杨咪，任青青

（陕西城际铁路有限公司，陕西 西安 710018）

0 引 言

英国在1860年建成并应用人类历史上第一条地下轨道交通，城市轨道交通在当时整体发展速度较慢，直至1950年左右，随着城市人口增长，城市轨道交通行业迅猛发展，迈进了一个崭新的年代。由于特殊的历史原因，相较于一些发达国家和先发的发展中国家而言，我国在城市轨道交通起步晚、技术差、观念旧，特别是对于通信系统而言，起初只要求其满足地铁建设的基本功能，一直到20世纪末，我国通过长期的实践和探索才形成了一套综合的轨道交通通信系统，轨道交通通信系统才实现基本的功能齐全，也形成了未来发展的结构性框架。

我国的城市轨道交通通信技术的发展最早在北京，北京地铁的一期工程用时总共11年，完成了54 km的里程。起初在城市规划中，轨道交通在提供公共出行功能以外，缺少更多地功能定位，以至于在轨道交通信息系统的建设中也只聚焦于如何提供安全可靠的运营服务。但是随着城市发展需求的多元化增长，随着计算机技术及网络信息技术的不断发展，轨道交通通信系统在满足地铁运营基本业务的基础上也增加了很多其他功能，在通信系统上个有针对性地创新和多元化利用。

1 专用通信系统故障分析与处理

1.1 专用通信系统组成

地铁通信系统一般包括民用通信系统（运营商）、公安通信系统和专用通信系统。本文中专用通信系统是指支撑地铁内部运营的通信设备集合总称，在正常情况下保证列车安全高效运营、为乘客提供高质量的出行服务；异常情况下能迅速转变为供防灾救援和事故处理的指挥通信系统；在此线路中包含12个子系统，分别为视频监控系统（CCTV）、专用无线系统（800M）、乘客信息系统（PIS）、车地无线通信系统（LTE）、传输系统、公专电话系统（公务电话和专用电话）、广播系统、安防系统、集中告警系统、电源系统（UPS）、时钟系统。

1.2 系统故障分析与措施

按照对于列车运行有无直接影响进行分类，可将系统分为两类：

（1）直接影响行车的：传输系统、车地无线通信系统（LTE）、专用无线系统（800M）

（2）非直接影响行车的：视频监控系统（CCTV）、公专电话系统（公务电话和专用电话）、广播系统、安防系统、集中告警系统、电源系统（UPS）、时钟系统。

此线路专用通信系统各子系统累计发生故障83次，其中非专业故障1次，各系统发生故障频次及原因分布具体情况如表1和图1、图2所示，系统内部故障原因分类占比如图3所示。

图1 各系统发生频次及原因分布

图2 各系统发生故障频次占比情况

图3 各系统故障原因分布占比情况

表1 各系统发生频次及原因分布

通过总结分析可得出，在满足物理环境、防雷、接地等条件基础上，设备受外界作用力影响较小，故障发生原因主要集中在内部软件运行参数错误，硬件接触不良、损坏等和与外系统接口数据传输错误方面，终端设备使用频次较高的系统故障频次较高。

CCTV系统设备故障部位主要为车载终端设备，表现在司机室触摸屏卡屏，车载、地面监控终端灰显、花屏，画面显示错误、黑屏等；原因有软件卡滞、参数配置错误，硬件接口接触不良、线缆松动、板卡电压不足、板卡故障等。

专用无线系统设备故障部位主要为车载终端设备，表现在司机无法用车载台与行调呼叫、呼叫显示错误、车次显示不正确等；原因主要为车载台控制盒故障、主机模块故障、控制中心核心网设备硬盘故障等。

PIS系统故障部位主要为车载与车站终端设备，表现在LCD屏卡顿、花屏、黑屏、红屏、显示错误等，原因主要为硬件卡顿、线缆松动、软件卡顿等。

LTE系统设备故障现象表现为列车紧制、站台门与车门不联动、单网故障等，主要原因为板卡故障、RRU链路故障、交换机线缆故障、核心网交换机故障等。

传输系统设备故障现象表现为单站通信中断、主环网通道告警、列车紧制降级、主控备板异常，主要原因为硬件风扇过热、线缆松动、板卡故障等。

2 典型故障案例分析

2.1 传输系统板卡故障

2.1.1 故障现象

某时间传输系统中心监测系统显示传输设备时钟交叉单板产生告警，告警名称“显示时钟源丢失”，查看设备室传输设备板卡灯位，发现时钟交叉单板PSXCS告警指示灯SYNC、ALMC灯位均显红（正常应为绿色）；随后运营列车产生紧制降级。

