淺析車載信號設備常見故障及處理措施

丁梨明

寧波市軌道交通集團有限公司運營分公司 浙江 寧波 315000

1 系統概述

列車移動閉塞系統，是基于無線通信的列車自動控制系統（CBTC）。

該系統由五大子系統組成，分別是ATC列車自動控制子系統、ATS列車自動監控子系統、CBI計算機聯鎖子系統、DCS數據傳輸子系統和MSS維護支持子系統。它是基于移動閉塞分隔列車原理，通過車——地無線通信，周期性的傳遞列車位置信息，建立移動授權，并不斷的通過軌旁ATC子系統，向列車發送移動授權，使列車能可靠按照規定的移動授權運行曲線自動運行。車載ATC子系統根據線路靜態數據庫（DSU）儲存的軌道地形數據信息（如坡度）和指定的移動授權終點，計算列車運行曲線，監督、控制列車運行。

車載信號設備包括車載ATC設備和車載DCS設備，具體包含車上設備：車載控制器CC、DMI司機人機界面、交換機、中繼器、無線調制解調器MRE，車底設備：信標天線、編碼里程計、DCS天線。車載設備采用雙網配置，頭尾貫通連接實現可靠的紅藍網冗余結構，如圖1所示。

圖1 車載信號設備示意圖

運營模式決定駕駛模式，運營模式包括CBTC移動授權級、BM后備點試級、CBI聯鎖控制級，駕駛模式包括ATO、ATPM、ATB、RMF、RMR、OFF駕駛模式。CBTC運營模式是常用運營模式，BM運營模式作為點式后備運營模式，只在CBTC斷通信降級情況下采用。

車載信號設備故障主要包括PPU報紅、DMI黑屏卡屏、ATC顯黃、列車緊制等，下面重點講解下上述故障原因分析及處理措施。

2 PPU報紅

2.1 PPU報紅介紹

每一套CC機籠都配備了3塊PPU板，按照安裝順序依次為PPU2、PPU1、PPU3，PPU為3取2冗余結構，所以一塊PPU掛掉還是可以繼續工作，具體報警描述為：一個通道故障，具體燈位現象為：一個PPU板F3、F1燈位報紅，6塊輸入輸出板一個通道燈位不亮。如圖2所示。其中PPU板的F3燈位亮紅色代表該通道禁止，正常情況下F3燈位常滅說明通道正常運行，F1燈位亮紅色代表5V和12V安全電壓故障（即通道禁止），正常情況下F1燈位常滅說明安全電壓正常，如圖3所示。

圖2 PPU報紅板卡具體燈位顯示情況

圖3 PPU板卡各燈位顯示含義

2.2 PPU報紅原因分析及處理

PPU報紅有很多原因，大致有以下兩種原因。

其一，晚上做車載日檢時經常發生PPU報紅，由于重啟CC時操作不同步，也就是VIO1、VIO2、VIO3三個空開推的時候沒有實現同步，可能一頭的沒有同步，也可能兩頭的沒有同步，則會導致一塊PPU報紅，或者兩塊甚至三塊PPU都報紅。這種現象就需要注意重啟CC時兩頭作業人員默契度與操作同步性，通過800M手臺對呼保持有效溝通，如果發生PPU報紅，則過10秒后兩頭同步推空開再次重啟CC，觀察板塊燈位是否恢復正常。

圖4 PPU報紅板卡具體燈位顯示情況

其二，正線運營列車發生PPU報紅，在維修中心MSS終端發現VIO模塊報紅，為一個通道故障，是由于其中某一塊輸入輸出板故障導致一個通道掛掉，與其他兩個通道表決不一致所致。發生這種故障，我們車載信號人員確定故障后，須第一時間上報工長和工程師，并要求行調轉線備，請求上車查看處理故障，不能讓報警列車繼續在正線上運營，雖然是3取2的冗余設備，但是需要避免剩余兩個通道再次發生故障，否則會造成列車趴窩在線上，直接影響運營，其后果不堪設想。目前最常用的操作是轉線備，我們信號人員上車后動車至停車場轉換軌進行PPU數據下載并重啟CC，重啟前須提前通知行調，重啟未恢復的話，根據下載的PPU數據分析出哪一塊輸入輸出板卡故障，確認板卡故障后更換恢復。

為降低PPU報紅次數，我們班組規定要求每月的前4天夜班人員各下載清除6輛車的PPU數據，執行“每月一清”制度。

3 DMI黑屏卡屏

3.1 DMI黑屏卡屏介紹

DMI黑屏卡屏是車載信號設備常見故障之一，經常發生夜間日檢過程中。DMI黑屏，報警燈則會亮紅燈；DMI卡屏，報警燈不會亮，只是觸屏失效。如果正線一頭DMI黑屏直接導致ATC不可用，另外一頭DMI上顯示ATC狀態顯紅，為ATC嚴重故障，也就意味著列車緊制無法動車。

正線DMI卡屏會導致死機無法轉強制后備，如圖司機按壓BM模式選擇按鈕后，DMI上會彈出“強制”或“非強制”對話框，如果當時DMI出現卡屏，則無法點擊“強制”確認，在CBTC不可用時直接影響運營，后果不堪設想。

