通信编码轨道电路CAN通信故障及报警模式分析

王 健

(中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳高铁基础设施段，沈阳 110012)

1 通信编码轨道电路CAN通信简介

列控中心通过通信盘将编码帧发送给移频机柜的发送器和接收器；移频机柜的发送器和接收器通过通信盘将状态帧上传给列控中心，如图1 所示。本文将对编码帧和状态帧的通信方式进行详细说明。

1.1 列控中心编码帧通信方式

首先，列控中心通过CANA 和CANB 分别发送相同的编码帧，CANA 将编码帧发送给A 通信盘，CANB 将编码帧发送给B 通信盘。

其次，A 通信盘和B 通信盘分别将编码帧分成5 个小数据包（移频机柜1、2 位置发送器和接收器编码帧一个数据包；3、4 位置发送器和接收器编码帧一个数据包； 5、6 位置发送器和接收器编码帧一个数据包； 7、8 位置发送器和接收器编码帧一个数据包；9、10 位置发送器和接收器编码帧一个数据包）。

最后，A 通信盘的CAND/CANE 和B 通信盘的CAND/CANE 这4 路同时分别向移频机柜所有发送器和接收器发送编码帧数据包（每一路数据包都是相同的，包含5 个小数据包）。

1.2 发送器和接收器状态帧通信方式

移频机柜所有发送器和接收器CPU1 的状态帧上传给A 通信盘（所有主发送器和1、3、5、7、9接收器CPU1 的状态帧上传给A 通信盘的CAND；所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器CPU1 的状态帧上传给A 通信盘的CANE）。

移频机柜所有发送器和接收器CPU2 的状态帧上传给B 通信盘（所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器CPU2 的状态帧上传给B 通信盘的CAND；所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器CPU2 的状态帧上传给B 通信盘的CANE）。

A 通信盘将移频机柜所有发送器和接收器CPU1 的状态帧通过CANA 上传给列控中心，B 通信盘将移频机柜所有发送器和接收器CPU2 的状态帧通过CANB 上传给列控中心。

2 CAN通信故障及报警模式分析

2.1 CANA或CANB短路、断线、高低位交叉

对于CANA 短路、断路、高低位交叉这3 种故障情况，轨道电路监测软件的报警信息是相同的，具体如下：

1）弹出实时报警表如图2 所示：A/B 通信盘报警CANA 通信异常，所有发送器和接收器报警A通信盘CAND/CANE 通信异常。

图2 CANA短路、断线、高低位交叉时监测软件弹出的报警信息图Fig.2 Alarm information diagram poped-up by the monitoring software when CANA is short circuited, disconnected or high and low crossed

2）移频机柜设备状态图报警（如图3 所示）：AB 通信盘报警CANA 亮红灯，所有发送器和接收器报警A 通信盘CAND/CANE 亮红灯。

对于CANB 短路、断路、高低位交叉这3 种故障情况，轨道电路监测软件的报警信息是相同的，具体如下。

图3 CANA短路、断线、高低位交叉时监测软件移频机柜设备状态报警图Fig.3 Equipment status alarm diagram of the frequency shift cabinet poped-up by the monitoring software when CANA is short circuited, disconnected or high and low crossed

1）弹出实时报警表：A/B 通信盘报警CANB通信异常，所有发送器和接收器报警B 通信盘CAND/CANE 通信异常。

2）移频机柜设备状态图报警：A/B 通信盘报警CANB 亮红灯，发送器和接收器报警B 通信盘CAND/CANE 亮红灯。

本节仅以CANA 短路、断路、高低位交叉的报警图进行举例说明，其他同理。

2.2 A通信盘或B通信盘的CAND或CANE短路、断路、高低位交叉

对于A 通信盘CAND 的短路、断路、高低位交叉这3 种故障情况，轨道电路监测软件的报警信息是相同的，具体如下。

1）弹出实时报警表如图4 所示：A 通信盘报警CAND 通信异常，所有主发送器和1、3、5、7、9接收器报警A 通信盘CAND 通信异常。

2）移频机柜设备状态图报警如图5 所示：A通信盘报警CAND 亮红灯，所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器报警A 通信盘CAND 通信异常亮红灯。

图4 A通信盘CAND短路、断路、高低位交叉时监测软件弹出的报警信息图Fig.4 Alarm information diagram poped-up by the monitoring software when CAND of the communication board A is short circuited,disconnected or high and low crossed

图5 A通信盘CAND短路、断路、高低位交叉时监测软件移频柜设备状态报警图Fig.5 Equipment status alarm diagram of the frequency shift cabinet poped-up by the monitoring software when CANA of the communication board A is short circuited,

3）模拟量及轨道电路参数表报警如图6 所示：参考值1（即所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器CPU1 状态帧）模拟量及轨道电路参数缺失。

对于A 通信盘CANE 的短路、断路、高低位交叉这3 种故障情况，轨道电路监测软件的报警信息是相同的，具体如下。

1）弹出实时报警表：A 通信盘报警CANE 通信异常，所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器报警A 通信盘CANE 通信异常。

图6 A通信盘CAND短路、断路、高低位交叉时监测软件模拟量数据缺失图Fig.6 Analog data missing diagram poped-up by the monitoring software when CAND of the communication board A is short circuited,disconnected or high and low crossed

