张 萍 周 强
CTCS-2级列控系统基于轨道电路和点式应答器传输行车许可信息,采用目标距离连续速度控制模式监控列车运行。车站列控中心 (简称TCC)是CTCS-2级列车运行控制系统地面设备的核心,主要用于根据列车占用情况和进路状态控制轨道电路编码和有源应答器信息来产生行车许可,一旦发生故障将严重影响行车效率和安全。本文在全面总结车站列控中心现场维护经验,和第四届全国铁道行业职业技能大赛经验的基础上,提出了车站列控中心故障处理的安全二原则和实战三技巧。
未正确登记停止设备正常使用就盲目处理故障,这是许多电务人员在故障处理过程中的一大通病,也是极其致命的安全风险点,尤其是在一些“技术能手”身上表现的十分突出。一方面,车站列控中心是一个复杂的电子设备系统,它与联锁、调度集中、临时限速服务器等外部系统存在很多通信接口,这些系统之间有着千丝万缕的联系,彼此之间有 “牵一发而动全身”的影响。另一方面,当判断故障点发生在列控中心室外设备需要上道处理时,未登记联系正确提出邻线限速或进路封锁请求就盲目上道,存在极大的人身伤害风险。因此,遇到TCC设备故障时,必须遵循 “安全第一”的原则认真履行登记手续:一是要认真研判故障对行车的影响以确定设备停用范围;二是需要上道处理故障时必须正确提出邻线限速或进路封锁请求。
处理列控中心故障必须牢固树立 “系统”观念,严格控制作业范围以防扩大故障影响。具体来讲,有以下两点经验:一是要认真研判故障表象背后的真实原因,不要盲目更换板卡。比如,初步判断是板卡故障,在未排除短路或混线故障可能性之前,不能盲目更换备品。二是在已有一系工作在主控状态的情况下,不要轻易触动主系设备。
车站列控中心主要由安全主机、通信接口、驱动采集、辅助维护、冗余电源共五大单元组成。这种多个子单元构成一个大系统的高度集成结构,要求设备维护人员在深入理解列控中心系统安全运行机制的基础上,思考如何把握主次关系以提高故障处理效率。
1.要根据故障状态的变化动态把握主次关系。以辅助维护单元与安全主机为例,当列控系统正常工作时,毫无疑问安全主机是主要的;但是,当系统故障时,从分析查找故障的角度来讲,辅助维护单元就从次要地位上升到了较为主要的地位。在有一系安全主机单元正常工作的情况下,若维护终端直接处于整机故障状态或者与安全主机通信中断,应立即排查维护终端故障,而不要盲目地去查找安全主机或其他列控板卡的故障。因为离开了维护终端的自诊断功能和报警提示信息,处理列控中心故障将变得更加困难。
2.要根据故障影响的轻重,合理把握主次关系。查找故障应遵循的先后顺序:先主控机柜后拓展机柜;先电源机笼、再主控机笼、后通信机笼;先驱动板后采集板。当TCC两系均发生故障时,交叉同步处理两系的故障容易打乱思路、相互混淆,因此,处理两系的故障要分开进行,处理好一系再处理另一系。按照故障影响从重到轻,可对常见的故障类型作如下排序,同时出现多个故障时,排序靠前的应该先处理:电源故障;主控单元故障(应保证A、B系中至少有一系正常工作且在主控状态);A、B系主控单元均正常工作后,维护终端与主控单元通信中断故障;TCC的各种通信接口中断故障;TCC主控机笼与其它机笼的DP总线通信故障;驱动采集板卡及外部配线故障;LEU与应答器故障 (包括LEU主备切换电路故障和LEU输出端口至有源应答器传输通道故障)。
LEU设备安装于车站列控中心机柜中,主要用于实时接收列控中心传送的报文数据并将其发送给有源应答器,实现数据的安全传输。有源应答器报文数据传送到车载ATP设备的整个流程包括:列控中心安全主机是信息源头,LEU是信息中转站,有源应答器是终端设备。
有源应答器报文数据传输功能故障最直接的表现是:在车载DMI上会给出 “应答器数据异常”或 “应答器信息缺失”的文本提示信息。当电务段生产调度指挥中心接到 “应答器数据异常”或 “应答器信息缺失”的故障报告后,应立即调阅列控动态监测系统分析、判断车载ATP是否收到报文。如果判断未收到报文或收到默认报文且已对ATP控车造成影响时,立即指挥现场车站电务人员临时要点上道,使用应答器报文读取工具对故障有源应答器进行报文读取操作。根据报文读取操作的不同结果,现给出3种主要情形的应对措施。
1.如果现场能读取到正常报文,则说明有源应答器报文数据传输正常,只是地面至车载的无线传输环节出了问题,需检查有源应答器周边有无干扰、测量安装尺寸,检查故障车次动车车载设备及应答器信息接收天线安装尺寸,进行车-地综合分析处理。
2.如果现场未读取到报文,则说明有源应答器本身故障,可更换备用空白有源应答器临时恢复使用,以将对行车影响降到最低程度。当灌装有正式的默认报文的有源应答器送达现场后,再次要点进行更换。
