铁路电力远动系统通信故障分析及处理

黄若凡 中国铁路上海局集团有限公司南京供电段

新时代，铁路发展迅猛。与此同时，对铁路电力远动系统这一技术手段提出了更高、更全面的要求。铁路电力远动系统在我国的发展大概可以分为触点式、布线逻辑式、软件化三个阶段，从继电器到晶体管、集成电路再到SCADA系统，三个阶段的每一步突破都很关键。目前的铁路电力远动系统主要由远动主站、终端、通信通道组成，以实现遥控、遥调、遥测、遥信的功能。通过这种实时的监测，保障铁路的供电正常。

1 铁路电力远动系统

1.1 远动主站

远动主站主要负责的是遥控与遥调的产生及遥测与遥信的接收。远动主站的关键设备是计算机。远动主站所配置的硬件主要有模拟屏、显示设备、处理器等。远动主站的软件辅助终端的数据遥信，整理各种电流、电压等数据，之后进行运算，专业人员再将结果进行执行。铁路电力远动系统发展至今，所采用的软件早已更新为SCADA软件，除了自身的数据收集与记录之外，还会将终端的遥信数据进行相关的复核并下达执行指令，对于故障的发生也设置有报警模式，可以完成基本的逡巡监测。

1.2 终端

终端主要负责遥控、遥调的接受与执行及遥测、遥信的采集与发送。终端由RTU、FTU、STU组成。RTU负责配电监控，完成遥控、遥测、遥信的功能，主要采集并记录电流、电压、电功率等数据。FTU负责开关监控，主要是保证开关的状态，采集遥信量。STU负责电源监控，完成遥测、遥信、遥控的功能。STU与FTU相互配合，构成监控的节点，将数据发送至远动主站。同时STU负责采集并记录过流、跳闸等瞬间，具有自我检测功能，可保留故障曲线。

1.3 通信通道

通信通道主要负责信息传输。通信通道的正常运行是铁路电力远动系统稳定运行的关键。终端与远动主站数据的传输就是走通信通道。主要经过通信通道的数据有电压、电流、电功率，断路位置及故障记录。通信通道一般为环形，可以做到实时传递。远动主站经通信通道传输至终端的数据一般为下行数据，终端经通信通道传输至远动主站的数据一般为上行数据。而通信通道的存在也是电力远动系统与自动化的主要区别，其劣势就在于易受干扰，因此传输的数据往往要求较高，需借助模拟信号技术、加密技术等，来保证通信通道的稳定。除技术外，还需要在数据传输时按照频分制或时分制方法进行传输，以防干扰。

1.4 功能设置

铁路电力远动系统大致可以分为四个功能，简称"四遥"功能。即遥测、遥信、遥控、遥调。遥测量的获取途径主要是将收集的被测量转为模拟量，模拟量转为二进制，二进制数据再经过调度转为遥测量；遥信主要是在记录各个节点状态的运行及改变，可以实时判断故障的发生，及时分析处理；遥调主要是将终端接收到的调整数据的指令发送到远动主站，远动主站进行复验，决定下一步执行操作是否需要进行；遥控主要是操作，配合遥测与遥信的传递性能，复核指令，再进行相关操作。

2 铁路电力远动系统通信故障分析

2.1 远动主站的故障分析

远动主站的故障，可以导致遥控的画面残缺，使与终端的通信中断。而造成远动主站故障的原因，主要包括相关设备的老化、温度高而导致工作中断；服务器的内存占用过高而导致通信的不同步；驱动与系统的不兼容而导致与终端的设备不统一等。判断以及确定哪一步出现故障的方法主要有检查硬件的运行情况以确定是否为设备老化、温度过高的故障；检查服务器的同步情况以确定是否为内存使用问题；检查主站与终端的IP地址以确定是否为兼容问题。

2.2 终端的故障分析

远端的故障，可以导致遥信的失控，主要故障包括电源问题、硬件问题、软件问题、设备死机。造成终端故障的主要原因包括电缆被认为破坏、电源短路而导致的电压失控；设备的不完善、漏洞而导致的运行效果；设备的老化、温度高而导致的设备死机。判断以及确定哪一步出现故障的方法主要有通过重启设备以确定是否为温度高的故障；通过替换相关软件来确定具体出问题的环节。

