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摘要:随着地铁的普及，CBTC系统应用也越来越广泛，但是，在地铁列车CBTC运行过程中，经常出现车载信号系统故障，对地铁列车的运行会造成一定的影响，因此，针对车载信号系统常见故障，要采取有效的措施，以确保列车能够安全、准点运行。
关键词：CBTC；车载信号；故障
1、移动闭塞列车控制系统（CBTC）概述
1.1 移动闭塞列车控制系统的特点描述
CBTC的突出优点是可以实现车-地之间的实时双向通信，并且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞功能，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行。CBTC系统的功能与系统配置有关，其基本功能如下：定位功能、计算功能、车地双向通信功能、移动闭塞功能、远程诊断和监测功能、提供线路参数和运行状态功能。
1.2 移动闭塞列车控制系统的构成和功能
CBTC移动闭塞包括以下子系统：
ATP子系统的主要负责列车定位、列车位移和速度测量、超速防护和防护点防护、临时限速、运行方向和倒溜监督、退行监督、停稳监督、车门监督及释放、紧急制动、站台屏蔽门/安全门监控、紧急停车按钮监控、防淹门、列车完整性监督、子系统维修。
ATO子系统主要负责自动驾驶、精确停车、列车调整、主动列车识别。
CBI子系统主要负责进路控制、自动闭塞控制、紧急关闭、扣车、进路的自动功能、信号机控制、轨道空闲处理、道岔控制、本地监控、信号设备的监督报警及故障诊断 。
ATS子系统的主要负责系统监视（显示）、进路操作、临时限速、列车描述、列车运行调整、时刻表/运行图编辑和管理、列车运用计划及管理、车站发车指示、维护和报警、运营记录和统计报表、系统管理、回放。
DCS数据通信子系统主要为整个系统提供通信，并具备网络配置及管理功能。
MSS子系统的主要负责设备管理、设备运行状态检测、维护管理、外部接口管理、系统配置。
2、地铁列车CBTC系统车载信号常见故障分析及处理措施
2.1 无线信号丢失
无线信号丢失也是CBTC系统之中比较常见的故障，发生的频率很高。无线信号丢失故障产生之后，列车本身会因丢失定位而不能正常运行，进而造成紧急制动，列车的级别会相应降低，由CBTC级别降低到点式后备或者联锁级，甚至只能在RM模式之下行驶，时速只能控制在25km/h之内，不能按照原来的速度行驶，进而会经常导致列车晚点现象，大大降低列车运行效率。无线信号丢失产生的原因是多种多样的，其一，针对不同的场地，研究发现无线信号丢失故障发生比较多的地点是一些离车场及出入段线近的正线区域和高架站，AP点比较少，离AP点比较远的股道上的列车不能收到连续稳定的无线信号，不能建立稳定的网络连接从而造成无线信号丢失。高架站相对于地下站来说，无线信号的干扰因素比较多，也较容易造成无线信号丢失。其二，针对不同的列车，个别列车在不同地点经常发生无线信号丢失故障，检查出其列车的AP天线衰耗大，丢包率比较高，造成无线信号丢失。CBTC定位丢失故障分为轨旁无线通信系统故障和车载网络故障，如果多列车在车载系统设备功能均正常的情况下在同一地点发生定位丢失故障，则判断为轨旁无线通信系统故障，调度应立即通知属地化人员对轨旁无线通信系统设备进行检查和无线场强测试。如果故障集中体现在个别列车，故障地点比较随机性，则基本可判断为个别列车车载网络故障，车载专业人员应全面检查列车上的DCS网络设备和各板卡，通常正线运行的列车由于车载设备运行异常导致列车定位丢失而不能及时恢复的，司机先启动降级模式即人工驾驶模式保证列车能继续运行，再快速重启信号车载设备。
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2.2车载人机显示单元MMI屏故障处理
