城市轨道交通故障分析

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,城轨交通,CBTC,系统故障分析,20098623张弦,20098640张健锋,20098641宋春平,20098652陈雨博,1.基于通信的列车控制系统CBTC新线开通,南京地铁2号线信号系统采用西门子基于无线传输的移动闭塞列车控制系统(C B T C)。,C B T C系统通过车-地间连续的传输列车位置信息和移动授权命令实现对列车的自动控制。,系统主要包括自动列车防护A T P、正线计算机联锁C I、自动列车驾驶A T O、自动列车监督A T S等子系统。在运营中，信号系统主要故障分为,A T S设备故障、轨旁设备（联锁系统和轨旁控制计算机W C U）故障、车-地通信设备故障、车载设备故障,。大部分故障发生在新线开通初期。针对以上不同的故障模式，CBTC系统在设计中,，,采取相应对策，以尽量减少故障时间，缩小故障影响范围，保证地铁正常运营。南京地铁2号线自开通至今，信号系统运行平稳，未出现重大系统故障影响正常的地铁运营。,2.故障应对策略,CBTC系统在实际应用中存在的问题及对策,CBTC,系统故障归类及其设计应对策略,轨旁信号保护（WSP）丢失情况分析,实例分析,CBTC系统在实际应用中存在的问题及对策,20098623 张弦,1,设备匹配问题：,国外精密设备与国产设备间存在不能完全协调运行的情况。如,某,公司转辙机控制板卡与室外转辙机存在不协调情况，在正常运行情况下突然显示为转辙机表示信息丢失，造成转辙机不能动作，但是转辙机室外设备无硬件故障。,经分析发现为：转辙机控制板卡内预制软件对表示电路信号瞬间丢失容错率较低，而国产转辙机表示电路有瞬间丢失的问题存在。此类问题需要设备提供商修改软件方可解决。,无线系统室外设备的运行稳定问题,室外设备经常损坏。在实际运营过程中发现，处于室外的无线网卡经常由于环境因素的影响出现问题，不能正常发送无线信号，造成列车丢失无线信息影响运营。,室外波导管同样因为环境影响的原因，进水、进尘而造成故障。此类问题的根本解决办法是，定期对无线网卡、波导管接头部分进行检查、测试，并更换为性能优良、运行稳定的网卡设备。,通信中断故障,故障发生,O C C,(地铁运营调度)与外围系统采用双通道通信，单一通道通信故障不会影响系统正常工作。一旦通信通道全部故障，中心,A T S,失去功能，将由本地,A T S,系统接管运营控制（降级模式）。,本地,ATS,系统组成,由安装在某联锁站的,时刻表处理器TTP,、,列车排路计算机TRC成,工作原理,在控制中心故障或与外围系统通信中断的情况下，本地ATS系统自动进入主ATS状态。TTP服务器加载当前时刻表，计算停站时间，控制车次号的自动转变。TRC服务器提供列车目的地功能，控制列车监督追踪，自动排列进路。,计轴系统容易被外界物体干扰。,问题：,在实际运营过程中，经常出现夜间施工影响了计轴室外设备，造成了轨道占用，影响正常运营。,解决方法：,此类问题需要协调设备提供商更改计轴复位方式，由计轴预复位改为直接复位，减少故障处理时间，减小对正常运营的影响。,软件维护问题以及工程协调配合问题：,软件维护制约着系统的可用性，有些公司在合同谈判或者投标的时候，隐含词语，回避软件维护工作，造成后续设备维护单位工作被动。甚至需要大量投入，还要影响正常运营。,随着用户对系统的不断了解，需求可能要发生变化，修改或者对系统进行调整，各公司态度不尽相同。需要我们的用户要从多方面进行权衡。,2,应对轨旁设备故障,-,轨旁信号保护(WSP)丢失情况分析,20098640张健锋,应对轨旁设备故障,轨旁设备主要包括,联锁系统,(S I C A S),设备,和,列车自动防护系统,(A T P),设备,。