地鐵車輛CBTC系統車載信號常見故障分析

江躍

（成都地鐵運營有限公司 四川成都 610000）

地鐵車輛CBTC系統車載信號常見故障分析

江躍

（成都地鐵運營有限公司 四川成都 610000）

隨著當今社會科學技術的快速發展，在地鐵列車運行中，地鐵車輛CBTC系統應用相對較為廣泛，但是，地鐵車輛CBTC系統在實際運行的過程當中，常常會發生系統車載信號方面的相關故障，從而嚴重影響著地鐵車輛的正常運行，為此要想確保地鐵車輛能夠安全、有效的運行就應該采取有效的解決措施來處理系統車載信號常見的故障。本文以地鐵車輛CBTC系統作為研究對象，對其功能以及結構進行了深入的分析，并研究了地鐵車輛CBTC系統車載信號常見的故障，進而提出相關的解決措施，為其更好的發展打下基礎。

地鐵車輛；CBTC系統；車載信號；解決措施

引言

在當今社會之中，城市交通運行所普遍關注的問題就是車輛能否安全以及正常地運行，同時當今城市交通控制系統當中列車運行控制系統是一個極其重要的組成部分，它對于列車的高效、安全運行起著非常重要的作用，除此之外，它還能夠提高列車運行的服務質量以及綜合質量和對列車運行的現代化管理有著積極的作用。隨著當今科學技術以及網絡的不斷發展，列車已經由原有的基于軌道電路的列車運行控制之間的逐漸地變成基于通信以及無線列車運行控制，這一系統在列車運行中的應用使得地面設備與列車之間的全雙工以及大容量的雙向實時連續的信息傳輸的功能得以真正的實現，同時也使得列車行駛的效率得到真正意義上的提高，軌旁設備的裝置以及資源也得到了大量的節省。與軌道列車控制系統相比較而言，CBTC系統的安全性能以及運能都具有更為明顯得優勢，它憑借其獨特的優越性得到了更多人的廣泛關注，同時在相關的城市地鐵中也正式的投入了使用。

1 地鐵車輛CBTC系統的有關概述

CBTC系統又被稱之為移動閉塞列車控制系統，它是一種可以聯系自動列車的控制系統，在不依賴軌道電路的情況下，它能夠高精度對列車進行定位，具有大容量、雙向連續的列車數據通信，能夠使得車載以及地面的安全處理功能得到實現。同以往的軌道電路控制系統比較而言，CBTC系統具有列車定位技術、無線通信、安全處理器等功能，這些都是傳統的系統所不具備的，并且移動閉塞列車控制系統還具有靈活性強、、工程建設周期較短、系統兼容性高、互聯互通、通過能力大、軌旁設備少、系統安全性高以及調度指揮自動化等特點，這將會對地鐵車輛控制系統的利用和開發具有重要的意義。

2 地鐵車輛CBTC系統的功能以及結構的分析

在當今多數的城市當中，地鐵車輛是一種較為重要的交通工具，它能夠節省人們出行的時間，具有交通速度快等優勢，與此同時地鐵車輛運行控制系統直接影響著車輛運行的可靠性以及安全性，CBTC系統是一種信息技術快速發展的產物，同時也是地鐵車輛的一種重要的控制系統。

CBTC系統由多方面所組成，主要有車載子系統、ATS子系統、地面子系統、數據通信子系統等結構組成。其中車載子系統是地鐵車輛CBTC系統當中的一個重要組成部分，主要包含有智能控制器、速度傳感器、定位傳感器系統等組成；ATS子系統，是利用自動設置或者是人工設置的方式對運行的地鐵列車進行跟蹤、識別、顯示，從而使得地鐵列車運行的調整功能得以真正的實現；地面子系統是設置在軌旁或控制中心的處理器系統；數據通信子系統實時的掌握列車運行數據，使得車載設備、地面、列車等相互之間的數據通信得以實現，這一系統主要設置在車上、中心、軌旁等位置。

在地鐵車輛運行的過程中，CBTC系統的系統配置與功能之間有著緊密的聯系，具有遠程監測功能、定位功能、提供線路運行狀態功能、構成閉塞功能、遠程診斷功能、提供線路參數功能、車地雙向通信功能、計算功能等，對于地鐵車輛的穩定以及安全運行有著極大的作用。

3 地鐵車輛CBTC系統車載信號常見的故障

在地鐵進行試運行的初期就逐漸的顯露出各種鼓掌方面的問題，其中較為常見的車載信號故障主要是自動保護防護冗余以及無線丟失，這種故障占有一大部分的比例，本文就針對這兩種相關的車載信號故障進行分析以及說明。

