地鐵CBTC系統信號系統分析與故障

廖延初

地鐵是城市交通中載客量最大的交通工具，若因為其故障停運將會引起城市交通很大的不便。CBTC系統作為地鐵列車中關鍵的部分，其在地鐵運行中也會產生信號故障，雖然不會引發地鐵交通停運，但也會對運行產生負面影響。對此，本文主要對地鐵CBTC的運行系統進行分析，闡述其工作原理和相關結構，對其運行中會可能會產生的故障進行歸納研究，并給出相應的解決方法，期待為維護地鐵正常運行貢獻力量。

信號系統作為軌道交通地鐵的關鍵部位，在列車的正常運行中，起著不可或缺的作用，根據地鐵行車密度，信號系統可以劃分為移動閉塞系統、固定閉塞系統、準移動閉塞系統，無線CBTC隸屬移動閉塞系統，采用無線局域網通信。

地鐵CBTC信號系統介紹

CBTC系統依靠移動通信來實現信息傳遞，實時共享車輛位置信息。利用車載設置。軌道通信設施達到與車站或者是車輛中控中心來進行信息共享。從而調控車輛運行速度。在車輛和地標之間建立一個雙向、連續、高速的通訊信號，維持列車行車狀態。保證行車命令與地表控制之間有效及時地傳遞。同時定位列車精準位置、車與車之間的相對速度和距離。保證列車與列車之間的安全距離。

地鐵CBTc信號系統系統原理

CBTC是運用車載設施和軌道配備設施之間的雙向通訊來實現溝通和位置共享。地鐵列車在行駛過程中連續向車輛控制中心傳輸信息。包含車輛方向、位置、速度等。處于控制中心的工作人員和設備根據車輛傳輸的信息來獲取車輛的最大制動距離。如此才能保障行駛車輛之間的安全距離。前后兩個移動閉塞分區同時以較小的安全距離來運行前進。保障較高速度的同時縮短安全距離，這是提升整個地鐵運行效率最為有效的方式。

CBTC系統具體由如下幾個子系統組成：ATS子系統、車載子系統、數據通信子系統、地面子系統。在地鐵列車的運行中。各個子系統各司其職。ATS保障車輛的運行調整，負責列車的追蹤以及識別等功能；車載負責車輛速度測定、車輛定位、智能控制；數據通信則負責車輛和地面之間、地面與地面之間、地面和車輛內部數據之間的交換；地面子系統接受和處理列車信息，并將地面信息反饋給列車。幾大系統獨立而相互依存。共同維護列車安全行駛。

地鐵車輛cBTC系統車載信號常見的故障

ATP冗余故障

按照慣例，地鐵會配備備選車載信號設施，以預防故障產生，兩份車載信號設施分別配備在車輛的車頭和車尾位置。在運行的過程中。頭部位置的車載信號設施發生故障之后。車尾的信號設備擔當整個車輛行車中的信號發送任務。這便是所謂的冗余。車輛正常運行的情況下。換句話說就是在IXLC和CTC條件下，地鐵車輛的前端和后端的信號才能同時穩定存在，保障車輛正常運行。一旦出現故障之后就無法啟動ITC狀態。需要對ATP進行人工檢查駕駛模式。在如此情況下，車輛的自動駕駛模式選擇不會因為人工檢查被干擾。仍然與冗余情況下正常發揮其功能。

控制系統的無線通信丟失故障

無線損失是在地鐵車輛CBTC系統的常見故障，通過分析系統的運行故障，目前該類故障發生也越來越頻繁。給地鐵車輛的安全運轉帶來較大的隱患。

地鐵cBTc系統信號常見故障的處理措施

ATP冗余故障的處理措施。ATP冗余故障除了在設備技術上更新升級之外，沒有其他更好的方式來徹底解決。若是能在設施上升級完善，將會直接減少地鐵運行中的ATP的故障次數。并且能夠更加有效的保障信車輛運行的信號發送穩定。這是未來解決ATP故障，保障地鐵列車穩定的最有效途徑。

倘使車輛在運行中。非備選車載設備發生了冗余故障。在該種情況下前文已經介紹，該故障不會對車輛的正常運行造成傷害，發生該類冗余故障之后，可以選擇車輛運行結束安全停靠后再去對車輛故障進行維修，但是發生了冗余故障之后。發現切換了備選車載設備后。仍然無法正常傳輸車輛運行信號。此時解決故障的方式是重啟ATP系統設備，并且切斷開關。待車輛運行結束后再對故障進行排查，對車輛車載設備進行維修，保障車輛運行的安全。

控制系統無線通信丟失故障的處理措施。CBTC車載信號在行車過程中突然丟失會對車輛運行造成巨大的安全隱患。所以必須要加強車輛控制系統無線通信的故障處理能力。在行車中若是發生信號中斷，需要立即重啟無線單元，安排檢測人員首先檢查車輛無線的指示燈是否能夠正常顯示。還要檢查CPU、電源、加密版等各個設施的運行情況。倘若設施運行也出現問題。需要重啟無線單元。啟動步驟如下：①扳下CBTC車載信號系統無線單元的RCSCB斷路器，并斷開其兩端的RCSCB。②首先把無線車載設施的ATPFS某一端扳到發生故障位置，維持半分鐘自后等待顯示屏上的“system-down”消失。此時再將RCSCB斷路器閉合，車輛前端和后端的RCSCB均恢復功能，同時將ATPFS歸位，待兩分半鐘后看無線車載設施的信號燈是否正常顯示。無線單元重啟結束。

加強對設備的檢修和維護。通常情況下，在運行的地鐵CBTC系統的車輛信號系統中。無線芯片的設計可能會導致無線損耗，如信號的相互干擾，當無線信號造成丟失時，必須重新啟動設備將使系統進入正常工作狀態。并且它與設備的運行狀態有直接的聯系。我們必須加強設備的維護。如此降低CBTC系統無線丟失概率。

綜述。車輛CBTC系統故障需要防患于未然，平時加大檢修維護力度，避免在運行中出現故障，造成不必要的安全隱患。