车载MMI屏是用于司机和信号系统之间的接口界面，地铁列车MMI屏由于系统软件故障、散热不良、硬件老化等原因会出现卡屏、黑屏、闪屏、死机等现象，MMI屏虽对列车运行不造成直接影响，但也会间接影响司机驾驶，所以出现故障应及时重启MMI屏，恢复MMI屏显示，如果线上重启无法恢复，应立即申请此故障列车退出服务，线下处理。
2.3 列车冲标、欠标
信号系统对地铁每个站台都设置有虚拟的停车点，列车CBTC模式正常进站过程中通过轨旁静态信号进行精确定位，确保列车能够精确停车，停车精度为正负50 cm，越过停车点50CM判断为冲标，离停车点超过50CM前停车为欠标。造成列车冲标、欠标的原因大致有以下几种：
板卡故障
信号车载设备板卡故障，无法正确处理ATO/ATP数据，造成冲标、欠标。车载板卡故障一般不能自动恢复，需线上重启，重启仍无法恢复，应立即申请此故障列车退出服务，线下更换故障板卡。
车载信标应答器或轨旁信标故障
当车载信标应答器故障时，不能准确读取轨旁信标信息，造成丢标及定位丢失，无法完成精确停车，同理，当轨旁信标故障时，车载信标应答器也无法读取轨旁信标。此类故障需尽快更换故障的信标应答器或轨旁信标。
车载速度传感器故障
车载速度传感器故障时，车载设备无法完成轮径校准，不能正确计算出列车运行速度，造成冲标、欠标。
车辆牵引制动力不足
车载信号设备只发送牵引、制动力请求，由车辆系统施加执行，在进站过程中，信号发送的牵引、制动力请求与车辆系统施加的牵引、制动力不一致，会造成列车冲标、欠标。这种因系统接口设备造成的故障，需要信号专业与车辆专业共同查找故障原因。
2.4 车门与屏蔽门不联动故障
2.4.1车门与屏蔽门联动条件
（1）列车对标停车
当列车停车后，车载信号系统测算出的停车位置距停车点偏差在正负50 cm的范围内，信号系统将认为列车已停车到位，将在信号屏上给出“列车停站到位”图标信息，提示司机列车的停车位置满足开门条件；如超出50 cm，则不会给出信息，车门与屏蔽门不能联动开关。
（2）安全停稳
信号系统检测到列车已切除牵引，实施保持制动，且所测到的列车速度为0。
（3）车载设备正常发送开关车门、屏蔽门使能信号
在列车停车到位后，车载信号接收到开门命令后，将向轨旁不间断发送打开屏蔽门使能信号；在收到列车关门命令后，会发送关闭屏蔽门使能信号。
2.4.2车门与屏蔽门不联动故障处理大致思路：
（1）下载信号数据查看是否冲标、欠标
（2）查看车载设备是否正常发出开、关车门及屏蔽门指令
（3）现场进行静态测试，按压开、关门按钮，查看车载设备是否采集到开、关门指令，排除或者查找硬线故障。
3、加强管理、降低人为因素
引起故障的因素大致分为设备因素，人为因素和外界影响因素，通过加强人员的管理及培训，把设备的日常检修和维护都做好，提高设备质量，可进一步压缩和减少故障的发生。建立专业的抢修队伍，发生故障时及时抢修、快速恢复，亦能大大降低故障对地铁运营造成的影响。
总而言之，在社会经济水平不断发展的今天，列车控制系统技术的主要发展方向就是基于通信的移动闭塞列车控制系统，即CBTC。基于此，本文主要分析探讨了地铁列车CBTC系统车载信号的常见故障，并在此基础上研究了地铁列车CBTC系统车载信号常见故障的处理措施，以确保地铁列车的安全、准点运行。
参考文献：
[1]凌宏亨.CBTC系统车载信号常见故障分析[J].技术与市场，2014，08:51-52.
[2]李若洁.地铁列车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.
论文作者:王创,邓雪丽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/30
标签：列车论文; 信号论文; 故障论文; 信标论文; 系统论文; 设备论文; 地铁论文; 《防护工程》2018年第17期论文;