知识城线车载无线通信故障报警分析

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摘要：无线通信在CBTC系统中起着至关重要的作用，无线通信故障将对地铁的正常运营产生较大影响。本文介绍了广州地铁十四号线及知识城线车载无线网络架构，并通过故障模拟对无线通信系统报警信息进行总结分析，便于后续应用到无线通信故障处理中。

关键词：无线通信；十四号线及知识城线；车载无线网络架构；报警信息

1背景介绍

十四号线及知识城线支线采用CBTC系统（基于通信的列车自动控制系统），CBTC系统是通过无线通信确定列车的位置，并随之控制列车。当列车发生无线通信丢失时，将引起列车紧制、轨道关闭、跳停丢失、班次丢失等多个故障现象产生，严重时将产生NCO（非通讯障碍物），最终导致列车晚点或请客，影响较大[1]。地铁维保过程中，发生无线通信丢失故障后，可通过中央报文及轨旁抓包判断为轨旁设备故障还是列车设备故障。通常单列车发生通信丢失故障就是车载设备故障，车载无线相关设备较多且链路复杂，如进行一一排查将耗费大量时间，不利于故障的及时处理。而通信故障发生时均伴随大量通信报警的产生，每条通信报警产生情景各不一样，如何通过无线通信报警信息进一步确定故障点成为不可或缺的故障手段。

2车载无线通信系统结构

列车车载网络链路架构如图1所示，十四号线及知识城线列车每端都配置一套二取二结构的车载控制器（VOBC），每套VOBC都能单独控制列车实现ATC功能。两套VOBC热备冗余，当一台VOBC主用时，另一台处于待机状态。列车每端都有2个无线天线及滤波器、1个OBRU（车载无线单元），每个司机室及中间M1、M2车各有1个交换机（NS）。VOBC（车载控制器，包括外围处理单元和中央处理器等）。VOBC接收到列车的外围信息（包括速度、位置、停准信息等）。这些信息进行处理后送至OBRU。而OBRU收到信息后发送至无线天线后由轨旁AP接收，与轨旁和中央ATS进行通信。[2]根据通信对象将车载通信链路[3]划分为以下几条：链路A：Tc1车MPU（主处理器单元）1-Tc1车交换机-Tc1车OBRU-Tc1车无线天线-轨旁/ATS链路B：Tc1车MPU2-M1车交换机-Tc2车交换机-Tc2车OBRU-Tc2车无线天线-轨旁/ATS链路C：Tc1车MPU2-M1车交换机-Tc2车交换机-Tc2车MPU2链路D：Tc1车MPU1-Tc1车交换机-M2车交换机-Tc2车MPU1链路E：Tc2车MPU1-M2车交换机-Tc1车交换机-Tc1车OBRU-Tc1车无线天线-轨旁/ATS链路F：Tc2车MPU1-Tc2车交换机-Tc2车OBRU-Tc2车无线天线-轨旁/ATS其中，链路A和链路B为Tc1车MPU与轨旁MAU/ATS通信链路，链路C和链路D为Tc1车与Tc2车MPU之间通信链路，链路E和链路F为Tc2车MPU与轨旁MAU/ATS通信链路。列车VOBC与轨旁MAU/ATS通信、VOBC之间互相通信链路均存在冗余，断任意一条链路均不会引起通信故障。主用端与备用端均通过两端OBRU与ATS进行通信，主用端通过两端OBRU与轨旁MAU进行通信,但备用端不与轨旁直接通信，是通过VOBC之间通信链路同步主用端与轨旁MAU通信内容。

3故障模拟及报警信息分析

通过断不同的车载网线，模拟对应的通信链路故障，观察HMI上报警信息，进行分析总结，形成经验应用到无线通信故障处理及日常检修中。如图2所示，将每一段网线加以标注，以14号线14047048车进行试验，以47端VOBC为主用，进行断线测试，测试结果如表1-3。从表中可以看出，通信链路故障时，主用端（47端）和备用端（48端）产生的报警信息不相同。其原因在于备用端不直接与轨旁MAU进行通信，而是通过VOBC之间通信链路同步主用端与MAU通信。因此形成以下现象：(1)主用端与MAU通信丢失时，备用端与MAU通信丢失。(2)当VOBC之间通信丢失时，备用端与MAU通信丢失。不同链路故障时，通信故障报出时间也不相同，一些在故障发生时报出，一些在故障恢复后报出。产生这些现象原因在于，HMI上列车报警是列车与ATS有通信时才可以报出，因此出现以下现象：VOBC与ATS通信丢失后，故障时无报警，故障恢复后同时产生通信丢失及通信建立报警。了解以上场景，可知道表格中故障报警产生原因及对应故障点。当发生无线通信故障时，可以根据故障报警信息进一步确认故障链路，节约故障处理时间。

4结论

本文通过模拟不同的通信链路故障，对HMI上产生的报警信息进行分析总结，形成一份无线通信故障测试表，并对特殊通信丢失现象场景进行介绍。这些经验将有效应用到无线通信故障处理及日常检修中，以期实现无线通信故障的高效处理。

参考文献

[1]杨浩然.郑州地铁1号线车地通信问题分析[J].郑州铁路职业技术学院学报,2020,3:31-32+35.

[2]倪弘.6号线车载设备与轨旁及中央之间的无线通信[J].中国新通信,2017,19(11):24-25.

[3]张振波.车载信号系统通信故障分析与处理[J].数字通信世界,2020,7:50+54.

作者：王爱 单位：广州地铁集团有限公司