周勝利 上海鐵路局合肥電務(wù)段

我國(guó)現(xiàn)有的高速鐵路控制體系大多數(shù)為CTCS-2與CTCS-3級(jí)，在C2與C3控制模式下，LUE設(shè)備都扮演著地控體系中的一個(gè)重要角色，LEU設(shè)備的故障直接影響有源應(yīng)答器的報(bào)文發(fā)送，造成動(dòng)車組運(yùn)行降速或者非正常停車,干擾正常的鐵路運(yùn)輸秩序。

1 故障案例

2012年 11月 21日 14：48 D3058在合武線某站未收到XF口應(yīng)答器報(bào)文，造成動(dòng)車組非正常停車。

通過(guò)列控維護(hù)機(jī)調(diào)閱發(fā)現(xiàn)，該站列控中心LEU2通信異常（見(jiàn)圖1），LEU2四個(gè)端口均為報(bào)警狀態(tài)。LEU切換單元反復(fù)多次切換。LEU2連接BS,BSF,BX,BXF四組應(yīng)答器，LEU2通信狀態(tài)異常致使列控中心無(wú)法將報(bào)文傳送至BXF應(yīng)答器，造成動(dòng)車組非正常停車。通過(guò)DMS分析確認(rèn)該車停車原因?yàn)閼?yīng)答器報(bào)文丟失（見(jiàn)圖2）。類似故障在其他站場(chǎng)也相繼發(fā)生，由于職工對(duì)LEU的工作特性不了解或不清楚，故障處理中分不清LEU故障還是應(yīng)答器故障，造成處置混亂，影響后續(xù)列車運(yùn)行。

2 LEU設(shè)備的基本原理

2.1 LEU簡(jiǎn)介

地面電子單元（簡(jiǎn)稱LEU:Lineside Electronic Unit）是一種數(shù)據(jù)采集與處理單元，當(dāng)有數(shù)據(jù)變化時(shí)依據(jù)變化后的數(shù)據(jù)形成報(bào)文，并送給地面有源應(yīng)答器進(jìn)行發(fā)送。

圖1 列控維護(hù)機(jī)工況圖

圖2 DMS截圖

LEU基于ALSTOM FIDARE安全平臺(tái)，采用2取2原理，兩個(gè)不同軟件在單硬件平臺(tái)上運(yùn)行。各個(gè)廠家稍有不通，下面以ALSTOM公司LEU進(jìn)行介紹。

LEU硬件結(jié)構(gòu)包含四塊電路板：電源板、處理器板、串行通信板、應(yīng)答器驅(qū)動(dòng)板（見(jiàn)圖 3）。

圖3 LEU的原理框圖

電源板負(fù)責(zé)為L(zhǎng)EU設(shè)備供電，提供10-36V功耗20 W的直流電源，電源滿足2kVrms隔離需求。

處理器板用來(lái)處理TCC送來(lái)的控制指令，并進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)文提取，邏輯檢測(cè)等運(yùn)算，是整個(gè)LEU的核心設(shè)備。處理器板采用Motorola MPC860處理器，具備2 M RAM與2 M ROM。

串行通信板用來(lái)與TCC之間進(jìn)行通訊，采用兩路（冗余）串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

應(yīng)答器驅(qū)動(dòng)板負(fù)責(zé)直接驅(qū)動(dòng)應(yīng)答器，對(duì)處理器板輸出的報(bào)文進(jìn)行編碼，放大調(diào)制后輸出至應(yīng)答器。

2.2 LEU功能

LEU主要實(shí)現(xiàn)五大功用：①通過(guò)S接口從TCC接收?qǐng)?bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器轉(zhuǎn)發(fā)。這里從TCC接收到的并不是真正的完整報(bào)文，而是控制命令。②LEU根據(jù)控制命令選擇一條預(yù)先存儲(chǔ)在LEU的報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器發(fā)送,所以LEU的第二功能是報(bào)文的存儲(chǔ)。③通過(guò)C接口向有源應(yīng)答器連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。④檢測(cè)外部電纜狀態(tài)，有無(wú)斷線、短路。⑤記錄狀態(tài)信息，向TCC或BEPT提供維護(hù)數(shù)據(jù)。

2.3 現(xiàn)有LEU設(shè)備技術(shù)

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有列控設(shè)備中運(yùn)用的LEU為以下三個(gè)廠家的技術(shù)，法國(guó)ALSTOM公司,德國(guó)SIEMENS公司，原意大利Ansaldo（現(xiàn)CSEE）公司?，F(xiàn)場(chǎng)常用的通號(hào)公司列控設(shè)備采用ALSTOM的LEU,和利時(shí)公司列控設(shè)備使用CESS的LEU。兩家公司LUE最大的區(qū)別在與TCC通信方式的不同，ALSTOM采用串行通信接口，CSEE采用以太網(wǎng)通信接口。

2.4 LEU的配置方案

每個(gè)有源應(yīng)答器都配置LEU。一臺(tái)LEU采用FSFB/2安全協(xié)議，可以用500 ms的間隔獲取并同時(shí)向4臺(tái)有源應(yīng)答器發(fā)送不同信息內(nèi)容的報(bào)文。按照有源應(yīng)答器的分布，LUE配置分別在中繼站與車站。LEU最大傳輸距離為3.5 km，按鐵道部科技運(yùn)[2010]138號(hào)規(guī)定超過(guò)2.5 km是應(yīng)將LEU設(shè)置在異地，使用遠(yuǎn)程控制,所以對(duì)于大號(hào)碼道岔配置的有源應(yīng)答器多為遠(yuǎn)程LEU。

