cbtc系统中计轴区段nrb状态故障原因分析

2019年9月 铁道通信信号September 2019第 55 卷第 9 期 RAILWAY SIGNAI丄ING COMMUNICATION Vol. 55 No. 9
CBTC系统中计轴区段NRB状态故障原因分析
林锋傅锦
摘要：针对福州地铁新店车辆段试车线计轴区段多次出现N R B状态故障的问题，从信号系统 不同区域接口、列车定位和无线覆盖等方面，分析故障原因，提出解决措施，有效避免计轴设备 故障对运营造成的影响。

关键词：NRB;区域；列车定位；无线覆盖
Abstract：To address the problem of the NRB state faults occurring many times in axle counting sections in Xindian test line of Fuzhou M etro,the causation of NRB state faults in axle counting section is analyzed in term of signal system interface,train location and wireless coverage and a solution is put forward to effectively avoid the influence of axle counting equipment faults on op­eration.
Key words：Never reporting block；Section；Train location；Wireless coverage
DOI：10. 13879/j.issn l000-7458. 2019-09. 19267
福州地铁1号线采用C B T C信号系统，即西 门子Trainguard M T系统，轨旁A T P设备通过2种方式获取列车位置信息：一是通过车上测速传 感器和线路上的应答器来获得列车的实时位置，由车载设备通过无线方式发送给轨旁A T P,这种方 式称之为“主动检测”；二是计轴设备通过检测轨道区段的占用/空闲信息，告知联锁系统，轨旁 A T P通过联锁系统获知列车在轨道区段的占用与出清情况，这种方式称之为“次级检测”。

1检测原理
当轨旁A T P监测到“主动检测”和“次级检 测”信息不一致时，则计轴区段会被轨旁A T P标 记为2种故障情形：一种是NRB(Never Repor­ting Block)状态，即轨旁 ATP通过列车位置报告 计算该计轴区段被占用，但是联锁系统却认为该计
林锋：福州地铁集团有限公司运营分公司助理工程师350000 福州
傅锦：福州地铁集团有限公司运营分公司工程师350000 福州
收稿日期：2019-05-06轴区段未被占用，导致该计轴区段被轨旁A T P标 记为N R B状态；另一种情形是ARB(Always Re­porting Block)状态，即计轴设备受到干扰而导致 区段故障占用，且该区段对应的室内G J也处于落 下状态，但经轨旁A T P将该占用区段与已获得的列车位置信息进行比较后，如果列车位置与计轴区 段的距离相差较远，以至于不可能是线路上的列车 进入该区段而导致的区段占用，即判断该计轴区段 是空闲状态。

因此，计轴区段N R B状态与ARB 状态是2种相反的故障现象。

当计轴区段出现A R B故障状态时，装备有无线通信的C B T C列车可按无车占用的情况直接通过该区段，目的是在保证安全性的前提下提高运营 效率；当计轴区段出现N R B故障状态时，则无法 排列经过此类计轴区段的进路，列车不能直接通过 该故障区段。

2现象描述
在Trainguard M T系统中，系统区域分为连续列车控制区域（C T C T)、点式列车控制区域(ITCT)和联锁列车控制区域（IXLT)。

其中，
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C T C T区域装备了高性能移动闭塞设备，可运行 C T C等级的列车；IT C T区域装备了进行固定闭塞 运行的设备，可运行IT C等级的列车；IX L T区域 未装备任何用于C T C或IT C级的设备，只能运行 R M模式或U R M模式列车。

由于C T C T区域具备IT C T区域的各种行车功能，因此C T C T区域与IT C T区域可进行区域叠加。

正线、试车线属于C T C T区域，场段属于IX L T区域。

如图1所示，在福州地铁新店车辆段内，当列 车在试车线调试作业结束后，停稳在试车线区段3。

由于试车线区域出口处未设置区域出口功能，列车降级为R M模式，直接驶离试车线（CTCT A T S显示区段3为红光带。

3原因分析
1)故障直接原因。

针对试车线区段3显示红 光带的故障现象，排除计轴设备本身故障和联锁采
集故障的因素，综合分析轨旁A T P和车载ATP
设备的故障数据，试车线区段3在物理空闲的情况
下，出现红光带是由于该区段被轨旁A T P系统标
记为N R B状态所致。

2)列车定位原因。

列车定位是指列车在路网中的位置，存在一定的不确定性，如图2所示列车
位置不确定性（LocUncertainty),等于列车前端
位置不确定性+列车后端位置不确定性，即Over-
区域），进人列检库（IXLT 区域）；又由于列车所停的股道离试车线较近（图1中虚线所示），虽然列车出清了区段3,但在A T S工作 站上，区段3仍然显示红光 带，而实际检查计轴设备显 示区段3是空闲状态，检査
联锁设备也显示区段3是空 闲状态，且区段3对应的G J处于吸起状态。