3.1 自動保護防護冗余

通常情況下，在地鐵列車的兩端上分別分布著兩道車載信號設備，當列車的前端車載信號設備發生事故的時候，列車的掌控權將會交給列車尾端的車載信號設備，列車錢以及后端的車載信號設備互為冗余。出現自動保護防護冗余的主要原因就是由于一些相關的模塊出現了故障使得前后兩端的車載單元之間的切換不能夠正常的進行，比如說機柜、雷達或者ITF等其他模塊，這樣就會出現自動保護防護冗余切換。在冗余切換出現以后，通過有關的分析發現在列車運行的過程當中接頭不緊密而使得貫通線不長，從而就會發生自動保護防護冗余現象。對于成都車載兩端車頭的定位系統而言，如一端定位系統故障，信號車載功能將失效，且只能列車下線回庫處理，而不能夠進行冗余切換，在這一方面還有待于進一步的改善。

3.2 無線丟失

在CBTC系統之中，無線丟失也是一種相對較為常見的故障，其出現的頻率也較高，一旦是發生了無線丟失故障就會嚴重影響列車的正常運行，當出現故障以后會相應的降低列車的級別，由原有的CTC級別降低至IATP地面聯鎖保護下的駕駛模式。除了這些以外，出現故障以后，只能在RM模式之下進行級別的降低，行駛速度也只能夠控制在25km/h范圍之內，從而使得形式速度得以降低，致使出現列車晚點的問題，進一步的降低了列車的形式速度。通過以往的經驗可以指導出現無線丟失問題的原因相對比較多，下面主要從以下三點進行深入的分析：

（1）針對場地的不同，如果在某些站場附近AP點相對比較少，就會產生不必要的影響，使得列車不能正常的進行穩定連續的無線信號的接收以及建立，這樣就會導致無線信號的丟失，這也是無線信號丟失發生相對較多的地點。由于地鐵列車對于折返對時間的要求相對來說比較嚴格，為此在折返車站附近也長長會發生無線丟失的問題。然而地面站所受到的無線信號干擾因素相對來說比較多，這樣造成信號丟失的可能性就會越大。

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（2）主要就是針對列車的不同。對于常常發生信號丟失故障的列車在兩個單元之間網線損耗相對而言會比較大，丟包率也會隨之而增加，從而就會導致無線丟失。

（3）主要就是對于無線貫通線接頭。在正常的行駛過程當中很多的列車出現過較多次數的由于無線連接貫通線的接頭不夠緊密而使得無線信號丟失的問題，在這種情況之下及時重啟MR主機無線通信系統以及車載CC控制器仍然不能夠使其恢復正常。

除了以上之外，無線交換機的定向天線設計等因素也和無線丟失故障的發生之間有關，某項更高優先級的操作可能需要同時執行，但是系統在這一個優先級操作完成之后才進行無線信號的檢測操作，這個時候原有的無線信號則已經失效，進而到時所進行的檢測結果也是無效的。另外，信號相互干擾方面的因素也有可能導致正常的檢測不能夠順利的進行，進而使得無線信號的丟失。

4 地鐵車輛CBTC系統車載信號故障的有效解決措施

4.1 自動保護防護冗余故障的相應處理方法

針對這一方面的相關問題，可以將一些相關的設備進行必要的升級，從而使得自動保護防護冗余狀況的出現頻率得以降低，這樣就能夠從根本上解決這一類問題的出現。進行升級之后，在列車正常運行時出現冗余現象以后系統還能夠進行正常的運行，同時也不會影響到其他的功能，然后等到地鐵列車回庫以后在進行相應的處理。

4.2 無線信號丟失故障的相應處理方法

出現無線丟失故障時常用的方法就是重啟無線，在對無線進行重啟時首先就要進行要先進行車載控制器的重啟，然后在進行MR無線交換機的重啟，防止出現冗余的問題。在運行的過程當中如果出現了無線丟失的現象，如果是有時間進行無線單元的重啟，這是所常用的方法就是應急處理方式，從而使得地鐵列車能夠正常的進行實行然后再回到庫當中再進行相關的重啟操作。

（2）加強對設備的維護以及檢修

一般情況而言，在列車進行運行的過程當中，地鐵車輛CBTC系統的車載信號設備可能會由于無線檢測的芯片設計方面的相關因素致使地鐵列車的無線信號丟失，在這種情況之下，只有將設備進行必要的重新啟動才能夠讓其再次進入到正常的工作之中，但是這些都與設備的運行狀態之間有著及其密切的關系，為此對于地鐵列車設備方面加強檢修以及維護十分的重要。通過對其有效的檢修以及維護，從而使得地鐵車輛CBTC系統的無線丟失故障的發生率有效的降低，進一步保證地鐵車輛安全、穩定、高效的運行。

5 結束語

隨著信息技術的不斷發展，CBTC系統車載信號設備以其優勢在當今的列車運行領域當中得到了廣泛的關注，本文通過深入的分析所出現的問題，并且針對相關的問題提出有效的解決措施，從而能夠對于正式運行過程中列車所存在的相關故障進行及時的消除，為其在實際當中更加廣泛的應用點下堅實的基礎。

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[3]王飛杰.城軌CBTC智能調度指揮系統關鍵技術的研究[D].北京郵電大學，2011.

U279

A

1004-7344（2016）01-0139-02

2015-12-20

江 躍（1986-），男，助工，本科，主要從事軌道交通車載信號工作。