地铁车载信号系统功能及常见故障分析

地铁车载信号系统功能及常见故障分析

李军,崔亮

西安市轨道交通集团有限公司，陕西省 西安市 710000

摘要：我国交通事业在近几年来得到蓬勃发展，地铁属于其中重要组成部分，为人们日常生活便利出行提供支持。但在地铁运行过程中，地铁车载信号系统可能出现故障，因此必须制定解决方案，才可保障人们出行安全。综上，本文首先分析地铁车载信号系统功能，之后分析常见故障，最后提出故障解决措施，希望进一步提高我国地铁运行可靠性。

关键词：地铁；车载信号系统；功能；常见故障

前言：

地铁车载信号系统被广泛应用于车辆运行过程中，可为地铁智能化、数字化管理提供技术支持，其也会对地铁能否安全运行、运营效率产生直接影响。具体来说地铁车载信号系统常见故障类型较多，如ATP冗余故障等，一旦发生故障，将会造成严重安全事故，因此必须及时解决、科学处置，才可保障运行安全。

一、地铁车载信号系统功能

地铁车载信号系统主要功能是为车辆运行提供辅助控制，特征为运行闭塞，属于管理系统，属于列车自动控制系统核心构成。地铁车载信号系统不仅可保障列车安全、稳定运行，还可提升运行效率，确保对列车进行自动化、智能化控制。从目前实际使用情况来看，相比于传统轨道电路地-车通信模式来说，地铁车载信号系统运行原理为车-地双向实时通信移动闭塞原理。地铁车载信号系统使用过程中，会利用速度传感器、应答器获取列车轨道实际点位与运行方向，之后利用车载天线将数据传输至轨道旁列车自动防护系统中。防护系统可使用这些数据信息，联合轨道旁其他设备信息，对列车移动授权进行计算，并将数据输送至列车控制系统中。地铁车载信号系统获取移动授权数据后，会依据列车行驶速度、授权终点等数据对最大允许行驶速度进行计算。与此同时，车载自动防护系统还会对不同列车之间的距离、速度进行监管，基于移动授权范围内，保障列车安全运行，还会将数据信息输送到人机交互界面[1]，对列车司机操作进行正确指导。地铁车载信号系统还可发挥自动驾驶列车功能，列车行驶过程中，使用ATO可替代司机完成自动化驾驶与控制，确保车速稳定、行驶安全。

二、地铁车载信号系统常见故障

（一）冗余故障

通常来说，地铁前端、后端均会设置车载信号设备，且双端车载信号设备之间存在互补关系，如果前端信号设备出现故障，地铁后端车载信号设备便会接管列车运行。反之，如果地铁后端车载信号设备发生故障，前端车载信号设备将便会肩负起列车运行的责任。地铁车载信号自动防护系统冗余故障主要表现为：第一，激活地铁前端车载信号设备后，后端车载信号设备便会处于待机状态内，如果前端设备发生故障，为保障列车继续、稳定运行，地铁车载信号系统会自动进行冗余切换，由后端车载信号设备保障列车运行。但如果地铁前端车载信号设备激活后，后端车载信号设备未能处于待机状态，或存在故障，一旦前端车载信号设备出现故障，后端车载信号设备无法接管列车运行，表示前后端无法完成冗余切换。第二，若地铁前端车载信号设备为关闭状态，或发生故障，会激活尾端车载信号设备，实现冗余切换。而地铁车载信号自动防护系统冗余故障，会使列车某控制模块发生故障，造成地铁前后两端车载信号设备无法顺利切换。导致故障发生的模块包含雷达、应答器、ITF等[2]。第三，导致地铁车载信号系统发生冗余故障的原因还包含，列车在实际运行过程中，接口连接存在问题，如较为松弛或未能使用足够长度的贯通线。