2.3 通信通道的故障分析

通信通道的故障，可以导致遥信的失控，包括主站接收终端的遥信的失控与终端自身的通信失控。造成通信通道故障的主要包括主站的监控画面表现为非正常状态，判断以及确定此故障的方法为主站的计算机设备显示网关关闭等情况；终端的监控画面表现为非正常状态，判断以及确定此故障的方法为终端的计算机设备上显示网关关闭或者是网络连接异常等情况。

3 铁路电力远动系统通信故障处理

3.1 远动主站的故障处理

远动主站的故障，主要的处理措施包括重启设备，重新进入工作程序；清除不必要的记录或内容，释放空间，使服务器能够正常运行；重新设置相关配置；及时更换相关硬件。主要的流程为先查看各种设备的执行任务的状态，如果正常，再进行下一步排查，即检查内存的使用情况，如果还有较大空间，并没有占满或接近饱和，那么就不是远动主站的故障；反之，则可以确定故障点在远动主站。之后是设备的排查，先查看服务器的网关是否关闭，再查看供电处的通信，若运行良好，则可以排除故障是远动主站造成；反之，可以确定设备问题。确定具体的故障之后就是按照相对应的重启、释放空间等处理措施进行维护。

3.2 终端的故障处理

终端的故障，主要的处理措施包括及时替换老化的元件或设备，但是这种方法虽然简单有效，却需要花费大量的资金，所以并不将它放在首选；另外可以添置一些散热的设备以解决温度高的问题，但是从客观来讲这个方法也比较花费资金，同时添置的过程较繁琐，费时费力，因此也不作为必要的处理措施；最为常见的处理措施是添置一种智能设备，以远程操控重启。但是若是串口处或者板件已经有所破坏的话，还是需要及时更换的。主要的流程有先检查IP地址是否正常，网关是否关闭，若正常则说明串口的执行没有问题；反之，则说明串口故障。之后再检查FTU的通信情况，若正常则表明遥信功能正常，设备无问题；反之，则可以判断故障。

3.3 通信通道的故障处理

通信通道的故障，主要的处理措施包括与相关部门及时沟通，以便保障供电的配合；另外经研究发现通过升级转换器可以稳定通信通道的状态；还有隔绝感应电，也可以避免通信通道受到干扰。主要流程为先检查远动主站的设施与终端的设施，若正常则说明远动主站与终端故障的可能性很低，考虑通信通道故障；之后检查二进制等数据，若数据异常则表明通信故障。

3.4 其他方面的处理措施

除了对铁路的电力远动系统本身的故障进行分析与处理外，更多的影响这些故障与处理的是外界的因素。若想将故障问题处理好，外界的配合必不可少。主要的措施有相关部门设置连续完整的监测部门，负责系统的维护，相关数据的整理与归纳总结，定期的检查等，只有实时的完整的监控，才能及时处理故障，无论是电力远动系统的哪个环节；专业人员的培养工作不可懈怠，整个系统的维护与检查，都需要技术过硬的专业人员，只有对铁路电力系统的基础知识与操作了如指掌，才能迅速找出故障并处理，以保障整个铁路的通信正常；设置定期培训与考核机制，专业人员的知识与技能必须到位；另外就是找出故障的方法，一般情况下多为手动操作，效率极低，这一方面的工作需要研发突破，创新发展。实现故障找寻的智能化、多样化；各个监管部门与负责铁路电力远动系统的人员需要保持及时的沟通，在各自的环节上把好关卡，保障故障的及时处理；故障问题的相关报告也要及时整理。每一项大的、小的故障问题都需要及时的记录，包括故障的设备、处理的措施，之后上报相关部门，以便更好地处理故障及推进以后的工作。还有一些设备的问题如果发现为出厂问题，则需要追责厂家。总之，监控与配合不能放松，故障的处理及归纳总结在记录后可以提出改进的意见，以便完善铁路电力远动系统。

4 结束语

铁路电力远动系统的不断发展、变迁，在如今的数字化、自动化、智能化的时代更是有了创新性的发展，是保障铁路系统正常通信及运输的重要技术手段。因此，铁路远动系统通信故障的分析及处理极为重要，不仅仅是为了当下工作的正常运行，更是将这些经验总结之后，吸取不足，为铁路电力远动系统的发展做出创新与突破。