图2列车位置不确定性Read+UnderRead0
简而言之，R M模式列车直接驶离区段3进人 列检库停稳，排除计轴设备本身故障原因，联锁系 统采集计轴区段3信息属于空闲状态，而轨旁
A T P系统判断区段3属于有车占用状态，并通过
图1列车即将离开试车线情景
根据Trainguard M T系统设计原理，列车位置不确定性的变化由定位应答器和列车测速系统共 同决定。

由于不同测速系统累加的误差，列车位置 不确定性随着列车运行距离的增加而增加。

当列车
读取到有效定位应答器
后，将重新调整列车位
置，使其不确定性大幅减
小。

已定位的列车在运行
过程中，倘若位置不确定
性大于系统设计的最大不
确定量150 m，列车将丢
失定位而触发紧急制动。

通过大量故障数据分
析得知，已定位的RM
模式列车在试车线作业
结束后，直接驶离试车线
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C T C T区域，进人车辆段1X L T区域，列车不再读 取定位应答器信息；而测速系统的误差随着列车运 行不断累加，使其位置不确定性逐渐增加，当列车 进入列检库股道停稳后，此时位置不确定性大约为 90m(<150m)，则说明列车虽然离开C T C T区域，但其定位依然存在，只是其位置不确定性较大 而已。

3)车-地连接原因。

试车线车-地无线传输系统采用基于W L A N的2.4 G H z无线通信技术，如 图1所示。

试车线沿线轨道分布若干个无线接人点 (A P天线），以实现列车的无线接人，每个A P接 入点沿轨覆盖范围至少可以达到400 m。

虽然列车 驶离了试车线，但列车定位依然存在，且由于列车 停稳的股道距离试车线较近，列车仍然处于试车线 无线场强覆盖区域范围内，列车与轨旁无线服务器 建立通信连接，列车实时地将位置报告发送至轨旁 A T P〇
综上分析，列车驶离试车线后，若停放点靠近 试车线，虽然试车线计轴区段已经正常出清，联锁 系统采集该区段也是空闲状态，但由于列车定位依 然存在，且列车处于试车线无线覆盖区域范围内，轨旁A T P系统仍能通过车-地无线传输系统实时接 收列车发送的位置报告信息，并据此判断列车占用 区段3,将区段3标记为N R B状态，因此区段3 在A T S工作站上显示为红光带占用状态。

4解决措施
计轴区段的N R B状态故障是在特殊情景下，并满足特殊条件而产生的故障现象，在正常运营过 程中并不常见。

根据上述原因分析，最有可能发生 在C T C T区域和IX L T区域的交界处，如试车线 与车场交界处、正线与联络线交界处、正线与车场 交界处等。

对于正线运营区域和车场区域交界处来 说，若正线运营区域往车场区域出口处设置了区域 出口功能，列车回场后能自行丢失定位，则正线与 车场交界处的计轴区段不会出现N R B状态故障。

为解决列车在试车线C T C T区域作业结束后，进入车场IX L T区域，试车线出现单个或多个计轴
区段N R B状态故障问题，可采取以下措施。

1)在控制盘上设置试车线A P电源选择开关，列车离开试车线前，关闭试车线A P电源空开，切
断试车线车-地之间无线通信连接，使轨旁A T P无
法获得“主动检测”的列车位置信息。

该措施已在
现场实施。

2)列车到达C T C T区域与IX L T区域交界处 的计轴区段时，重启或切除车载A T P，使列车失
去定位，使轨旁A T P无法获得“主动检测”的列
车位置信息。

该措施也已在现场实施。

3)在试车线与车场区域出口处设置区域出口功能，当列车运行至区域出口处，车载信号屏自动
显示区域出口图标，司机手动确认区域出口操作，
列车离开试车线后自行丢失定位，使轨旁A T P无
法获得“主动检测”的列车位置信息。

该措施可在
后续新线建设中考虑实施。

5 总结
根据西门子Trainguard M T信号系统对计轴
区段占用和空闲信息的检测原理，分析计轴区段非
正常占用显示红光带的特殊故障原因；并通过分析
计轴区段N R B状态故障原理，提出采取切断车-地
无线通信、失去列车定位等措施，为计轴区段故障
提供了一种新的判断和分析方法，以避免影响正常
运营。

参考文献
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(责任编辑：温志红)
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