鐵路電力遠動系統通信故障分析及處理

黃若凡 中國鐵路上海局集團有限公司南京供電段

新時代，鐵路發展迅猛。與此同時，對鐵路電力遠動系統這一技術手段提出了更高、更全面的要求。鐵路電力遠動系統在我國的發展大概可以分為觸點式、布線邏輯式、軟件化三個階段，從繼電器到晶體管、集成電路再到SCADA系統，三個階段的每一步突破都很關鍵。目前的鐵路電力遠動系統主要由遠動主站、終端、通信通道組成，以實現遙控、遙調、遙測、遙信的功能。通過這種實時的監測，保障鐵路的供電正常。

1 鐵路電力遠動系統

1.1 遠動主站

遠動主站主要負責的是遙控與遙調的產生及遙測與遙信的接收。遠動主站的關鍵設備是計算機。遠動主站所配置的硬件主要有模擬屏、顯示設備、處理器等。遠動主站的軟件輔助終端的數據遙信，整理各種電流、電壓等數據，之后進行運算，專業人員再將結果進行執行。鐵路電力遠動系統發展至今，所采用的軟件早已更新為SCADA軟件，除了自身的數據收集與記錄之外，還會將終端的遙信數據進行相關的復核并下達執行指令，對于故障的發生也設置有報警模式，可以完成基本的逡巡監測。

1.2 終端

終端主要負責遙控、遙調的接受與執行及遙測、遙信的采集與發送。終端由RTU、FTU、STU組成。RTU負責配電監控，完成遙控、遙測、遙信的功能，主要采集并記錄電流、電壓、電功率等數據。FTU負責開關監控，主要是保證開關的狀態，采集遙信量。STU負責電源監控，完成遙測、遙信、遙控的功能。STU與FTU相互配合，構成監控的節點，將數據發送至遠動主站。同時STU負責采集并記錄過流、跳閘等瞬間，具有自我檢測功能，可保留故障曲線。

1.3 通信通道

通信通道主要負責信息傳輸。通信通道的正常運行是鐵路電力遠動系統穩定運行的關鍵。終端與遠動主站數據的傳輸就是走通信通道。主要經過通信通道的數據有電壓、電流、電功率，斷路位置及故障記錄。通信通道一般為環形，可以做到實時傳遞。遠動主站經通信通道傳輸至終端的數據一般為下行數據，終端經通信通道傳輸至遠動主站的數據一般為上行數據。而通信通道的存在也是電力遠動系統與自動化的主要區別，其劣勢就在于易受干擾，因此傳輸的數據往往要求較高，需借助模擬信號技術、加密技術等，來保證通信通道的穩定。除技術外，還需要在數據傳輸時按照頻分制或時分制方法進行傳輸，以防干擾。

1.4 功能設置

鐵路電力遠動系統大致可以分為四個功能，簡稱"四遙"功能。即遙測、遙信、遙控、遙調。遙測量的獲取途徑主要是將收集的被測量轉為模擬量，模擬量轉為二進制，二進制數據再經過調度轉為遙測量；遙信主要是在記錄各個節點狀態的運行及改變，可以實時判斷故障的發生，及時分析處理；遙調主要是將終端接收到的調整數據的指令發送到遠動主站，遠動主站進行復驗，決定下一步執行操作是否需要進行；遙控主要是操作，配合遙測與遙信的傳遞性能，復核指令，再進行相關操作。

2 鐵路電力遠動系統通信故障分析

2.1 遠動主站的故障分析

遠動主站的故障，可以導致遙控的畫面殘缺，使與終端的通信中斷。而造成遠動主站故障的原因，主要包括相關設備的老化、溫度高而導致工作中斷；服務器的內存占用過高而導致通信的不同步；驅動與系統的不兼容而導致與終端的設備不統一等。判斷以及確定哪一步出現故障的方法主要有檢查硬件的運行情況以確定是否為設備老化、溫度過高的故障；檢查服務器的同步情況以確定是否為內存使用問題；檢查主站與終端的IP地址以確定是否為兼容問題。

2.2 終端的故障分析

遠端的故障，可以導致遙信的失控，主要故障包括電源問題、硬件問題、軟件問題、設備死機。造成終端故障的主要原因包括電纜被認為破壞、電源短路而導致的電壓失控；設備的不完善、漏洞而導致的運行效果；設備的老化、溫度高而導致的設備死機。判斷以及確定哪一步出現故障的方法主要有通過重啟設備以確定是否為溫度高的故障；通過替換相關軟件來確定具體出問題的環節。

