張 華 中國鐵路上海局集團有限公司上海高鐵維修段

1 概述

列控中心是我國CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設(shè)備的核心設(shè)備，應(yīng)答器是列控系統(tǒng)地面設(shè)備的重要組成部分。應(yīng)答器分為無源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器。無源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器外觀相同，但是無源應(yīng)答器向列車傳送的是自身預(yù)存的固定信息，而有源應(yīng)答器則是通過與地面電子單元（LEU）連接，向列車發(fā)送實時可變信息。當采用C2模式運行的列車通過有源應(yīng)答器且車載設(shè)備收到有源應(yīng)答器默認報文時，將會采取異常制動，影響列車的正常運行。

2 應(yīng)答器地面設(shè)備組成和原理

應(yīng)答器地面設(shè)備主要包括應(yīng)答器、LEU、電纜檢測盒（ECI）、防雷單元和傳輸電纜，如圖1。

列控中心（TCC）根據(jù)車站聯(lián)鎖排列的進路、臨時服務(wù)器或者CTC/TDCS下達的臨時限速命令，生成實時變化的報文傳送給LEU。LEU不間斷地接收來自TCC的報文，并將其連續(xù)不斷地向有源應(yīng)答器發(fā)送。有源應(yīng)答器通過電纜與LEU相連，進行信息傳輸；同時通過無線接口向列車車載設(shè)備發(fā)送來自LEU的報文。

圖1 應(yīng)答器地面設(shè)備

3 有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文原因

應(yīng)答器以報文形式發(fā)送信息，其中報文幀頭中含有一個8位變量M_MCOUNT，也就是報文計數(shù)器。當有源應(yīng)答器M_MCOUNT為255時，說明有源應(yīng)答器發(fā)送的報文為正常報文；當有源應(yīng)答器M_MCOUNT為252時，說明有源應(yīng)答器發(fā)送的報文為默認報文。

通過對有源應(yīng)答器報文進行解析，得到M_MCOUNT，就能判斷應(yīng)答器地面設(shè)備是否存在異常。

有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文有多種原因。通常原因有以下幾種：

3.1 LEU故障

列控中心通過LEU通信接口板（CI-TIU）與LEU進行通信。通信板接收來自列控中心主機的應(yīng)答器用戶數(shù)據(jù)，實時編碼成應(yīng)答器報文后向LEU發(fā)送，LEU連續(xù)不斷將該報文發(fā)送給有源應(yīng)答器，同時LEU將傳輸通道和有源應(yīng)答器的狀態(tài)（過車信息）反饋給列控中心。

當列控中心和LEU通信發(fā)生中斷時，LEU將發(fā)送LEU默認報文（報文計數(shù)器M_MCOUNT為253）給有源應(yīng)答器，相應(yīng)的有源應(yīng)答器向列車車載設(shè)備發(fā)送LEU默認報文。當LEU或LEU與有源應(yīng)答器傳輸通道故障時，有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文。

LEU故障可以通過列控維護終端來判別。當LEU故障時，在列控維護終端工況圖上，LEU與CI-TIU板連接線為紅色，與LEU切換單元連接線為灰色并顯示無配置，同時顯示倒向正常工作的LEU。

LEU是冗余工作的。當冗余工作的兩臺LEU中任意一臺發(fā)生故障時，通過LEU切換單元，可以將有源應(yīng)答器的輸出全部切換到另一臺正常的LEU，保證信息的正常傳輸。也就是當互為冗余的兩臺LEU，如果一臺發(fā)生故障，不會影響整個系統(tǒng)設(shè)備的正常工作。但是，有源應(yīng)答器仍有可能發(fā)送默認報文。2017年2月18日蘇州城際場有一臺LEU發(fā)生故障，在LEU切換單元切換至另一臺正常工作的LEU時，線路上正好有列車經(jīng)過某有源應(yīng)答器，列車車載設(shè)備收到了該有源應(yīng)答器的默認報文，由于該車以C2模式運行，最終導(dǎo)致該車目視行車至下個有源應(yīng)答器。同理，當互為冗余的兩臺LEU，其中一臺發(fā)生故障，并且是時好時壞的情況，在LEU不良時將倒向正常工作的LEU，而在該LEU正常時，該LEU將恢復(fù)工作，此時將導(dǎo)致LEU切換單元多次倒切，極有可能使有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文，影響C2模式運行的列車。所以在互為冗余的兩臺LEU其中一臺發(fā)生不良時，可以臨時關(guān)閉不良那臺LEU，防止不良的LEU時好時壞，切換單元來回倒切。

