浅析车载信号设备常见故障及处理措施

丁梨明

宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司 浙江 宁波 315000

1 系统概述

列车移动闭塞系统，是基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）。

该系统由五大子系统组成，分别是ATC列车自动控制子系统、ATS列车自动监控子系统、CBI计算机联锁子系统、DCS数据传输子系统和MSS维护支持子系统。它是基于移动闭塞分隔列车原理，通过车——地无线通信，周期性的传递列车位置信息，建立移动授权，并不断的通过轨旁ATC子系统，向列车发送移动授权，使列车能可靠按照规定的移动授权运行曲线自动运行。车载ATC子系统根据线路静态数据库（DSU）储存的轨道地形数据信息（如坡度）和指定的移动授权终点，计算列车运行曲线，监督、控制列车运行。

车载信号设备包括车载ATC设备和车载DCS设备，具体包含车上设备：车载控制器CC、DMI司机人机界面、交换机、中继器、无线调制解调器MRE，车底设备：信标天线、编码里程计、DCS天线。车载设备采用双网配置，头尾贯通连接实现可靠的红蓝网冗余结构，如图1所示。

图1 车载信号设备示意图

运营模式决定驾驶模式，运营模式包括CBTC移动授权级、BM后备点试级、CBI联锁控制级，驾驶模式包括ATO、ATPM、ATB、RMF、RMR、OFF驾驶模式。CBTC运营模式是常用运营模式，BM运营模式作为点式后备运营模式，只在CBTC断通信降级情况下采用。

车载信号设备故障主要包括PPU报红、DMI黑屏卡屏、ATC显黄、列车紧制等，下面重点讲解下上述故障原因分析及处理措施。

2 PPU报红

2.1 PPU报红介绍

每一套CC机笼都配备了3块PPU板，按照安装顺序依次为PPU2、PPU1、PPU3，PPU为3取2冗余结构，所以一块PPU挂掉还是可以继续工作，具体报警描述为：一个通道故障，具体灯位现象为：一个PPU板F3、F1灯位报红，6块输入输出板一个通道灯位不亮。如图2所示。其中PPU板的F3灯位亮红色代表该通道禁止，正常情况下F3灯位常灭说明通道正常运行，F1灯位亮红色代表5V和12V安全电压故障（即通道禁止），正常情况下F1灯位常灭说明安全电压正常，如图3所示。

图2 PPU报红板卡具体灯位显示情况

图3 PPU板卡各灯位显示含义

2.2 PPU报红原因分析及处理

PPU报红有很多原因，大致有以下两种原因。

其一，晚上做车载日检时经常发生PPU报红，由于重启CC时操作不同步，也就是VIO1、VIO2、VIO3三个空开推的时候没有实现同步，可能一头的没有同步，也可能两头的没有同步，则会导致一块PPU报红，或者两块甚至三块PPU都报红。这种现象就需要注意重启CC时两头作业人员默契度与操作同步性，通过800M手台对呼保持有效沟通，如果发生PPU报红，则过10秒后两头同步推空开再次重启CC，观察板块灯位是否恢复正常。

图4 PPU报红板卡具体灯位显示情况

其二，正线运营列车发生PPU报红，在维修中心MSS终端发现VIO模块报红，为一个通道故障，是由于其中某一块输入输出板故障导致一个通道挂掉，与其他两个通道表决不一致所致。发生这种故障，我们车载信号人员确定故障后，须第一时间上报工长和工程师，并要求行调转线备，请求上车查看处理故障，不能让报警列车继续在正线上运营，虽然是3取2的冗余设备，但是需要避免剩余两个通道再次发生故障，否则会造成列车趴窝在线上，直接影响运营，其后果不堪设想。目前最常用的操作是转线备，我们信号人员上车后动车至停车场转换轨进行PPU数据下载并重启CC，重启前须提前通知行调，重启未恢复的话，根据下载的PPU数据分析出哪一块输入输出板卡故障，确认板卡故障后更换恢复。

为降低PPU报红次数，我们班组规定要求每月的前4天夜班人员各下载清除6辆车的PPU数据，执行“每月一清”制度。

3 DMI黑屏卡屏

3.1 DMI黑屏卡屏介绍

DMI黑屏卡屏是车载信号设备常见故障之一，经常发生夜间日检过程中。DMI黑屏，报警灯则会亮红灯；DMI卡屏，报警灯不会亮，只是触屏失效。如果正线一头DMI黑屏直接导致ATC不可用，另外一头DMI上显示ATC状态显红，为ATC严重故障，也就意味着列车紧制无法动车。

正线DMI卡屏会导致死机无法转强制后备，如图司机按压BM模式选择按钮后，DMI上会弹出“强制”或“非强制”对话框，如果当时DMI出现卡屏，则无法点击“强制”确认，在CBTC不可用时直接影响运营，后果不堪设想。

