城市軌道交通故障分析.ppt

,城軌交通CBTC系統(tǒng)故障分析,20098623張弦20098640張健鋒20098641宋春平20098652陳雨博,1.基于通信的列車控制系統(tǒng)CBTC新線開通,南京地鐵2號線信號系統(tǒng)采用西門子基于無線傳輸?shù)囊苿娱]塞列車控制系統(tǒng)(CBTC)。CBTC系統(tǒng)通過車-地間連續(xù)的傳輸列車位置信息和移動授權(quán)命令實現(xiàn)對列車的自動控制。系統(tǒng)主要包括自動列車防護ATP、正線計算機聯(lián)鎖CI、自動列車駕駛ATO、自動列車監(jiān)督ATS等子系統(tǒng)。在運營中，信號系統(tǒng)主要故障分為ATS設備故障、軌旁設備（聯(lián)鎖系統(tǒng)和軌旁控制計算機WCU）故障、車-地通信設備故障、車載設備故障。大部分故障發(fā)生在新線開通初期。針對以上不同的故障模式，CBTC系統(tǒng)在設計中，采取相應對策，以盡量減少故障時間，縮小故障影響范圍，保證地鐵正常運營。南京地鐵2號線自開通至今，信號系統(tǒng)運行平穩(wěn)，未出現(xiàn)重大系統(tǒng)故障影響正常的地鐵運營。,2.故障應對策略,CBTC系統(tǒng)在實際應用中存在的問題及對策,CBTC系統(tǒng)故障歸類及其設計應對策略,軌旁信號保護（WSP）丟失情況分析,實例分析,設備匹配問題：,國外精密設備與國產(chǎn)設備間存在不能完全協(xié)調(diào)運行的情況。如某公司轉(zhuǎn)轍機控制板卡與室外轉(zhuǎn)轍機存在不協(xié)調(diào)情況，在正常運行情況下突然顯示為轉(zhuǎn)轍機表示信息丟失，造成轉(zhuǎn)轍機不能動作，但是轉(zhuǎn)轍機室外設備無硬件故障。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)為：轉(zhuǎn)轍機控制板卡內(nèi)預制軟件對表示電路信號瞬間丟失容錯率較低，而國產(chǎn)轉(zhuǎn)轍機表示電路有瞬間丟失的問題存在。此類問題需要設備提供商修改軟件方可解決。,無線系統(tǒng)室外設備的運行穩(wěn)定問題,室外設備經(jīng)常損壞。在實際運營過程中發(fā)現(xiàn)，處于室外的無線網(wǎng)卡經(jīng)常由于環(huán)境因素的影響出現(xiàn)問題，不能正常發(fā)送無線信號，造成列車丟失無線信息影響運營。室外波導管同樣因為環(huán)境影響的原因，進水、進塵而造成故障。此類問題的根本解決辦法是，定期對無線網(wǎng)卡、波導管接頭部分進行檢查、測試，并更換為性能優(yōu)良、運行穩(wěn)定的網(wǎng)卡設備。,通信中斷故障,計軸系統(tǒng)容易被外界物體干擾。,問題：在實際運營過程中，經(jīng)常出現(xiàn)夜間施工影響了計軸室外設備，造成了軌道占用，影響正常運營。解決方法：此類問題需要協(xié)調(diào)設備提供商更改計軸復位方式，由計軸預復位改為直接復位，減少故障處理時間，減小對正常運營的影響。,軟件維護問題以及工程協(xié)調(diào)配合問題：,軟件維護制約著系統(tǒng)的可用性，有些公司在合同談判或者投標的時候，隱含詞語，回避軟件維護工作，造成后續(xù)設備維護單位工作被動。甚至需要大量投入，還要影響正常運營。隨著用戶對系統(tǒng)的不斷了解，需求可能要發(fā)生變化，修改或者對系統(tǒng)進行調(diào)整，各公司態(tài)度不盡相同。需要我們的用戶要從多方面進行權(quán)衡。,應對軌旁設備故障-軌旁信號保護(WSP)丟失情況分析20098640張健鋒,應對軌旁設備故障,軌旁設備主要包括聯(lián)鎖系統(tǒng)(SICAS)設備和列車自動防護系統(tǒng)(ATP)設備。SICAS系統(tǒng)主要由室內(nèi)聯(lián)鎖計算機(PC)、元件控制計算機(ECC)、信號機控制模塊(SOM)、轉(zhuǎn)轍機控制模塊(POM)、輸入輸出模塊(INOM)和室外轉(zhuǎn)轍機、信號機、計軸設備組成。ATP系統(tǒng)主要設備為軌旁控制計算機(WCU)。,軌旁控制計算機WCU故障,軌旁控制計算機WCU、通信通道采用三取二冗余設計，單個通道故障，不會影響列車運行。如果冗余通道徹底失效，該軌旁ATP控制區(qū)域里的列車將停車，司機將駕駛模式切換到人工駕駛RM模式。列車按此模式運行至下一車站，并開始以站間閉塞模式行駛。故障影響范圍：由于軌旁ATP分布式配置，該故障只會影響整個運行線路的一部分解決方法：通過板件更換或系統(tǒng)重啟得以解決。,上海軌道交通9號線采用CBTC系統(tǒng)，試運行以來CBTC故障主要以WSP丟失為主。由于WSP模式是指在以聯(lián)鎖、閉塞和ATP保護組成的系統(tǒng)下，司機按照軌旁信號機指示行駛，由VOBC通過對闖紅燈以及超速的情況進行緊急制動以保證列車的安全運行間隔。