京廣高鐵無線閉塞中心雙系重啟故障探討

劉 丹 杜曉鑫

京廣高鐵運用CTCS－3級列控系統(tǒng)，其核心設備是產(chǎn)生行車許可 （MA）的無線閉塞中心（RBC）。在管轄范圍內(nèi)的所有列車均受其控制，并按CTCS－3級模式運行。一旦無線閉塞中心因故障雙系重啟，便會刪除所有注冊列車及其行車數(shù)據(jù)，并與之斷開通信連接。由于RBC管內(nèi)列車無法收到控車信息，其行車模式便會由CTCS－3級降為CTCS－2級運行或制動。在此情況下列車的行駛速度會受到很大影響，平均時速將會降低50km左右，不但影響了鐵路的運營效率，由此引發(fā)的列車制動還會帶來安全隱患。因此，鐵路運營單位將RBC雙系重啟歸為嚴重故障，應盡量避免。

1 故障現(xiàn)象

京廣高鐵線路上的無線閉塞中心由若干個鐵路局按區(qū)域分區(qū)進行管理維護。北京西至安陽東一段線路上的5個無線閉塞中心 （RBC1～RBC5），由北京鐵路局北京西電務段RBC工區(qū)負責。該工區(qū)每日對無線閉塞中心進行2次巡檢，分析前一日的行車數(shù)據(jù)與系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并對列車故障停車、降級運行、系統(tǒng)故障等問題進行實時分析、記錄及匯報上級部門處理。在工區(qū)日常工作中，間斷發(fā)現(xiàn)列車在移交過程中會引發(fā)RBC雙系重啟故障，致使所有受雙系重啟RBC管理的列車降級運行。

現(xiàn)選擇2013年12月25日記錄的RBC4雙系重啟故障為例進行說明。

G513次車下行正向運行在RBC3與RBC4移交區(qū)：

11：52：07，RBC3開始與RBC4進行移交。

11：52：07，RBC3向RBC4發(fā)送 M201移交消息。

11：55：32，G513與RBC4建立會話后，列車以CTCS－3級行車。

11：56：02，列車對RBC4發(fā)送M136列車位置報告消息，報告列車以CTCS－3級行車。

11：56：04，列車對RBC4發(fā)送M136列車以CTCS－3級行車，其攜帶的P4錯誤報告信息表明該列車發(fā)生無線超時錯誤。

11：56：09，列車發(fā)送M136報告列車位置及按CTCS－2級運行。

11：56：11，RBC雙系重啟。

可以看出：RBC3向RBC4發(fā)送M201信息，表明列車已進入移交流程。G513次列車在移交過程中向RBC4發(fā)送帶有無線超時故障的P4包，表明列車在規(guī)定時間內(nèi)無法與RBC4進行通信，被視為列車與RBC通信中斷，遂按規(guī)則使RBC4刪除G513次列車，放棄對該車的控制，G513次列車降級運行。系統(tǒng)運行到這里尚屬正常。接下來RBC4應將G513次列車的移交過程列為非法移交，并終止移交流程。但RBC4還進行了 “雙系重啟”，只有當RBC檢測到自己的程序有故障，才會重啟進行干預恢復，所以這里必須對算法進行分析，找出問題原因。

2 原因分析

2.1 列車在正常情況下的移交流程 （算法）

通過對故障的再現(xiàn)，可以確定RBC4的雙系重啟故障是發(fā)生在移交過程中。為此，需要了解列車在正常情況下的移交流程 （算法），如圖1所示。

圖1 列車在正常情況下的移交流程圖

列車進入移交區(qū)域，移交RBC與接收RBC“握手”如1～9步。移交RBC向接收RBC發(fā)送M201移交預告消息，包括移交車載設備的標識、邊界應答器組的標識、車載模式等；接收RBC對該消息進行確認，發(fā)M205消息，并記錄車載設備的標識信息；移交RBC進而向接收RBC發(fā)送授權請求信息，包括移交車載設備的標識、移動授權剩余距離、剩余EOA間隔數(shù)量、剩余MA區(qū)段等重要信息；接收RBC收到該信息后進行確認，發(fā)M205消息，并發(fā)送M221消息，包括移交車載設備的標識、當前消息的MA與最后應答消息的MA之間的關系、行車許可等重要信息。通過以上的通信流程，移交RBC掌握接收RBC管轄區(qū)段的線路信息，并將該信息通過M3行車許可消息發(fā)送給列車，使列車在到達移交邊界前不減速運行。