3.2 DMI黑屏卡屏原因分析及处理

DMI采用进口设备，DMI黑屏是由于自身软件故障。目前在车辆段和停车场发生DMI黑屏故障，首先重启一下DMI空开，如果还是黑屏则需要重刷DMI软件，重刷两遍后如若还没回复则只能联系厂家更换新的DMI。如果在正线发生DMI黑屏，则需要司机按照操作手册执行切除ATC动车到附近存车线，车载信号人员第一时间上车处理，处理过程同上。

DMI卡屏有很多原因，其一，为车载检修人员操作不当，日检过程中连按DMI可能会出现卡屏，一头做完换端给另外一头，这时一头人员还在点击DMI，由于切换未到位，也可能导致DMI卡屏；其二，为自身软件问题，校准失效，使DMI卡屏。目前正线上司机很少使用后备BM运营模式，所以很少用到DMI触屏功能，但不保证用不到，之前出现过转强制后备后发现DMI卡屏，当时司机只能切除ATC以OFF模式驾驶。如果在库内发生卡屏，首先换端试验触屏是否有效，如果还是卡屏则需要重刷DMI软件，重刷两遍后如若还没恢复则只能更换新的DMI。

4 ATC显黄

4.1 ATC显黄介绍

ATC显黄是指DMI上显示ATC状态为黄色，说明车载ATC为部分可用，虽然ATC设备是两端冗余结构，但是在正线运营过程中如果出现ATC显黄，车辆HMI屏会报警ATC中级故障，对运营造成一定影响，即使还可以动车。

4.2 ATC显黄原因分析及处理

ATC显黄有很多原因，其中最常见的原因为CMP板卡挂掉，具体的灯位显示为：C2灯未闪烁，安全应用软件（ATP）未运行。在晚上做日检的时候，由于重启过程中两端不同步，一端起来了，另一端还没有起来，导致CMP软件未运行，从而导致ATC显黄。

图5 列车车辆故障的告警信息

另外，在正线运行时一端与另一端CMP安全软件信息传输不一致，有时候也会导致CMP挂掉，导致ATC显黄，如果正线正常在运营的列车，驾驶模式运营模式都是ATO-CBTC模式，列车车辆显示屏HMI会弹出ATC中级故障的告警信息，司机需第一时间联系行调转备用车，行调报给信号人员上车处理故障，信号人员上车后查看故障，第一时间拍照取证，先对其列车进行重启CC，恢复正常后投入运营。

5 列车紧制介绍

5.1 列车紧制

列车紧制是列车在行车过程中尤为常见的故障现象，列车会由于设备本身、人为操作失误或其他某些原因导致运行不正常直接表现出来，其结果会造成乘客乘坐舒适度降低，经过司机、调度、站务的行车组织，给运营带来一定影响。

5.2 列车紧制原因分析及处理

列车紧制原因有很多，大致分为以下五种原因。

司机ATPM手动超速紧制。为了练习手动驾驶技能，司机往往会避开高峰期采用ATPM手动模式驾驶列车。在区间有些区段ATO控车曲线设计根据线路要求不是很平稳，推荐速度起伏较大，对于很多新手司机来说，“贴码跑”毕竟不是一件那么容易的事情，牵引制动手柄没有掌握要领就会导致超速紧制。作为信号专业人员还是建议采用ATO模式驾驶列车，减少人为操作失误给运营造成影响。

图6 司机ATPM手动驾驶

DCS网络通信中断。列车在运行过程中DCS网络通信中断，导致CBTC列车通信中断，区域控制器ZC无法给出移动授权，速度码立马下降，列车实际速度超过紧制速度产生紧制，模式降级为RM模式。待DCS通信恢复后，紧制会自动缓解，列车自动升级成CBTC列车。

站台区域屏蔽门锁闭状态丢失。列车途径站台区域（前后200米范围内）检测到屏蔽门锁闭状态丢失，ATS界面上显示屏蔽门为打开状态。由于联锁关系，遵循故障导向安全原则，进路上的每个信号设备状态错误都会影响列车运行。此时如屏蔽门状态自动恢复则列车自动缓解紧制，司机手动驾驶列车运行；如屏蔽门状态未恢复，则需站务人员切除屏蔽门，司机手动驾驶列车运行；如列车DMI显示屏蔽门状态未知，则司机需要降级为RM模式运行，离开该站台区域自动升级为CBTC列车。

车门锁闭状态丢失。列车运行过程中车门紧急解锁装置被激活，ATS界面上显示列车车门处于打开状态（车次窗上方出现D），判断为车门锁闭状态丢失，产生紧制。可能原因为乘客人为操作车门紧急解锁装置，特别注意的是此装置在非紧急状态下严禁擅自操作，否则将负法律责任。

图7 车门紧急解锁装置被激活

打滑超时。列车打滑超时2秒产生紧制。在露天车辆段、停车场和高架段，雨天潮湿，列车轮对在湿滑的钢轨上运行容易造成打滑，信号设计了一旦打滑超时2秒便施加紧制，也是出于故障导向安全考虑。对于此类故障，调度要做的就是限速通过该区间，降低打滑风险。信号专业则下载数据分析，检查编码里程计是否正常，如正常无需采取措施。