,S I C A S,系统主要由室内联锁计算机,(P C),、元件控制计算机,(E C C),、信号机控制模块,(S O M),、转辙机控制模块,(P O M),、输入输出模块,(I N O M),和室外转辙机、信号机、计轴设备组成。,A T P,系统主要设备为轨旁控制计算机,(WCU),。,轨旁控制计算机WCU故障,轨旁控制计算机,W C U,、通信通道采用三取二冗余设计，单个通道故障，不会影响列车运行。如果冗余通道彻底失效，该轨旁,A T P,控制区域里的列车将停车，司机将驾驶模式切换到人工驾驶,R M,模式。列车按此模式运行至下一车站，并开始以站间闭塞模式行驶。,故障影响范围：,由于轨旁,A T P,分布式配置，该故障只会影响整个运行线路的一部分,解决方法：,通过板件更换或系统重启得以解决。,上海轨道交通9号线采用C,BTC,系统，试运行以来CBTC故障主要以WSP丢失为主。由于WSP模式是指在以联锁、闭塞和ATP保护组成的系统下，司机按照轨旁信号机指示行驶，由VOBC通过对闯红灯以及超速的情况进行紧急制动以保证列车的安全运行间隔。因此一旦丢失就会失去轨旁信号保护，列车立刻紧急停车，同时丢失定位和轮径，列车只能以低于20 kmh的速度前行，另外将不再受到红灯信号机的影响及列车停站开门完全通过司机手动执行等情况。那时列车只能以RMF(受限的人工前进模式)前进。因此如果要继续WSP模式运营，就必须重新扫信标，需要花一定的时间，影响运营。,具体实例分析,丢失,WSP（轨旁信号保护）,的处理方法,单个,AP,点故障：,系统将会发出故障信息，不会影响正常的车,-,地通信。,单一应答器出现故障：,列车会失去定位信息，由于在整个线路布置足够多的应答器，因此，只会影响某一点的列车定位。列车运行到下一应答器便恢复正常。,长时间的影响某个区域的无线通信故障：,在该故障区域的列车将实施紧急停车。司机将列车运行模式切换到人工驾驶,R M,模式，通过地面信号机驾驶列车，即点式列车控制,I T C,。,点式列车控制运行,基于和计轴系统提供的区间一致的固定列车间隔原理。轨道占用区间与信号机之间通过轨旁电子单元,LE U,实现信息交换。轨旁电子单元根据信号机显示，选择一致的点式移动授权报文传输至应答器。列车经过相应的应答器时，读取此报文，运行至下一信号机。,出现信号丢失的一些情况,频繁丢失WSP的处理方法,从,硬件角度,分析，可通过以,下方法,解决：”根据静态P,I,CO程序,判断TI连接同路是否正常，如不正常则检测是TI天线还是TI子架出现故障。,如以上均无异常，更换PPU的VIM3板子看情况时候改善,调整TI天线到轨面的高度，测相关参数,（检测中心频率是否为911.5MHZ，测TI的输出强度）,联锁和车载设备故障分析及一些实例分析,20098641 宋春平,3,联锁系统故障,联锁系统的室内设备，如联锁计算机,P C,、元件控制计算机,E C C,、通信通道等都采用三取二冗余配置，用以应付可能出现的硬件故障。如果单个接口模块，如,SO M,、,P O M,、,I N OM,模块出现故障只会影响单元本身或当前建立的进路。通过板件重启、维修替换，系统对状态重新更新后就可以投入运营。,室内设备故障,信号机故障：,在正常,CBTC,模式下，室外信号机处于,灭灯,状态，列车通过接受移动授权命令来运行。因此，信号机出现故障的情况下，系统只是发出报警信息，不会影响正常的列车运行。,转辙机故障：,会影响单元本身和当前建立的进路，可通过抢修处理和加道岔钩锁器等措施得以解决。