3.2 DMI黑屏卡屏原因分析及處理

DMI采用進口設備，DMI黑屏是由于自身軟件故障。目前在車輛段和停車場發生DMI黑屏故障，首先重啟一下DMI空開，如果還是黑屏則需要重刷DMI軟件，重刷兩遍后如若還沒回復則只能聯系廠家更換新的DMI。如果在正線發生DMI黑屏，則需要司機按照操作手冊執行切除ATC動車到附近存車線，車載信號人員第一時間上車處理，處理過程同上。

DMI卡屏有很多原因，其一，為車載檢修人員操作不當，日檢過程中連按DMI可能會出現卡屏，一頭做完換端給另外一頭，這時一頭人員還在點擊DMI，由于切換未到位，也可能導致DMI卡屏；其二，為自身軟件問題，校準失效，使DMI卡屏。目前正線上司機很少使用后備BM運營模式，所以很少用到DMI觸屏功能，但不保證用不到，之前出現過轉強制后備后發現DMI卡屏，當時司機只能切除ATC以OFF模式駕駛。如果在庫內發生卡屏，首先換端試驗觸屏是否有效，如果還是卡屏則需要重刷DMI軟件，重刷兩遍后如若還沒恢復則只能更換新的DMI。

4 ATC顯黃

4.1 ATC顯黃介紹

ATC顯黃是指DMI上顯示ATC狀態為黃色，說明車載ATC為部分可用，雖然ATC設備是兩端冗余結構，但是在正線運營過程中如果出現ATC顯黃，車輛HMI屏會報警ATC中級故障，對運營造成一定影響，即使還可以動車。

4.2 ATC顯黃原因分析及處理

ATC顯黃有很多原因，其中最常見的原因為CMP板卡掛掉，具體的燈位顯示為：C2燈未閃爍，安全應用軟件（ATP）未運行。在晚上做日檢的時候，由于重啟過程中兩端不同步，一端起來了，另一端還沒有起來，導致CMP軟件未運行，從而導致ATC顯黃。

圖5 列車車輛故障的告警信息

另外，在正線運行時一端與另一端CMP安全軟件信息傳輸不一致，有時候也會導致CMP掛掉，導致ATC顯黃，如果正線正常在運營的列車，駕駛模式運營模式都是ATO-CBTC模式，列車車輛顯示屏HMI會彈出ATC中級故障的告警信息，司機需第一時間聯系行調轉備用車，行調報給信號人員上車處理故障，信號人員上車后查看故障，第一時間拍照取證，先對其列車進行重啟CC，恢復正常后投入運營。

5 列車緊制介紹

5.1 列車緊制

列車緊制是列車在行車過程中尤為常見的故障現象，列車會由于設備本身、人為操作失誤或其他某些原因導致運行不正常直接表現出來，其結果會造成乘客乘坐舒適度降低，經過司機、調度、站務的行車組織，給運營帶來一定影響。

5.2 列車緊制原因分析及處理

列車緊制原因有很多，大致分為以下五種原因。

司機ATPM手動超速緊制。為了練習手動駕駛技能，司機往往會避開高峰期采用ATPM手動模式駕駛列車。在區間有些區段ATO控車曲線設計根據線路要求不是很平穩，推薦速度起伏較大，對于很多新手司機來說，“貼碼跑”畢竟不是一件那么容易的事情，牽引制動手柄沒有掌握要領就會導致超速緊制。作為信號專業人員還是建議采用ATO模式駕駛列車，減少人為操作失誤給運營造成影響。

圖6 司機ATPM手動駕駛

DCS網絡通信中斷。列車在運行過程中DCS網絡通信中斷，導致CBTC列車通信中斷，區域控制器ZC無法給出移動授權，速度碼立馬下降，列車實際速度超過緊制速度產生緊制，模式降級為RM模式。待DCS通信恢復后，緊制會自動緩解，列車自動升級成CBTC列車。

站臺區域屏蔽門鎖閉狀態丟失。列車途徑站臺區域（前后200米范圍內）檢測到屏蔽門鎖閉狀態丟失，ATS界面上顯示屏蔽門為打開狀態。由于聯鎖關系，遵循故障導向安全原則，進路上的每個信號設備狀態錯誤都會影響列車運行。此時如屏蔽門狀態自動恢復則列車自動緩解緊制，司機手動駕駛列車運行；如屏蔽門狀態未恢復，則需站務人員切除屏蔽門，司機手動駕駛列車運行；如列車DMI顯示屏蔽門狀態未知，則司機需要降級為RM模式運行，離開該站臺區域自動升級為CBTC列車。

車門鎖閉狀態丟失。列車運行過程中車門緊急解鎖裝置被激活，ATS界面上顯示列車車門處于打開狀態（車次窗上方出現D），判斷為車門鎖閉狀態丟失，產生緊制。可能原因為乘客人為操作車門緊急解鎖裝置，特別注意的是此裝置在非緊急狀態下嚴禁擅自操作，否則將負法律責任。

圖7 車門緊急解鎖裝置被激活

打滑超時。列車打滑超時2秒產生緊制。在露天車輛段、停車場和高架段，雨天潮濕，列車輪對在濕滑的鋼軌上運行容易造成打滑，信號設計了一旦打滑超時2秒便施加緊制，也是出于故障導向安全考慮。對于此類故障，調度要做的就是限速通過該區間，降低打滑風險。信號專業則下載數據分析，檢查編碼里程計是否正常，如正常無需采取措施。