接收RBC與列車進行通信連接，如10～20步。列車距邊界應答器小于設定距離后，發(fā)M155通信會話開始消息嘗試與接收RBC通信，RBC將系統(tǒng)版本號發(fā)送給列車，列車經(jīng)校核確定與自己版本號相同后與接收RBC正式建立連接；列車向接收RBC發(fā)送M129、M8消息，包括自己的參考應答器、速度、車載設備操作模式等信息；RBC接收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)計算得出M3行車許可消息發(fā)送給列車；列車收到M3消息后將其保留并不使用，而是繼續(xù)使用移交RBC發(fā)送的M3行車許可消息，按CTCS－3級運行。

列車進行移交，如21～31步。當列車最大安全前端通過邊界應答器發(fā)M136位置消息，將自己的位置分別報告給移交RBC與接收RBC；隨后，移交RBC發(fā)送M203移交通告消息，告知接收RBC“請接管列車”；接收RBC發(fā)送M205消息進行確認，并發(fā)送M222消息接管列車。此時列車使用接收RBC的M3行車許可，并放棄移交RBC提供的行車許可；當列車最小安全末端通過邊界應答器后，列車分別向移交與接收RBC發(fā)送M136位置消息報告自己的位置；移交RBC接收該消息后，向列車發(fā)送帶有P42會話管理信息的M24通用消息，結束與列車的通信連接，完成移交流程。

如果移交流程因為某些原因不能正常進行，那么移交將被取消，由移交RBC向接收RBC發(fā)送M204移交取消消息。

2.2 列車無線超時后降級運行的流程 （算法）

列車在進入移交區(qū)域后發(fā)生了降級運行，列車由CTCS－3級降至CTCS－2級。為了分析故障現(xiàn)象也要對降級運行流程 （算法）進行分析，如圖2所示。

圖2 列車無線超時后降級運行的流程圖

如果列車在設定的時間內(nèi)無法與RBC進行消息交互，那么被視為列車與RBC通信中斷，列車將發(fā)送帶有P0、P1位置及P4錯誤報告的M136列車位置消息，其中包括參考應答器號、錯誤類型等信息，告知RBC列車終止CTCS－3級運行的位置。隨后向RBC發(fā)送M136消息，告知RBC列車開始按CTCS－2級運行的位置，并終止與RBC通信，RBC也會刪除無線超時列車的相關信息，完成降級流程。

2.3 綜合2種流程 （算法）對故障進行分析

根據(jù)前述2種流程對RBC4雙系重啟進行分析，圖3為移交過程中發(fā)生列車無線超時后的流程圖。

圖3 移交過程中發(fā)生列車無線超時后的流程圖

根據(jù)故障再現(xiàn)可知G513次列車首先進入移交流程，如圖3中1～20步，并按照標準程序建立起RBC4與列車的通信連接，11：55：32時G513與RBC4建立會話，列車以CTCS－3級行車，進行到這里RBC的工作都無異常。隨后列車與RBC4通信無線超時，如圖3中21～22步，進入降級運行流程，11：56：04時列車對RBC4發(fā)送 M136列車CTCS－3級行車，其攜帶信息P4。列車無線超時后降級運行，RBC4在完成降級運行流程后會將G513次列車的相關信息刪除，即此時RBC4中沒有任何有關G513次列車的信息。由于G513次列車與RBC4通信無線超時，正常移交流程將被取消，如圖3中23～28步。此時，RBC3將向RBC4發(fā)送移交取消消息M204。移交取消消息定義如表1所示。

RBC4收到M204消息后，會根據(jù)表中 “移交車載設備的標識”查詢G513次列車，停止移交流程，以結束移交過程。但是，在無線超時后的降級流程中，RBC4已經(jīng)將G513次列車的相關信息刪除，因此RBC4在執(zhí)行相關程序時，無法找到RBC4的信息，造成列車誤認為自己將關鍵數(shù)據(jù)丟失，程序失敗，進入重啟模式對現(xiàn)有程序問題進行修正。因為RBC4的主、備系存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)容相同，因此便進入了雙系重啟模式，使得其管轄范圍內(nèi)的列車信息被全部刪除，并降級運行。

表1 消息204：移交取消定義

3 結束語

經(jīng)過對RBC雙系重啟故障分析，找出造成RBC雙系重啟的原因，即在移交過程中發(fā)生列車無線超時后，RBC刪除列車相關信息的時機不對。為了避免這一情況發(fā)生，應將 “刪除列車”的操作移至“取消移交流程”之后進行。經(jīng)仔細研究、討論后，將此問題反饋至廠家，廠家通過調(diào)試程序，解決了RBC雙系重啟的故障。自調(diào)試完成至今，尚未出現(xiàn)RBC雙系重啟故障。

［1］ 李淑英，杜曉鑫，劉丹.京廣高速鐵路無線閉塞中心故障處理流程［J］.高速鐵路技術，2013（4）：52.

［2］ 郭媛忠.京廣高鐵一起停車故障分析［J］.鐵道通信信號，2013（10）：34.