高鐵信號系統故障的分析與處理

王海平

摘要：隨著科學信息技術的迅速發展，對于高鐵信號系統也起到了推動與帶動的作用，目前高鐵信號系統普遍還存在著不足，比如信號標準方面、信號平臺管理方面以及信號安裝方面等，需要進一步提升高鐵信號系統故障的分析與處理能力，保障高鐵能夠正常運行。

關鍵詞：高鐵信號；系統故障；分析

中圖分類號：U282 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）01-0109-01

1 高鐵信號系統故障的表現形式

高鐵信號系統常見的故障表現形式有高鐵在不正確的信號點處停車、GSM-R網絡經常突發降質、越區切換、應答器失效、RBC不運作，限速失效、鏈路中斷致RBC與列車傳送信息丟失等。因為高鐵技術集成度相對較高，所以故障發生不僅僅局限在車載設備，還有地面設備故障方面，即列控系統故障、CTC系統故障、RBC無線閉塞中心設備故障、聯鎖系統故障等，還有對列車占用丟失報警的分析處理等，要在正確認識高鐵信號系統故障表現形式的基礎之上，針對多種運行場景來解決高鐵的故障問題。

2 高鐵信號系統故障的分析與處理方法

2.1 優化高鐵信號系統故障診斷核心算法

高鐵信號系統應該進一步優化技術核心，建立一種能夠滿足這種模糊性的實際算法，即模糊PETRI網；這種算法是分層階梯式遞增的，把握了故障動態變化的傳播特性，在疊加關聯矩式的同時對于高鐵信號系統的傳播過程進行建模，實現了對于軌道鐵路、應答器、TCC、TSRS、CTC、CBI、RBC、ATP等多個部分的有效協調，如圖1所示。在系統建模方面也可以借鑒雷電暫態建模進行優化，應用掃頻測試的方式來獲得有效參數，驗證模型，模型的矩陣算法公式，如圖2所示。圖中，M0為初始標識狀態，M0=（M0P1，...，M0Pn），其中M0P是命題Pi的初始邏輯狀態，M0Pi∈{ 0，1}，表示Pi的邏輯狀態，i=1，2，3…，n，“1”表示有故障，“0”表示無故障。C為關聯矩陣，用來描述PETRI網間的關系，1表示存在方向從庫所到變遷的有向弧，-1表示存在方向變遷到庫所的有向弧，0為其他情況。

如軌道電路故障，會失去列車的信息編碼（TCC失效）以及無法控制設備信號的動作（CBI失效），從而導致CTC分機機CTC中心無法監控列車的運行狀態。根據矩陣運算得：

M11=[0 0 1 1 0 0 0 0 0]，M12=[0 0 0 0 2 0 0 0 0]，M13=[0 0 0 0 0 1 0 0 1]，則表明CTC分機和CTC中心必然發生故障。又如車載ATP無法實時生成監控曲線，導致進路信息無法生成（RBC失效），進而導致臨時限速（TSRS失效），從而導致CTC中心失效。M21=[0 0 0 0 1 0 0 0 0]，M23=[0 0 0 0 0 0 1 1 0]，M24= [0 0 0 0 0 0 0 1 1]，M25=[0 0 0 0 0 0 0 0 2]，可知通過矩陣運算，表明CTC中心發生故障，與故障失效模式分析一致。

2.2 建立安全預警機制，對信號系統故障進行預警

在安全預警機制的設立中，可以在關鍵設備故障中設置注入功能，基于HLA的列控故障注入仿真平臺，即車載仿真模塊、RBC仿真模塊、CTC總計模塊、軌旁仿真模塊等。這些模塊可以通過不同的故障形式進行模擬，并且記錄故障范圍，在與模塊進行比對時，如果發生現象一致時，會第一時間進行編碼預警，比如出現道岔無法鎖閉、無法動作、軌道電路發碼故障，應答器位置錯誤、臨時限速命令有誤等，就會立即劃分故障范圍，第一時間進行故障處理。

2.3 細化高鐵信號系統故障的排查流程

首先要檢查RBC與高鐵之間的通信日志，查看信號點的內容、長度以及區段，然后根據列車的位置來判斷到底是哪一個區段出現了問題。列車每經過一組應答器之后，就向RBC發出位置報告，RBC是結合列車位置來更新MA的，但是發現其所發送的MA還停留在原地。探究這一問題可以得出，MA的操作電路狀態不滿足分配條件，即電路狀態出現閉合，被錯誤地分配給了其他列車時，從而造成未被分配條件的列車出現相應的問題。在調整電路狀態時，列車依舊表現出鎖定的狀態，這則是因為目前我國高鐵信號的自動化還依賴于軌道電路三點式檢查，如果其中有某一點條件無法得到滿足，就會保留鎖定狀態。查找MA停留在原地原因為前行列車車載設備異常，未及時將位置更新信息上傳至RBC，造成后續列車MA未隨著列車的運行而向前延伸，列車運行至MA終點停車。

其次在地面故障的排查中，還需要對列控系統故障、CTC系統故障、RBC無線閉塞中心設備故障、聯鎖系統故障等方面有針對性的進行排查。當發生故障時，可先從控制臺查看站場信息和設備狀態信息和故障報警信息，初步判斷是列控系統故障、聯鎖系統故障還是臨時限速服務器故障、或者無線閉塞中心故障，確定故障范圍后，再結合微機監測信息針對某一系統故障排查故障點。

2.4 加強高鐵信號系統安裝管理，建立統一的技術標準

高鐵四電接口工程中因為其工程“繁”、“細”的特點，與通信、信號、電力、電氣等多個專業密切相關，更需要統一技術標準。四電系統集成接口管理應遵循系統工程原理、標準化及程序化、體系化要求，建立接口管理標準化體系。通過明確管理體系的管理機構、職責、界面、流程、制度、控制方法，對接口施工實施有效地集成化管理，來規范接口管理各方的責任、行為，確保施工有序實施，確保整體功能目標實現。

3 結語

在目前高鐵信號系統故障分析與處理工作中還存在著不足，體現在技術標準、算法核心以及分析方式上，所以要在正確分析高鐵信號系統故障表現形式以及表現標準的基礎之上，來優化高鐵信號系統核心算法，提升技術應用方式、細化高鐵信號系統故障的排查流程、加強對于高鐵信號系統的調試管理，建立統一的技術標準，解決系統中所存在的技術故障問題，以良好的故障分析與處理工作來推動高鐵信號系統的發展與處理，保障高鐵運行的安全。

Abstract：With the rapid development of science and information technology， the high-speed railway signal system has also played a role in promoting and driving. At present， there are still many shortcomings in the high-speed railway signal system， such as signal standard， signal platform management and signal installation. It is necessary to further improve the analysis and processing ability of high-speed railway signal system fault， so as to ensure the normal operation of high-speed railway.

Key words：high-speed rail signal； system failure； analysis