因此一旦丟失就會失去軌旁信號保護，列車立刻緊急停車，同時丟失定位和輪徑，列車只能以低于20kmh的速度前行，另外將不再受到紅燈信號機的影響及列車停站開門完全通過司機手動執(zhí)行等情況。那時列車只能以RMF(受限的人工前進模式)前進。因此如果要繼續(xù)WSP模式運營，就必須重新掃信標，需要花一定的時間，影響運營。,具體實例分析丟失WSP（軌旁信號保護）的處理方法,單個AP點故障：系統(tǒng)將會發(fā)出故障信息，不會影響正常的車-地通信。單一應答器出現(xiàn)故障：列車會失去定位信息，由于在整個線路布置足夠多的應答器，因此，只會影響某一點的列車定位。列車運行到下一應答器便恢復正常。長時間的影響某個區(qū)域的無線通信故障：在該故障區(qū)域的列車將實施緊急停車。司機將列車運行模式切換到人工駕駛RM模式，通過地面信號機駕駛列車，即點式列車控制ITC。點式列車控制運行基于和計軸系統(tǒng)提供的區(qū)間一致的固定列車間隔原理。軌道占用區(qū)間與信號機之間通過軌旁電子單元LEU實現(xiàn)信息交換。軌旁電子單元根據(jù)信號機顯示，選擇一致的點式移動授權(quán)報文傳輸至應答器。列車經(jīng)過相應的應答器時，讀取此報文，運行至下一信號機。,出現(xiàn)信號丟失的一些情況,頻繁丟失WSP的處理方法,從硬件角度分析，可通過以下方法解決：”根據(jù)靜態(tài)PICO程序判斷TI連接同路是否正常，如不正常則檢測是TI天線還是TI子架出現(xiàn)故障。如以上均無異常，更換PPU的VIM3板子看情況時候改善調(diào)整TI天線到軌面的高度，測相關(guān)參數(shù)（檢測中心頻率是否為911.5MHZ，測TI的輸出強度）,聯(lián)鎖系統(tǒng)故障,應對車載設備故障,車載設備主要包括列車自動防護ATP、列車自動駕駛ATO、人機界面HMI。ATP和ATO是按照不同的降級模式功能構(gòu)成的。列車自動控制級別：連續(xù)列車控制CTC級、點式列車控制ITC級和聯(lián)鎖控制級列車自動駕駛：限制人工駕駛RM、ATP監(jiān)督人工駕駛SM和列車自動駕駛AM模式。單個單元的車載故障：可以通過車載設備的冗余配置來解決。單列車的ATO故障：包括冗余單元也無法工作，列車將在SM模式下繼續(xù)運行司機HMI系統(tǒng)故障：列車依然可以在ATO模式下自動運行ATP系統(tǒng)不能使用：則可以切除車載ATP，司機在人工駕駛RM模式下根據(jù)調(diào)度員指令駕駛列車。,3.運營中的信號故障處理,三個典型故障處理過程,G0901、G1001受干擾,2010年6月11日，信號值班人員3:50接調(diào)度通知，漢中門站操作員控制機LOW顯示軌道G0901、G1001兩區(qū)段標號紅閃。值班人員到達信號設備房，檢查故障區(qū)段對應的計軸組匣，發(fā)現(xiàn)G0901所對應的控制診斷板STEU顯示區(qū)段占用，G1001所對應的控制診斷板STEU顯示有一個不明的脈沖信號進入該區(qū)段。通過詢問車站值班員，得知當天工務專業(yè)在G0901、G1001區(qū)段有線路檢查作業(yè)。通過分析得出了結(jié)論，即由于工務專業(yè)使用小推車并且經(jīng)過了計軸磁CH0901/1001，所以，導致了G0901、G1001兩區(qū)段受到干擾。信號值班人員在車站操作員控制機LOW上對區(qū)段G0901、G1001進行了復位操作，4：20列車壓過這2個區(qū)段之后，設備隨即恢復正常。通過此次故障，信號專業(yè)與工務專業(yè)進行溝通，將工務專業(yè)小推車車輪全部更換為塑料材質(zhì)的車輪，后期此類故障未再出現(xiàn)。,4546車無線故障,11月20日，信號值班人員21:45接調(diào)度通知，1216次4546車在孝陵衛(wèi)至鐘靈街區(qū)間無線丟失。信號人員上故障車輛，詢問司機得知，列車在鐘靈街快要進站時出現(xiàn)無線丟失，在列車出站后，故障消失，設備恢復正常。信號人員分析無線丟失與車載無線單元TU的檢測芯片有關(guān)。無線單元會定時檢查是否能正確檢測到無線信號，當無線信號到來可能某個優(yōu)先級更高的操作也要執(zhí)行，由此導致系統(tǒng)在此高優(yōu)先級操作結(jié)束后才響應檢測無線信號的操作，但此時無線信號已經(jīng)無效，導致檢測失敗，顯示為信號丟失；或者可能由于信號相互干擾，芯片無法檢測到受干擾無線信號，9s后造成無線丟失，這些原因都可導致檢測無線信號會進入某個特定的死循環(huán)狀態(tài)。當無線單元TU重新檢測到無線信號或?qū)o線單元重啟后，系統(tǒng)恢復正常。,3132車ATP故障,11月7日，信號值班人員20:57接調(diào)度通知，0715次3132車金馬路站列車自動駕駛AM模式下