2）移频机柜设备状态图报警：A 通信盘报警CANE 亮红灯，所有备发送器和2、4、6、8、10接收器报警A 通信盘CANE 通信异常亮红灯。

3）模拟量及轨道电路参数表报警：参考值3（即所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器 CPU1状态帧）模拟量及轨道电路参数缺失。

对于B 通信盘CAND 的短路、断路、高低位交叉这3 种故障情况，轨道电路监测软件的报警信息是相同的，具体如下。

1）弹出实时报警表：B 通信盘报警CAND 通信异常，所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器报警B 通信盘CAND 通信异常。

2）移频机柜设备状态图报警：B 通信盘报警CAND 亮红灯，所有备发送器和2、4、6、8、10接收器报警B 通信盘CAND 通信异常亮红灯。

3）模拟量及轨道电路参数表报警：参考值4（即所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器 CPU2状态帧）模拟量及轨道电路参数缺失。

对于B 通信盘CANE 的短路、断线、高低位交叉这3 种故障情况，轨道电路监测软件的报警信息是相同的,具体如下。

1）弹出实时报警表：B 通信盘报警CANE 通信异常，所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器报警B 通信盘CANE 通信异常。

2）移频机柜设备状态图报警：B 通信盘报警CANE 亮红灯，所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器报警B 通信盘CANE 通信异常亮红灯。

3）模拟量及轨道电路参数表报警：参考值2（即所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器 CPU2状态帧）模拟量及轨道电路参数缺失。

本节仅以A 通信盘CAND 的短路、断路、高低位交叉的报警图进行举例说明，其他同理。

2.3 A通信盘或B通信盘不工作

对于A 通信盘不工作的故障情况，具体如下。

1）弹出实时报警表如图7 所示：A 通信盘报警通信中断。

图7 A通信盘不工作时监测软件弹出的报警信息图Fig.7 Alarm information diagram poped-up by the monitoring software when the communication board A is not working

2）移频机柜设备状态图报警（如图8 所示）：A 通信盘报警CANA/CANB/CANC/CAND/CANE及工作灯均亮红灯，所有发送器和接收器报警A 通信盘CAND 和CANE 通信异常亮红灯。

3）模拟量及轨道电路参数表报警（如图9 所示）：参考值1（即所有主发送器和1、3、5、7、9接收器 CPU1 状态帧）和参考值3（即所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器 CPU1 状态帧）模拟量及轨道电路参数缺失,即移频柜所有设备CPU1状态帧缺失。

对于B 通信盘不工作的故障情况，具体如下。

1）弹出实时报警表：B 通信盘报警通信中断。

2）移频机柜设备状态图报警：B 通信盘报警CANA/CANB/CANC/CAND/CANE 及工作灯均亮红灯，所有发送器和接收器报警B 通信盘CAND和CANE 通信异常亮红灯。

图8 A通信盘不工作时监测软件移频柜设备状态报警图Fig.8 Equipment status alarm diagram of the frequency shift cabinet poped-up by the monitoring software when the communication board A is not working

3）模拟量及轨道电路参数表报警：参考值2（即所有主发送器和1、3、5、7、9 接收器 CPU2状态帧）和参考值4（即所有备发送器和2、4、6、8、10 接收器 CPU2 状态帧）模拟量及轨道电路参数缺失,即移频柜所有设备CPU2 状态帧缺失。

本节仅以A 通信盘不工作的报警图进行举例说明，其他同理。

2.4 CAN通信故障时轨道电路监测不报警的情况分析

A 盘上传所有移频设备CPU1 的状态帧，B盘上传所有移频设备CPU2 的状态帧：CPU1 和CPU2 状态帧直接通过CANC 发给轨道电路监测（监测可以直接把收到的状态帧解析显示出来，但监测不具备数据校验功能），所以，在一些故障情况下，轨道电路监测不报警，但收到的CPU1 和CPU2 状态帧会错乱。具体如下。

1）A 盘的CAND 线缆接到移频机柜A 盘的CANE 接口，A 盘的CANE 线缆接到移频机柜A盘的CAND 接口。

2）B 盘的CAND 线缆接到移频机柜B 盘的CANE 接口，B 盘的CANE 线缆接到移频机柜B 盘的CAND 接口。

3）A 盘的CAND 线缆接到移频机柜A 盘的CANE 接口，A 盘的CANE 线缆接到移频机柜A盘的CAND 接口。同时，B 盘的CAND 线缆接到移频机柜B 盘的CANE 接口，B 盘的CANE 线缆接到移频机柜B 盘的CAND 接口。

4）A 盘的CAND 和CANE 线缆接到移频机柜B 盘的CAND 和CANE 接口，B 盘的CAND 和CANE 线缆接到移频机柜A 盘的CAND 和CANE接口。

4 总结

阐述通信编码轨道电路CAN 通信的工作模式，结合CAN 通信常见故障进行分析，并根据轨道电路监测软件报警逻辑，针对不同CAN 通信故障的报警模式进行分析，使技术人员深入理解通信编码轨道电路CAN 通信应用原理及监测报警模式，可高效解决在实际运用中遇到的CAN 通信故障问题。