2.3 通信通道的故障分析

通信通道的故障，可以導致遙信的失控，包括主站接收終端的遙信的失控與終端自身的通信失控。造成通信通道故障的主要包括主站的監控畫面表現為非正常狀態，判斷以及確定此故障的方法為主站的計算機設備顯示網關關閉等情況；終端的監控畫面表現為非正常狀態，判斷以及確定此故障的方法為終端的計算機設備上顯示網關關閉或者是網絡連接異常等情況。

3 鐵路電力遠動系統通信故障處理

3.1 遠動主站的故障處理

遠動主站的故障，主要的處理措施包括重啟設備，重新進入工作程序；清除不必要的記錄或內容，釋放空間，使服務器能夠正常運行；重新設置相關配置；及時更換相關硬件。主要的流程為先查看各種設備的執行任務的狀態，如果正常，再進行下一步排查，即檢查內存的使用情況，如果還有較大空間，并沒有占滿或接近飽和，那么就不是遠動主站的故障；反之，則可以確定故障點在遠動主站。之后是設備的排查，先查看服務器的網關是否關閉，再查看供電處的通信，若運行良好，則可以排除故障是遠動主站造成；反之，可以確定設備問題。確定具體的故障之后就是按照相對應的重啟、釋放空間等處理措施進行維護。

3.2 終端的故障處理

終端的故障，主要的處理措施包括及時替換老化的元件或設備，但是這種方法雖然簡單有效，卻需要花費大量的資金，所以并不將它放在首選；另外可以添置一些散熱的設備以解決溫度高的問題，但是從客觀來講這個方法也比較花費資金，同時添置的過程較繁瑣，費時費力，因此也不作為必要的處理措施；最為常見的處理措施是添置一種智能設備，以遠程操控重啟。但是若是串口處或者板件已經有所破壞的話，還是需要及時更換的。主要的流程有先檢查IP地址是否正常，網關是否關閉，若正常則說明串口的執行沒有問題；反之，則說明串口故障。之后再檢查FTU的通信情況，若正常則表明遙信功能正常，設備無問題；反之，則可以判斷故障。

3.3 通信通道的故障處理

通信通道的故障，主要的處理措施包括與相關部門及時溝通，以便保障供電的配合；另外經研究發現通過升級轉換器可以穩定通信通道的狀態；還有隔絕感應電，也可以避免通信通道受到干擾。主要流程為先檢查遠動主站的設施與終端的設施，若正常則說明遠動主站與終端故障的可能性很低，考慮通信通道故障；之后檢查二進制等數據，若數據異常則表明通信故障。

3.4 其他方面的處理措施

除了對鐵路的電力遠動系統本身的故障進行分析與處理外，更多的影響這些故障與處理的是外界的因素。若想將故障問題處理好，外界的配合必不可少。主要的措施有相關部門設置連續完整的監測部門，負責系統的維護，相關數據的整理與歸納總結，定期的檢查等，只有實時的完整的監控，才能及時處理故障，無論是電力遠動系統的哪個環節；專業人員的培養工作不可懈怠，整個系統的維護與檢查，都需要技術過硬的專業人員，只有對鐵路電力系統的基礎知識與操作了如指掌，才能迅速找出故障并處理，以保障整個鐵路的通信正常；設置定期培訓與考核機制，專業人員的知識與技能必須到位；另外就是找出故障的方法，一般情況下多為手動操作，效率極低，這一方面的工作需要研發突破，創新發展。實現故障找尋的智能化、多樣化；各個監管部門與負責鐵路電力遠動系統的人員需要保持及時的溝通，在各自的環節上把好關卡，保障故障的及時處理；故障問題的相關報告也要及時整理。每一項大的、小的故障問題都需要及時的記錄，包括故障的設備、處理的措施，之后上報相關部門，以便更好地處理故障及推進以后的工作。還有一些設備的問題如果發現為出廠問題，則需要追責廠家。總之，監控與配合不能放松，故障的處理及歸納總結在記錄后可以提出改進的意見，以便完善鐵路電力遠動系統。

4 結束語

鐵路電力遠動系統的不斷發展、變遷，在如今的數字化、自動化、智能化的時代更是有了創新性的發展，是保障鐵路系統正常通信及運輸的重要技術手段。因此，鐵路遠動系統通信故障的分析及處理極為重要，不僅僅是為了當下工作的正常運行，更是將這些經驗總結之后，吸取不足，為鐵路電力遠動系統的發展做出創新與突破。