3.2 應(yīng)答器通道故障

應(yīng)答器通道故障是應(yīng)答器發(fā)送默認報文常見的故障。LEU與有源應(yīng)答器之間通道主要包括LEU機柜至防雷分線柜的室內(nèi)專用電纜、分線柜至室外終端盒的干線電纜和應(yīng)答器尾纜。通道只要存在短路或者開路，均會導(dǎo)致有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文。

具體是哪部分的通道故障，可以通過電壓測量法來判斷。LEU至有源應(yīng)答器之間傳送的是564.48 kbit/s的基帶差分兩相調(diào)制信號DBPL和8.8 kHz的正弦波疊加在一起的信號，其頻率超出了普通萬用表的正常測試范圍，除非利用寬頻真有效值變換的萬用表測試。不過，普通萬用表測試值對于故障處理還是具有一定參考價值的。通過實測，在TCC正常工作下，用普通萬用表測試室內(nèi)分線盤或者LEU輸出電壓約為4.8 V，室外分線盤電壓約為3 V。

3.3 應(yīng)答器故障

應(yīng)答器故障也會導(dǎo)致有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文。2018年5月11日昆山南站列車經(jīng)過BSF有源應(yīng)答器時，列車車載設(shè)備收到默認報文。當晚天窗檢查判斷為應(yīng)答器尾纜或者應(yīng)答器故障，在更換應(yīng)答器尾纜后，用報文讀取工具讀取應(yīng)答器報文仍為默認報文，隨后更換應(yīng)答器后報文恢復(fù)正常。

除了上述三種原因外，ECI或防雷單元不良時，也有可能導(dǎo)致有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文，但ECI或防雷單元故障幾率較低。據(jù)統(tǒng)計，最近三年內(nèi)我段未有因ECI或防雷單元不良導(dǎo)致有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文情況。

4 有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文處理

有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文最直接的是列控設(shè)備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（DMS）彈出報文計數(shù)器為252的報警。同時，列控維護終端也會彈出相關(guān)報警窗口。我們可以通過列控維護終端工況圖來判斷是否為LEU故障或者通道故障及應(yīng)答器故障。當工況圖中LEU與CI-TIU板連接線為紅色，與LEU切換單元連接線為灰色并顯示無配置，同時顯示倒向正常工作的LEU時，則基本為LEU故障。當工況圖中LEU至LEU切換單元有線顯示紅色并顯示故障，窗口報警信息為LEU端口報警，此時為通道故障或應(yīng)答器故障。通常為應(yīng)答器尾纜或者應(yīng)答器故障。此時我們可以先測試室內(nèi)分線盤電壓來判斷是室內(nèi)故障還是室外故障。如果室內(nèi)分線盤電壓符合4.8 V，則故障在室外；反之則在室內(nèi)。進而根據(jù)LEU和有源應(yīng)答器室內(nèi)外的連接，逐步查找故障點。

查至應(yīng)答器尾纜和應(yīng)答器究竟是哪個故障時，可以更換應(yīng)答器尾纜，測試應(yīng)答器報文方法來判斷。如果更換應(yīng)答器尾纜后讀到應(yīng)答器報文為正常報文，則為尾纜問題，否則為應(yīng)答器故障，需更換故障應(yīng)答器。

5 改進建議

根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗和對有源應(yīng)答器默認報文故障處理，提出以下建議來更好的處理及預(yù)防有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文故障。

（1）微機監(jiān)測加入采集室內(nèi)分線盤及室外分線盤電壓。加入對分線盤電壓采集能夠在故障的時候更好判斷故障在室內(nèi)還是室外。

（2）微機監(jiān)測加入ECI指示燈采集。ECI用于檢測信號傳輸通道狀態(tài)，包括通道短路和開路狀態(tài)。ECI以指示燈亮和滅直觀的表示通道正常、通道短路或者通道開路。增加ECI指示燈采集能更好判斷通道狀態(tài)。

（3）冬季適量加大對軌旁設(shè)備的巡檢。冬季北方雨雪天氣較多，來自北方列車有可能攜帶冰雪，列車開至南方，列車上的冰雪融化掉落，容易砸傷軌旁設(shè)備，包括應(yīng)答器和其尾纜。對軌旁設(shè)備的巡檢，及時發(fā)現(xiàn)更換被砸傷的設(shè)備，保證設(shè)備正常運行。

（4）互為冗余的兩臺LEU，當其中一臺發(fā)生不良時，可臨時關(guān)閉不良那臺LEU，防止其未徹底不工作導(dǎo)致LEU切換單元多次倒切，有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文。

6 結(jié)束語

有源應(yīng)答器發(fā)送默認報文是常見的故障之一，通過有源應(yīng)答器組成及原理，分析故障原因，針對性快速處理故障，同時提出優(yōu)化建議，提升設(shè)備運用質(zhì)量，保證列車的正常運行。