外界电磁干扰引起应答器接收模块故障的原因分析

蔡世东

*郑州铁路局郑州电务段 工程师，450052 郑州

2010年11月，在东陇海承担运营的动车组频繁发生应答器传输模块故障，造成系统故障，列车紧急制动停车，给铁路正常运输造成干扰。根据应答器信息传输原理，收集运营数据进行对比分析，最终查出是由外界电磁干扰造成。

1 故障现象

2010年11月1日，由CRH5057车01端担当的D158次动车组运行至宁陵县—谢集区间，ATP报应答器传输收模块故障、系统故障，紧急制动停车，同类故障现象又在后续三日发生。

2 原因分析

应答器报文传输原理:动车组经过地面应答器上方时，BTM天线给应答器发射27MHz无线电磁波信号，应答器接收到电磁波信号后建立工作电源，并通过电磁耦合转换成电能，并以4.2MHz无线电磁波信号循环发送1023位传输报文。BTM天线接到1023位传输报文后，传输给BTM主机，BTM主机对接到的报文信号进行处理，并将处理过的信息分A、B 2个链路传给ATP主机，供生成控车模式曲线。BTM主机与ATP主机通信，正常情况下以B链为主进行信息交互。分析数据发现，在发生故障前，BTM主机在一个周期或多个周期内，多次向ATP主机发送长度错误的应答器报文信息，如图1所示。因频繁的“应答器报文干扰”，ATP要求BTM主机进行A/B链握手切换失败，如图2所示，导致ATP判断BTM主机出现故障，中断与BTM主机的通信。

在C2区段，应答器传输模块故障属于重大系统故障，为保证行车安全，ATP输出紧急制动停车，如图3所示。

图3 应答器传输模块故障、系统故障

BTM主机在较短的时间段内频繁发送错误应答器报文，应是BTM电缆或天线等车底部分受到干扰，造成BTM主机将这些干扰信号错误译成应答器报文发送给ATP，同时由于错误报文短期内发送过多，导致ATP与BTM主机之间通信故障。

3 原因查找

发生故障后，首先对BTM主机、BTM天线、B组匣进行更换，故障依然存在，排除了模块原因。然后对BTM主机与BTM天线间电缆、对地绝缘、线间绝缘、屏蔽层接地、BTM主机与A、B组匣通信线、电源模块连接和物理绝缘等进行检查测试，均未见异常，排除了设备自身原因造成。又对BTM主机与ATP的通信电缆J1A、J2A、J3A、P3A之间加装了抗干扰磁环，并采取了BTM主机与天线间电缆的车上部分加装屏蔽编织带等措施，通过动态测试，干扰信号明显减少，说明抗干扰措施有效。为判断干扰传入的途径，又在BTM天线与车体固定螺丝处增加绝缘胶垫将BTM天线与车体隔离，通过动态测试，干扰信号仍未消除。

通过与发生故障地点对比分析，多数干扰报文发生在过分相上电期间，在静态和动态情况下，通过开合主断开关模拟过分相，同时将BTM天线位置前、后、左、右移动，最终判定主要由于天线旁边的充电机干扰造成。在运行途中，BTM天线接收到干扰信号，错误地当成应答器报文进行译码频繁传给ATP，导致ATP判断BTM主机故障。

4 处理办法及效果

为确保应答器系统正常工作，在BTM天线顶部两侧增加金属屏蔽板进行干扰信号隔离，彻底解决了BTM天线干扰问题。自采取隔离措施以后，干扰错误报文几乎消除，未再因干扰信号造成应答器接收传输故障、系统故障停车。

目前对列控车载设备的维修，没有现成的经验可循，只能通过排除法进行定性分析。作为维护人员，只有根据现场实际情况，不断摸索、总结处理经验，努力学习，才能摸索出有效的故障处理流程和方法。［1］马文俊，赵蕾.应答器功能简介及典型故障分析［J］. 铁道通信信号，2011(1):35.

［2］王留灿.应答器相关故障的分析与处理［J］.铁道通信信号，2011(2):28.

［3］袁伟家，付永伟.应答器在不同类型轨道上安装［J］. 铁道通信信号，2011(4):38.

［4］王贵，陈晓慧.铁路无线电通信GSM-R频率干扰分析及排查［J］.铁道通信信号，2011(6):59.

［5］归甜甜，王长林.在电气化弓网离线噪声环境下GSMR差错控制及传输性能分析［J］.铁道通信信号，2011(6):59.