3.以情况较为复杂的进站有源应答器为例,如果现场读取到默认报文,可根据读取到的报文计数器的取值按照下面的逻辑来进行处理:当报文计数器的取值为253时,发送的是列控中心默认报文,先检查列控中心与联锁通信是否中断;再当进站信号机开放正线进路时,检查临时限速是否已正常初始化;三是调阅列控中心维护终端查看对应区间方向是否为 “未知”状态;四是调阅列控中心维护终端查看有无 “列控中心编码失败”的报警信息。当报文计数器的取值为0时,发送的是LEU默认报文,先检查列控中心是否双系故障;再检查列控中心与LEU通信是否中断。当报文计数器的取值为252时,发送的是有源应答器默认报文,先检查LEU工作状态,电源板是否故障或其他板卡故障指示灯是否点亮;再检查LEU输出端口至有源应答器之间传输通道是否开路或短路,包括有源应答器尾缆开路或短路。
当采用上述方法已将故障范围判定在 “LEU输出端口至有源应答器之间传输通道”的情况下,可以使用应答器报文读取工具快速锁定故障点,其技巧在于:在报文传输通道上测试时,单表笔接通即可读取到报文数据,要防止 “读取到报文数据就误认为传输通道一定正常”的误判。因此,在报文传输通道上读取到报文后,必须进一步测试DBPL电压信号。
首先通过一个故障案例来说明调阅分析列控维护终端记录数据,在处理列控中心故障过程中的重要作用。
故障场景:龙里北站SN口 (原发车方向),昌明站X口 (原接车方向),1号中继站属昌明站控制,站场示意图如图1所示。龙里北站至昌明站下行线区间正常改方条件均具备:龙里北站至昌明站下行线全区间空闲;龙里北站未向SN口办理发车进路、1号中继站未办理接发车进路;龙里北站TCC、1号中继站TCC、昌明站TCC站间通信正常。但电务人员却接昌明站车站值班员通知:昌明站SI出发信号无法正常开放。
图1 故障案例站场示意图
以下为故障处理过程。
1.电务人员到达运转室,在控制台上观察车站值班员排列SI至X口发车进路程序:发现进路锁闭,但信号无法正常开放;龙里北站SN口改为“接车方向”,昌明站X口 “原接车方向”无法自动改为 “发车方向”,此时,龙里北站至昌明站下行线区间出现 “双接”现象。初步判断:昌明站与龙里北站区间改方电路故障。区间改方操作属于列控中心控制。
2.电务人员在 《行车设备检查登记簿》内登记:停止昌明站SI出发信号机正常使用。
3.电务人员调阅分析昌明站列控中心维护终端记录数据:第一步,调阅 “龙里北站TCC→昌明站TCC数据包”,下行线线路1方向状态为 “接车,允许,正常改方”,说明龙里北站TCC已完成正常改方,并向昌明站TCC发送了允许改方信息。昌明站TCC在收到龙里北站TCC发送的允许改方信息后,驱动X-FFJ继电器吸起和X-ZFJ继电器落下,控制管辖范围内的区间轨道方向继电器(GFJ1、GFJ2)转极,区间各区段的方向继电器串联沟通方向继电器 (FQJ2)动作,此时FQJ1落下,并进行回采,从驱动改方继电器至采集到方向继电器的时间不能超过13s,否则改方失败,13s内采集到方向信息后昌明站就会有 “发车方向”,并将该方向信息发送到1号中继站。第二步,调阅 “昌明站 TCC→1号中继站TCC数据包”,线路1方向状态为 “发车,允许,正常改方”,说明昌明站TCC具备正常改方条件,并向归属昌明站管辖的1号中继站TCC发送了改方命令。当1号中继站收到主控站 (昌明站)TCC发送的方向信息后,驱动改方继电器动作进行改方,从驱动改方继电器到采集方向信息的过程和主控站 (昌明站)相同。1号中继站采集到方向条件后,与主站方向条件进行对比,若结果一致则1号中继站改方成功;若结果不一致则1号中继站TCC会输出区间方向不一致报警信息。主控站 (昌明站)根据1号中继站发送的区间方向信息来判断整个大区间的方向状态,如果中继站无有效方向信息则控制管辖范围内所有轨道区段发送检测码,主控站 (昌明站)则判断整个大区间状态为 “区间占用”,且改方不成功,保持 “原接车方向”。第三步,调阅 “1号中继站TCC→昌明站TCC数据”,线路1方向状态为 “接车,故障或有车”,说明1号中继站TCC改方不成功,并向昌明站 (主控站)TCC发送了改方不成功的方向状态信息。因此,昌明站TCC将方向状态恢复为 “原接车方向”,改方不成功,导致SI出发信号不能正常开放。
4.通过以上调阅分析可以得出:导致昌明站SI出发信号不能正常开放的原因,是1号中继站TCC改方不成功。处理该故障需要到1号中继站去查找具体故障点。导致1号中继站TCC改方不成功的原因可能有:ZGFJ、FGFJ驱动电路故障;FJ采集电路故障等等,在此不一一详述。
通过上面这个故障案例,可以得出结论:调阅分析维护终端记录数据是处理列控中心故障的必备功夫。电务维护人员可以从3个方面来努力提升列控中心维护终端记录数据的调阅分析技能水平:一是要结合列控中心工作原理来对照研究列控中心维护终端各种记录数据的含义和用途;二是要思考哪些故障必须通过调阅分析维护终端记录数据才能高效查找;三是要反复操练,调阅分析必须达到十分熟练的程度,在处理故障的紧张状态下才能够派上用场。
[1] 中华人民共和国铁道部.科技运[2010]138号.列控中心技术规范[S].2010.
[2] 中华人民共和国铁道部.科技运[2010]136号.CTCS-2级列控系统应答器应用原则[S].2010.