,计轴设备故障：,系统会发出报警信息，可通过计轴预复位等操作得以解决，不会影响正常的,CBTC,列车运行。,室外设备故障,应对车载设备故障,车载设备,主要包括列车自动防护,A T P,、列车自动驾驶,A T O,、人机界面,HMI,。,A TP,和,ATO,是按照不同的降级模式功能构成的。,列车自动控制级别,：连续列车控制,C T C,级、点式列车控制,I T C,级和联锁控制级,列车自动驾驶：,限制人工驾驶,R M,、,A T P,监督人工驾驶,S M,和列车自动驾驶,A M,模式。,单个单元的车载故障：,可以通过车载设备的冗余配置来解决。,单列车的,A T O,故障：,包括冗余单元也无法工作，列车将在,S M,模式下继续运行,司机,H M I,系统故障：,列车依然可以在,A T O,模式下自动运行,A T P,系统不能使用：,则可以切除车载,ATP,，司机在人工驾驶,RM,模式下根据调度员指令驾驶列车。,3,.,运营中的信号故障处理,实例,1,G0901,、,G1001,受干扰,实例,2,4546,车无线故障,实例,3,3132,车,A T P,故障,三个典型故障处理过程,G0901、G1001受干扰,2010,年,6,月,11,日，信号值班人员,3:50,接调度通知，汉中门站操作员控制机,L O W,显示轨道,G0901,、,G1001,两区段标号红闪。值班人员到达信号设备房，检查故障区段对应的计轴组匣，发现,G0901,所对应的控制诊断板,S T E U,显示区段占用，,G1001,所对应的控制诊断板,STEU,显示有一个不明的脉冲信号进入该区段。通过询问车站值班员，得知当天工务专业在,G0901,、,G1001,区段有线路检查作业。通过分析得出了结论，即由于工务专业使用小推车并且经过了计轴磁,CH0901/1001,，所以，导致了,G0901,、,G1001,两区段受到干扰。信号值班人员在车站操作员控制机,LOW,上对区段,G0901,、,G1001,进行了复位操作，,4,：,20,列车压过这,2,个区段之后，设备随即恢复正常。通过此次故障，信号专业与工务专业进行沟通，将工务专业小推车车轮全部更换为塑料材质的车轮，后期此类故障未再出现。,4546车无线故障,11,月,20,日，信号值班人员,21:45,接调度通知，,1216,次,4546,车在孝陵卫至钟灵街区间无线丢失。信号人员上故障车辆，询问司机得知，列车在钟灵街快要进站时出现无线丢失，在列车出站后，故障消失，设备恢复正常。信号人员分析无线丢失与车载无线单元,T U,的检测芯片有关。无线单元会定时检查是否能正确检测到无线信号，当无线信号到来可能某个优先级更高的操作也要执行，由此导致系统在此高优先级操作结束后才响应检测无线信号的操作，但此时无线信号已经无效，导致检测失败，显示为信号丢失；或者可能由于信号相互干扰，芯片无法检测到受干扰无线信号，,9 s,后造成无线丢失，这些原因都可导致检测无线信号会进入某个特定的死循环状态。当无线单元,T U,重新检测到无线信号或对无线单元重启后，系统恢复正常。,3132车A T P故障,11,月,7,日，信号值班人员,20:57,接调度通知，,0715,次,3132,车金马路站列车自动驾驶,A M,模式下紧急制动。信号人员上故障车，询问司机得知，列车在金马路站出现紧急制动，司机操作界面,H M I,显示两端,A T P,设备故障。司机切除,A T P,运行，到下马坊站重启,A T P,系统恢复正常。司机切除,A T P,系统后，采用限制人工驾驶,R M,模式运行。由于限制人工驾驶,R M,模式下列车速度的限制，会造成列车晚点。采取合理高效的,A T P,系统重启方法，会缩短故障影响时间，提高运营效率。,谢谢！,