸出（VGPIO）模塊、16個安全通用輸入（VGPI16）模塊、RS-422/485串行接口模塊、RS-232串行接口模塊。

1.1.2 VHLC功能

VHLC作為控制器，通過聯鎖保障列車的安全和高效運行，執行如下的功能：

（1）作為轉轍機控制器（SC）和轉轍機的界面，控制和監控轉轍機的動作。（2）RBC界面，共享位置（轉轍機位置等等）和列車信息（區段占用等等）。（3）CTC界面（通過RTU），接收命令要求。（4）處理現場特定應用程序。（5）通過ITCS記錄器將診斷信息傳至MMT。

1.2 無線閉塞中心RBC組成及功能

1.2.1 RBC組成

RBC包括如下組件：帶底板的底盤；+5V直流電源；安全邏輯處理器（VLP）；輔助通信處理器（ACP）；現場特殊模塊（SSM）；RS-422/485串行接口模塊；RS-232串行接口模塊。

1.2.2 RBC功能

在VHLC的配合下，RBC提供一個虛擬信號聯鎖系統的必要服務，確保配備了ITCS的列車的安全和高效運行。

（1）與GPS設備的接口為列車提供了GPS差分校正信息和通用協調時間（UTC）。（2）從CTC的接口接收TSO（臨時限速命令）并更新OBC（車載計算機）。（3）使所有列車的軌道剖面圖和軌道地圖以及TSO數據庫都處于它的控制之下。（4）在列車到達前，與鄰近RBC的接口（通過WIN）獲取位置信息，確保列車安全運行。（5）從VHLC中接收信號狀態，轉轍機位置，軌道占用以及其他信息。（6）發送區段占用、完整性丟失（LOI）區段請求占用和鄰近的RBC數據。（7）通過ITCS記錄器將診斷信息傳至MMT（維護管理終端）。

2 VHLC與RBC的日常維護及故障處理

2.1 VHLC與RBC的日常維護

（1）保持工具房整潔并盡可能防塵。要確保工具室保持恰當通風。過熱會導致設備問題。定期清洗或更換工具室過濾器。（2）確保VHLC/RBC的操作電壓正常。根據青藏鐵路信號標準，定期檢查工具室電壓。如果電壓超出范圍，對充電器進行調整。通過將萬用表連至TP1和TP2，測量VHLC/RBC的+5V直流電源的電壓，電壓讀值應該在4.95和5.05V之間；測量TB1的電池輸入電壓，該電壓讀值應該在10和16V直流之間。（3）確保VHLC/RBC的配線和連接安全正常。（4）針對每一個青藏鐵路信號標準，執行所有的適用性測試。

2.2 VHLC與RBC的故障處理

2.2.1 故障處理步驟

（1）確認故障癥狀。詢問故障的現象是什么？當時發生了什么？氣候是不是因素之一？有沒有其他起作用的因素？（2）確認問題處在區域。查看報告的故障；將問題限定在較小的區域；確認哪個站/信號柜包含控制該問題區域的電路、設備；最近有無更改。（3）確認問題位置。大多數問題產生自：VHLC外面或者車站、信號柜外面。許多癥狀來源于開關設備問題或者連接不當。（4）隔離問題。先嘗試簡單的方法；觀察指標和故障代碼；檢測測試點；遵循相關流程圖；測量電池電壓；避免問題進一步復雜化。（5）處理問題。如果電路在VHLC外面，維修電路。如果是VHLC模塊有缺陷，用一個具有相同組件號碼的備件撤換掉有故障的模塊，確保新模塊的設置和有缺陷模塊的設置完全相同（即模塊的芯片要植入原來的程序，SSM模塊的跳線設置與原來保持一致），更換模塊時一定要佩戴防靜電手環或者釋放所帶靜電。（6）檢驗問題是否得到解決。確保維修或更換后系統能正常運轉。

2.2.2 常見的故障原因

（1）操作不當引起的各模塊插槽損壞或者針孔損壞。（2）VHLC/RBC各模塊的連接出現松動。（3）為+5V直流電源模塊提供12V電源的交直流電源轉換器（Powerone）故障，Powerone與+5V電源模塊之間的防雷抑制器（即浪涌保護器）故障。Powerone故障會導致整個機柜停電，瞬間斷電再恢復會燒壞各板卡及芯片或者導致板卡重啟，重啟故障在軌旁設備中占據相當大的比重，降低重啟故障除了避免軟件自身設計缺陷外確保Powerone工作穩定尤其重要。（4）+5V直流電源模塊保險絲燒壞或者操作電壓不在正常范圍內。（5）VLP、ACP、SSM板的各芯片在程序植入過程（即燒制芯片）中出現錯誤或者芯片在安裝過程中人為損壞（有物理損傷和靜電損傷兩種可能）。（6）更換板卡時靜電未釋放或者SSM板的跳線設置錯誤。

2.3 VHLC、RBC與CTC接口的故障處理

2.3.1 VHLC與CTC接口的故障處理

檢查自律機多串口卡第1組黃燈（數據接收燈）的狀態：

（1）每隔1秒不閃：故障出在CTC-VHLC電纜，或者VHLC，修復CTC-VHLC電纜或者重啟VHLC可以克服。（2）每隔1秒閃一次，綠燈每隔1秒閃一次：故障一般情況出在VHLC，可以通過重啟VHLC恢復。

2.3.2 RBC與CTC接口的故障處理

檢查自律機多串口卡第0組黃燈（數據接收燈）的狀態：

（1）每隔5秒不閃：故障出在CTC-RBC電纜，或者RBC，修復CTC-RBC電纜或者重啟RBC可以克服。（2）每隔5秒閃一次，綠燈每隔5秒閃一次：故障一般情況出在RBC，可以通過重啟RBC恢復。

3 結束語

ITCS軌旁設備的穩定運行關系著整個系統的穩定性，掌握軌旁設備VHLC及RBC的功能、日常維護及故障處理方法對于確保ITCS系統的穩定運行至關重要。并在今后的管理和實踐中，不斷摸索總結經驗，改進完善維修管理體制，確保青藏鐵路安全運營。

參考文獻

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