2.1.2 处置过程

对监测系统故障日志信息进行下载，查询历史告警分析，发现本线路传输系统配置的9号交叉板件和四块ETMC分组接口板上报BD_STATUS告警（即板状态错误。单板产生该告警是单板硬复位或者板离线了，业务单板产生该告警，业务会中断），分析业务中断时间与ETMC单板复位时间相符，可以确认ETMC单板复位引起业务中断。告警信息界面如图4、图5所示。

图4 故障告警信息界面

图5 设备板卡连接示意图

2.1.3 故障原因分析

XCS为统一交叉时钟板，在传输系统中提供业务调度、时钟输入输出等功能，交叉时钟板向系统中其他单板提供定时信息，并完成各线路板及各支路板间业务调度；EG8和ETMC为连接分组业务板卡，传送所需系统数据。系统设计具有设备级保护功能，10板与9板为1+1备用，9板为主用板卡。

经对板卡黑匣子底层数据进行分析，故障原因为：检测到时钟芯片异常并触发硬复位，说明9号单板时钟芯片当时出现了故障，主板时钟源供给出现问题，倒切到备用10板卡，10板卡变为主用板卡，EG8板卡只选择主用时钟源供给ETMC板卡，ETMC板卡在检测到系统时钟由坏变好，需要硬复位自愈，硬复位期间单板业务中断，导致挂接在该板卡上的业务数据异常，重点造成承载车地无线通信系统业务中断1分钟，列车紧制降级。

2.1.4 处置结果

9号交叉板时钟芯片故障引起ETMC接口板异常复位，导致经过ETMC单板业务中断；对板卡进行更换。

2.2 乘客信息系统（PIS）与综合监控系统（ISCS）接口应急功能联动失败

2.2.1 故障现象

某时间运营时段结束后，在某站开展模拟消防火灾场景演练，出现该站站台、站厅PIS与ISCS未实现联动，站台LCD屏幕未及时播放火灾应急逃生信息的问题。

2.2.2 处置过程

此问题涉及PIS系统与ISCS系统两个专业相互数据传输，检查硬件设备正常，故对日志信息下载进行分析。如图6所示，PIS系统与ISCS系统以网线接口联通，按照接口协议标定内容规定，ISCS系统的FEP（前端处理器）配置为主机，PIS系统的通信设备配置为从机。

图6 系统接口连接示意图

因设备主从设置原因，PIS为数据被动接收方，排查PIS日志信息发现，PIS端已接收到ISCS发送信息，故确定故障发生在ISCS侧；

进行现场测试，对报文信息进行下载分析，报文格式组成为标准 MODBUS TCPIP协议，对多次测试数据进行比对发现，原协议中按照6个二进制字符串控制一个站区域，该站定义顺序为9，因后期线路延长，站个数增加，依然按照此定义顺序造成指令数据未下发至正确区域。

2.2.3 故障原因分析

未考虑延长线路数据加入既有线路的整体布局造成。

2.2.4 处置结果

对底层逻辑协议数据规定进行修改完善。

3 结 论

即便城市轨道交通的通信系统应具有极高的可靠性；但在实际运营中发现，随着技术发展更新，结构多元变化，通信系统设备功能越来越完善，组成架构越来越复杂，引入更多的故障现象，进而出现各类多样化的问题。

加强设备维护和管理，对故障进行分析总结，有助于运营人员积累技术经验，提出解决办法，关注重点频发部位，在处理问题中强化技术水平，为中修、大修做好准备；另一方面对于设备生产商而言，有助于进一步验证设备功能，优化设备质量，促进设备更新改造；要加强与国外先进技术的合作，一方面积极引进国外的先进技术，一方面要加强自身对先进技术的研发与利用，将城市轨道交通系统中的故障发生的可能性降到最低，更好地为乘客服务。

轨道交通运输聚焦城市发展，以“人”为中心，逐步从“硬”服务向“软”服务转变，不断追求高质量服务，便捷舒适乘车体验，以满足乘客需求及内部运营需求为导向，面对新技术，把握新机遇，直面新挑战，引用新的技术手段，解决存在问题，顺应时代与科学技术发展，在可靠运营的基础上，打造智慧化、人性化通信系统。