（二）无线通信丢失故障

地铁车载信号系统还会发生无线通信丢失故障，本文将基于产生故障的站场角度对其进行分析。第一，通常来说，地面站场部分经常会出现无线丢失故障。由于无线电信号实际运行过程中，自身便存在较高不稳定性，因此造成：在列车运行过程对其进行检查，数据信息处于正常。但列车出库后，会因网络连接失败而发生故障或异常情况。对于这类问题，工作人员需要全面统计无线电丢失规律，并对其进行深入分析，才可明确哪条股道开出的列车经常出现故障。与此同时，工作人员还应对出库设备性能进行严格检验，确保其性能与运行状态满足列车运行需求。另外，工作人员还应对无线信号较弱股道内开出的列车进行重点跟踪，结合全面统计、持续分析，明确站内设置的AP点最优数量。第二，折返车站。地铁列车折返时，也会经常发挥无线通信丢失故障。地铁列车折返换端后，双端车载信号系统也会自动进行切换，但需要经过一段时间。在该过程中，列车司机应对其进行严格控制，依据时间点做好相应工作。第三，相比于地面站来说，地下站会受到更多干扰。因此地铁车载信号系统与车载信号设备，应尽量应用于地铁地下线路。

三、地铁车载信号系统常见故障处理措施

（一）冗余故障处理措施

为高效解决地铁车载信号系统冗余故障，工作人员应相应设备、软件进行持续升级，不断提高技能水平。通过这种方式，可确保地铁列车在实际运行过程中，降低地铁车载信号系统冗余故障发生频率。同时，做好设备软件与技术体系升级，还可对地铁车载信号系统冗余故障起到良好解决效果。如果在列车实际运行过程中，工作人员察觉到冗余故障出现苗头，且列车其他功能并未发生异常，可正常运行，便可暂时忽略这些问题，直到列车运营结束后再对这些问题进行处理。如地铁车载信号系统在冗余交换后发生冗余故障，防护系统内的冗余便不会切换至故障发生那端，这时需要对故障及时解决

[3]。工作人员应对双端将驾驶室内的列车自动防护系统设备进行重启，并切除自动防护系统设备开关，才可做好冗余故障处理，保障列车运行安全。

（二）无线通信丢失故障处理措施

地铁在实际运行过程中，如果出现信号丢失故障，会对列车运行可靠性、安全性产生不良影响，因此必须采取高效措施对其进行处理与控制。若列车在运行过程中发生无线电信号丢失故障，工作人员应对车辆上的无线单元进行重启。第一，应对各无线单元指示灯能否正常显示进行全面检查。第二，对地铁车载信号系统中央处理器板、加密板、电源板等设备能否正常运行进行检查，若有部分设备无法正常运行，工作人员应重启无线单元。在该过程中，首先，工作人员应放下无线系统断路器，断开双端无线通信系统。其次，工作人员应将列车自动防护系统故障开关一端调控到故障发生位置，并确保其连续处于故障位置三十秒，直至显示屏上无法看到“系统故障”字样，才可将无线通信系统断路器关合，保障双端无线通信系统恢复，并将故障开关调整至常规位置，持续150s后，指示灯便会恢复正常显示。第三，若故障出现时，无法预留足够时间对无线单元进行重启，工作人员还可采取以下故障处理措施：若地铁列车前后双端自动防护系统未发现冗余，且另一端无线单元可稳定运行，工作人员需开启无线通信系统断路器、自动防护系统故障开关等。出现无线丢失故障后，工作人员需使用另一端能够正常运行的无线单元保障列车运行，并将列车调整至集中控制系统运行模式，保障无线丢失故障处理效果，提高地铁运行安全性、稳定性。

结语：

地铁车载信号系统具有重要应用价值，可保障地铁列车运行安全、运行可靠性，因此必须深入分析常见故障成因，制定科学解决措施，才可预防故障，或将故障影响程度降至最低，发挥地铁车载信号系统价值，促进我国地铁事业得到长远发展。

参考文献：

[1]吴岳飞.地铁车载信号系统功能及常见故障分析[J].中国新通信,2017,19(15):51.
[2]李若洁.地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障探析[J].中国新技术新产品,2014(15):15-16.
[3]刘志涛.地铁车辆CBTC系统车载信号常见故障归类分析[J].科技创新与应用,2013(15):121.