正線正方向進(jìn)站、中繼站以及遠(yuǎn)程有源應(yīng)答器配置LEU為雙套熱備工作，熱備套系接120 Ω假設(shè)負(fù)載，故障時(shí)自動(dòng)切換。

3 LEU故障的分析、判斷

LEU故障的表象全部是在有源應(yīng)答器的報(bào)文接收上顯示出來(lái)，初步判斷可以通過(guò)有源應(yīng)答器報(bào)文判斷。

一般LEU故障后都會(huì)使有源應(yīng)答器發(fā)送默認(rèn)報(bào)文，而默認(rèn)報(bào)文分為列控中心默認(rèn)報(bào)文、LEU默認(rèn)報(bào)文和應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文三種。

3.1 發(fā)列控中心默認(rèn)報(bào)文

報(bào)文幀頭變量M-MCOUNT=253列控中心默認(rèn)報(bào)文基本可以判斷LEU為正常狀態(tài)，說(shuō)明LEU可以正常收到TCC傳來(lái)的控制指令，故障點(diǎn)多在列控設(shè)備上。

3.2 發(fā)LEU默認(rèn)報(bào)文

報(bào)文幀頭變量M-MCOUNT=0,收到LEU默認(rèn)報(bào)文可以說(shuō)明應(yīng)答器及應(yīng)答器與LEU間通道正常。故障可能是LEU與TCC設(shè)備及兩者間通道故障。

3.3 發(fā)應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文

報(bào)文幀頭變量M-MCOUNT=252，應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文說(shuō)明應(yīng)答器與LEU之間已經(jīng)失去通信，由應(yīng)答器自身判決工作，此時(shí)故障可能為L(zhǎng)EU、應(yīng)答器、LEU切換單元及三者之間通道故障。

4 LEU故障的應(yīng)急處置

LEU的故障處置一定要遵循安全第一的原則，盡可能減小對(duì)正常運(yùn)輸秩序的影響。

電務(wù)部門收到列車調(diào)度員或者動(dòng)車組司機(jī)反映列車因接收不到應(yīng)答器信息降速或者非正常停車后，應(yīng)當(dāng)立即組織人員搶修。

處置流程首先明確故障信息，通過(guò)微機(jī)監(jiān)測(cè)及列控維護(hù)機(jī)工況圖進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢查，通過(guò)DMS對(duì)故障應(yīng)答器進(jìn)行報(bào)文回放，確認(rèn)故障應(yīng)答器的報(bào)文幀頭變量，通過(guò)綜合對(duì)三者綜合分析，以便進(jìn)一步縮小故障范圍，判斷故障點(diǎn)。

正反向進(jìn)站、中繼站及遠(yuǎn)程LEU為冗余熱備型，發(fā)生故障后，列控系統(tǒng)的LEU切換單元會(huì)自動(dòng)切換；當(dāng)系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)切換時(shí)，可以通過(guò)人工切換恢復(fù)正常使用。切換時(shí)關(guān)閉故障的LEU，即可強(qiáng)制切換至備用LEU，但此時(shí)由于備用LEU要進(jìn)行一些相應(yīng)的數(shù)據(jù)握手通信，LEU要經(jīng)過(guò)（5～10）s才可以正常工作，所以進(jìn)行此類操作一定要提前與行車組織部門進(jìn)行溝通辦理相關(guān)的手續(xù)，在保證行車安全的前提下進(jìn)行操作。應(yīng)急處置后，要聯(lián)系廠家利用天窗修組織分析、查找故障原因、更換故障設(shè)備。

站內(nèi)側(cè)線應(yīng)答器配置的LEU發(fā)生故障后，由于沒(méi)有熱備，電務(wù)部門應(yīng)立即登記停用，待已寫(xiě)入報(bào)文的LEU達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)當(dāng)立即更換。

5 LEU故障的防范

（1）強(qiáng)化微機(jī)監(jiān)測(cè)及列控維護(hù)機(jī)的調(diào)閱工作，對(duì)于日常的設(shè)備報(bào)警信息及時(shí)瀏覽分析，發(fā)現(xiàn)LEU端口異常的一定要立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查。

（2）對(duì)于列控維護(hù)機(jī)工況圖上顯示通信狀態(tài)為斷續(xù)正常的LEU，電務(wù)值班人員要立即將故障LEU關(guān)閉，強(qiáng)制倒換至熱備LEU，再聯(lián)系廠家人員分析，防止故障LEU間斷性恢復(fù)，造成LEU切換單元頻繁動(dòng)作，丟失報(bào)文，影響行車。

（3）按期對(duì)LEU設(shè)備進(jìn)行檢修工作。特別強(qiáng)調(diào)LEU電纜的對(duì)地綜合絕緣測(cè)試，一定要按期按標(biāo)進(jìn)行，測(cè)試時(shí)必須保證電纜空載，嚴(yán)禁連接LEU和有源應(yīng)答器。

（4）保證LEU的工作環(huán)境。加強(qiáng)設(shè)備周圍的粉塵控制，保證電磁環(huán)境達(dá)標(biāo)，安裝穩(wěn)固，地線阻抗正常等。

信號(hào)設(shè)備故障處置最關(guān)鍵的還是要建立在技術(shù)的通透上，對(duì)于LEU的硬件結(jié)構(gòu)與軟件構(gòu)造我們還需要進(jìn)一步的消化吸收。本文只是建立在電務(wù)部門已掌握的LEU技術(shù)基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出了判斷故障、處置故障的方法與防范措施，希望對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急處置有一定的借鑒作用。