| 标题 | 300T型列控车载设备测速雷达故障分析及处理措施探讨 |
| 范文 | 蒋铮 摘要：本文对300T型列控设备测速测距系统的构成及相关硬件功能进行了说明，并对测速测距系统发生故障报警概率较高的雷达故障开展分析，提出处理措施和维护建议，为现场排查列控车载设备的测速雷达故障提供参考。 关键词：列控车载设备；测速测距系统；测速雷达；高加速；数据分析 [HJ0.8mm]我国高速铁路网逐年拓展，线路上运行的动车组密度和速度逐步提升，作为保障列车安全和高效运行的列控系统尤为关键，而列控车载设备的测速测距系统则是列车定位和速度采集的重要组成部分。 动车组的测速测距系统在运行中必须保持稳定的工作，当系统出现异常时，会直接影响动车组的运营，也会在司机室的显示器和地面的监测系统中生成报警信息，因此，针对测速测距系统工作状态的诊断也是列控车载设备维修的重要环节。 1 列控车载设备的作用以及测速测距功能的实现 列控车载设备在业内又称为ATP设备（Automatic Train Protection列车自动防护）。该设备通过地面列控中心获取高铁线路的长度、坡度等信息以及运行区段限速指令，计算安全的速度控制曲线，并实时监控列车速度，防止列车超速或冒进信号，通过人机界面指导司机进行相应的操纵。 我国高铁领域的主流测速技术有轮轴转动测速和雷达测速两种，300T型ATP设备所采用的是这两种技术相结合的方式。此型号的ATP设备中测速测距系统有两部分：一是信息采集部分：两个轮轴转动测速传感器和两个雷达测速传感器；二是数据运算部分：两个SDU（测速测距单元）设备与一个SDP（测速测距处理器）设备。转动测速和雷达测速这两路信号同时输出给ATP主机的SDU模块，预处理后再发送至主机SDP模块，计算出运行速度与距离信息发送至中央安全计算机单元。 2 300T型列控车载设备测速测距系统发生故障的类型 目前，300T型ATP设备在实际运用过程中，测速测距系统发生故障主要有三类：一是转动速传发生故障引起的测速测距问题，二是测速雷达发生故障引起的测速测距问题；三是由写入ATPCU模块（安全计算机单元）的参数或软件问题引起的测速测距问题。 设备维护过程中，通过DMS监测（列控设备动态监测系统）、司机反馈和添乘等方式，统计了石家庄动车所管内动车组在一定时间段内的测速测距问题，2017年全年共发生138件，其中转动速传故障信息1件，测速雷达故障信息137件，软件参数问题故障信息0件。由此可见，发生测速雷达问题概率较大，下面就雷达测速方面的故障进行重点分析。 3 列控设备测速测距系统中雷达故障的分析 动车组实际运营过程中，出现报警信息较为集中的是在雷达测速方面，为进一步说明问题，统计了京广高铁开通以来发生测速雷达故障的信息，分析原因主要为三类： 3.1 雷达自身硬件故障 若雷达本身发生硬件故障，则使用中不再进行信号输出，ATP主机可以通过自检系统判断雷达是否能够恢复工作，如果自检仍然故障，则会在DMI（人机界面）显示器中提示报警信息。 具体案例说明： 案例1： CRH380BL6464动车组运用中，DMI显示测速雷达故障的报警信息，下载TDS数据进行分析，该动车组运用中雷达1测速值为0，雷达2测速值正常且稳定，判断为雷达1硬件故障。 案例2： CRH380BL6437动车组监测信息中存在测速雷达故障报警，通过TDS数据分析该动车组雷达1测速正常，雷达2测速数值明显偏低，则判断为雷达2硬件故障。 综上，发生测速雷達故障报警时，通过TDS数据的分析可以判断雷达硬件工作状态，凡发生以下两种情况之一即可确认测速雷达故障，必须进行更换维修，一是测速数值为0，二是测速数值明显偏低（小于正常速度的数值的二分之一）。 3.2 ATP软件参数问题引起的雷达故障报警 在ATP主机的ATPCU模块软件中写入的多普勒雷达参数，用于校准雷达脉冲率，提高测速精度。当写入的参数不准确，会引起雷达测速误差，若误差较大，在运行中同样会有测速雷达报警。 3.3 瞬间高加速引起的雷达故障报警 在动车组运用过程中，排除以上两种雷达故障报警外，还有一种特殊情况也会导致测速雷达故障报警。 具体案例说明：北京动车段配属的CRH380A2570动车组在2018年担当郑徐客专线路的运用交路后，出现多次测速雷达报警，一季度共有报警信息12件。 针对此情况分析查看TDS数据显示SDP模块记录的雷达异常报警每次持续几秒钟，而且数据中每次的瞬间高加速记录会引起SDP判断测速异常，而当SDP在1小时内的异常记录累计够10分钟，ATPCU会记录一次“测速雷达故障”并发送至ATP设备的JRU（司法记录单元）和DMS（列控设备动态监测系统）。 4 300T型列控车载设备测速雷达故障分析处理措施 测速雷达故障报警后，可通过TDS数据进行详细分析，并判断原因及制定相应处理措施。故障原因不同，处理的措施也不一样。 （1）雷达本身故障时，需要对雷达硬件进行更换； （2）雷达参数有误差时，需要利用动车组动态调试的方法从新对雷达参数进行修正； （3）雷达有高加速报警时，首先从TDS数据中计算高加速报警的时长和频率，分两种情况判断：第一种情况，若只是瞬间几秒的高加速，虽然累计到十分钟时长会报警一次测速雷达故障，但不影响设备使用，后续观察运行即可。瞬间的高加速原因初步判断为轨道反射面变化引起的多普勒雷达发射波和反射波之间的移频差变化导致的高加速情况发生。第二种情况，数据中记录的雷达高加速形成固定规律，如每分钟固定秒数发生高加速，或者每次高加速度报警的持续时长达几十分钟，则需对的相应的雷达硬件进行更换。 5 结语 综上，通过对300T型ATP设备的雷达故障进行分析探讨，初步确定了发生测速雷达故障后的数据分析判断方法，以及需要采取的应对措施，为现场排查列控车载设备的测速雷达故障提供参考，也为今后列控设备的研发技术人员提供测速雷达在实际使用中的问题反馈，希望在将来列控技术逐渐成熟的过程中，通过更加优化的技术和算法能够解决测速雷达报警等测速测距问题，为动车组在高铁线路上的安全运行提供更稳定、更优质的控车设备。 参考文献： [1]刘孝凡，肖湘红.高速铁路列控车载设备.中国铁道出版社，2011.4. [2]杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安：电子科技大学出版社， 2004.4. [3]王松涛.多普勒雷达测速原理.物理教学，2015.12. |
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