200C型列控ATP设备测速系统故障处理

陈兴旺

陈兴旺:郑州电务段信息车间 助理工程师 450052 郑州

自第六次大提速以来，以ATP设备控制运行的动车组大量投入运用，开创了中国铁路高速时代。做为动车组ATP设备重要组成部分的速度传感器，主要为其提供精确的速度信息，来实现动车组可靠、安全、舒适运行，因此，测速系统的好坏直接威胁动车组行车安全。为了更好地提高测速系统稳定性，保障动车组安全运行，下面就具体实例，通过数据分析来深入剖析速度传感器工作原理和故障处置方法，最终确保ATP设备安全、可靠。

1 速度传感器信号处理过程

速度传感器上的光栅盘随着轴转动时，光信号随着光栅盘转动，光电模块通过光孔位置导通电路，随着光孔的转动，出现一定频率不连续的导通电压信号，然后通过比较电路和功放器最终输出不同频率的方波，轴转动速度不同，则方波信号频率不同。测速系统就是根据不同频率的方波信号及对应的轮径值，最终换算出动车组运行速度。

1.1 信号处理过程

如图1所示，ATP启机过程中CODOU板从相应的CBCH板中提取自己所用的数据信息(主要为轮径值)，同时检测与CCTE板的通信。若轮径信息正确并通信良好，则CODOU板显示绿灯。

图1 200C测速系统原理图

五型动车组ATP速度传感器安装在头车2、4轴上，从2轴和4轴分别收到6路速度信号，其中2轴、4轴的1、2路信号(信息相同相位不同)交由A系的CODOU板，3、4路信号交由B系的CODOU板，5、6路信号交由C系的CODOU板分别进行处理。其中2轴传来的信号和对应的2轴轮径值进行相关运算得出一个速度值，4轴传来的信号和对应的4轴轮径值进行相关运算得出一个速度值，若2个速度值在允许误差范围内，则CODOU板将速度值发送到相对应的CCTE板做进一步逻辑比较。

1.2 速度传感器在ATP中的作用

五型动车组采用的是3取2系统，A系、B系具有输入输出功能，C系为冗余表决系统。从结构上明显看出，C系只有2块板子:CCTE板和CODOU板(可见CODOU非常重要)。而三系对应的速度信息，则是两两做比较，在允许的范围内，最后输出一个表决值作为控车依据，提供给列车接口及DMI显示。如果速度值误差过大，此时无论是ATP控车还是LKJ控车，则ATP均输出有效紧急制动。

2 常见故障举例

五型动车组自2008年8月在郑州局运营以来，频繁发生由于测速测距故障引起的制动停车，极大的影响了铁路运输的正常秩序。为了减少速度传感器故障带来的影响，加大了日常检修力度和数据分析力度。同时，通过日常工作发现，除了设备硬件、软件外，还有设备工作的温度、湿度、电磁环境等因素均会造成测速测距故障。现就从以下4个方面进行讨论。

2.1 通信链路窜入干扰的情况

当测速系统某一通信链路窜入干扰，则该路CODOU插件CTODL电路通信误差过大，造成该路测速运算被弃用;若2路或2路以上通信链路均窜入干扰，则ATP设备3取2无法实现，最终会造成动车组运行途中报“测速系统故障”，触发紧急制动停车。

例1:2011年3月25日21:10:19，测速系统故障停车。通过SAM数据分析发现，CODOU2板(对应218包)CTODL通信链路在17:54存在误差后，ATP即将其测速结果弃用(17:55后无任何信息记录)，由于仍有2路有效，未影响行车。但在21:10:18，CODOU1板(对应217包)通信链路也出现误差过大，ATP设备有2路通信链路存在异常，导致21:10:19，无法满足ATP设备3取2系统需求，从而发生“测速系统故障”。由此可得出以下结论:①CODOU板以及速度传感器硬件无故障，测速系统能够正常测速;②通信链路窜入干扰是造成测速系统故障的原因;③该车BTM主机也频繁报CTODL-B通信终端，以及WRN3故障，有可能故障的BTM天线或主机会导致干扰窜入ATP系统，使测速系统CTODL通信链路误差太大，而造成故障。

建议采取措施:①检查BTM天线链接电缆，如无破损和紧固问题，建议更换BTM天线;②更换BTM天线后，跟踪该车数据。

例2:2011年8月10日17:01:59，测速系统故障停车。在查看故障运行数据时发现，在运营过程中，MID数据在12:36:39时记录了AODMV1故障，同时测速测距的表决从1-2表决，变更为2-3表决，证明此时的2轴速度传感器1，2通道故障导致CODOU1板测速结果不可用。如图2所示。

图2 速度表决变化为2－3

在列车运行到17:01:58时，在SAM数据的217包显示CODOU2板的CTODL通信因干扰延时超限，导致CODOU2板测速结果不可用，2-3表决无法实现，从而触发“测速系统故障”停车。

建议采取措施:更换2轴速度传感器。

2.2 某系的CCTE板或CODOU板故障的情况

从速度为0到逐渐增大后，某一块CODOU板表决信息一直保持STOP，其余CODOU板正常表决为wheel or radar coherent，该现象可能是CCTE死机或CODOU启动不正常。

例3:从MID数据中可以看到，该车的CODOU2板从2月14日至3月25日运营中，有非常多的启机动车后，表决状态为“Stop”的情况。且在3月23日更换过EVC-B组匣，未能解决该故障，同时在数据中，可以看到有“3-1”表决，且正确行车的记录，证明CODOU2板功能正常，速度传感器5-6通道正常。由于CCTE3板死机会导致CODOU2应用程序不启动，在表决状态中始终记录“Stop”状态。

建议采取措施:更换C系CCTE板。

2.3 速度传感器故障时的情况

MID数据报A/B ODMV 1/2/3故障，A/B分别代表传感器所在的轴端，1、2、3则分别代表与CODOU0板、CODOU1板、CODOU2板所连的通道，如果MID数据中报该故障，则表示对应的通道存在问题，需要检查CODOU板到传感器间的所有连接及速度传感器本身是否故障。

例4:2011年2月6日19:46:13，报“测速系统故障”导致停车，后又反复多次启机，列车运行至20 km/h以下就报“测速系统故障”。

根据故障记录可以发现，CCTE-1/2插件的MID故障信息记录中均记录了7次2轴速度传感器全通道故障(6通道全故障)，并且在SAM运营记录中，从第8次启动至14次启动后，动车组运行速度还未达到20 km/h时ATP就报“测速系统故障”。

根据故障记录可以判定，该车2轴速度传感器故障，导致ATP无法完成测速计算，导致“测速系统故障”。

建议采取措施:更换2轴速度传感器。

2.4 速度传感器某一组通道故障时的情况

例5:2011年3月23日行车过程中12:29:23时CODOU0板的状态由Wheel or radar转变为Stop，从MID数据中可以看到，该车的CODOU0板是在正常测速的情况下，突然转变为“Stop”状态，且表决状态从“1-2”转换为“2-3”。

根据板件状态观察及数据分析，CODOU0板功能正常，对应的A、B速度传感器1-2通道链路上可能存在问题。

建议采取措施:更换2、4轴速度传感器。

3 结束语

本文仅对常见的速度传感器故障进行举例分析，在发生故障后还是要根据实际情况进行具体判断，准确抓住故障要点，并且要加大对速度传感器的监控，这样才能够及时发现问题并予以解决，有效地减少故障，确保动车组的运行安全。