如何减少CTCS3-300T型列控车载设备BTM常见故障

如何减少CTCS3-300T型列控车载设备BTM常见故障

济南电务段 马雁波 安玉华

摘要：从列控设备系统组成、应答器信息接收、应答器信息接收模块等对常见故障进行分析，结合日常检修作业采取有效措施减少故障的发生。 关键词： CTCS3-300T型列控车载设备 BTM故障 减少

参考文献：中国通号 CTCS3-300T型列控车载设备（ATP）V1.0 2008.12.09

CTCS3-300T列控车载设备根据地面设备提供的行车许可、线路参数，临时限速等信息和动车组参数，按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线，监控列车安全运行。应答器信息的接收将直接影响列控车载设备正常工作，一旦发生故障将严重干扰运输秩序。下面结合列控车载设备组成、应答器信息接收、应答器信息接收模块等对常见故障进行分析，同时介绍为减少故障的发生，日常检修作业中应采取哪些有针对性的措施。

一、CTCS3-300T列控车载设备组成

列控车载设备采用分布式结构。设备包括车载安全计算机单元（VCU）、应答器信息接收模块（BTM+CAU）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMI）、列车接口（TIU）、司法记录单元（JRU）、GSM-R无线通信单元（RTU）、动态监测接口等。

Signaling systemDMI1GSM-RTSGRU/JRUDMI2Local MVB+MVB适配TrainProfiBusATPCUSDPC2CUC2CUSDPATPCUBTMBTMRS422CAUMVBCAURS485GCDSTU-VVDX 2/2VDX 1/2SDU 1SDU 2TCRTCRDPGDPGPUCPUC

图1 CRH3型动车组列控车载设备系统结构图

二、CTCS3-300T列控车载设备应答器信息接收

CTCS3-300T型列控车载设备既包含CTCS-3控制单元，也包括CTCS-2控制单元，二者同时运行。CTCS-3控制单元负责CTCS-3级模式下的核心控制逻辑计算功能；CTCS-2控制单元负责CTCS-2级核心控制逻辑计算功能，但两者共用应答器信息接收模块（BTM+CAU），实际应用过程中应答器（分有源应答器和无源应答器两种）信息接收情况如下：

1、CTCS-3级模式

列控车载设备通过应答器信息接收模块（BTM+CAU）接收应答器信息来获取列车的位置信息。该功能是依据收到应答器的信息并以此为基准点通过测速单元等设备测量列车运行距离来获得列车位置，并定期向RBC报告列车位置。

2、CTCS-2级模式

应答器信息接收模块（BTM+CAU）接收无源应答器的列车定位信息和一定范围内的线路参数以及有源应答器的进路线路参数信息和临时限速信息。轨道电路信息读取模块具有接收多个载频的功能，并从中解调出低频信息。

在CTCS-3级设备控车时，CTCS-2设备仍正常接收轨道电路信息和应答器信息，并根据接收到的地面信息计算限速曲线，根据列车实际运行速度和限速曲线进行比较，但计算和比较结果不作为控制列车的依据和不传送DMI显示，仅作为CTCS-3控制单元的备用，在CTCS-3转换到CTCS-2时能马上投入控车和送DMI显示。

三、应答器信息接收模块（BTM+CAU）

列控车载设备的应答器信息接收模块由应答器传输模块（BTM）和紧凑型天线装置（CAU）组成，其功能是接收应答器信息并将其信息转发给ATPCU、C2CU处理。每套列控车载设备含两个BTM和两个CAU。两个BTM均安装在车内（机柜旁），两个CAU天线则安装在车底（车头）。

1、应答器传输模块（BTM）

– BTM单元实现对应答器信息的接收，并将接收到的1023位应答器报文进行校验解码，转换为830位的信息报文发送给主机单元 。

– 工作方式电磁感应式信号调制方式FSK接收频率载波频率 4.234 MHz+/-200kHz

– 移频 282.24 kHz 速率564.48 kbps

– 功率载频27.095 MHz+/-5kHz 图2 应答器传输模块（BTM） 2、紧凑型天线装置（CAU ） – 工作方式电磁感应式信号调制方式FSK

接收频率载波频率 4.234

MHz+/-200kHz

– 移频 282.24 kHz 速率564.48 kbps

– 功率载频27.095 MHz+/-5kHz 图3 紧凑型天线装置（CAU ） 四、BTM常见故障分析

因CTCS3-300T列控车载设备无论工作在CTCS-3级模式还是CTCS-2级模式均需正确接收应答器信息，作为列控车载设备接收应答器信息的功能模块，当BTM故障时将导致地面应答器信息接收异常，或者导致车载设备无法正常工作。

BTM故障主要是由于BTM相关的部件发生故障导致DMI显示BTM的故障。在日常的检测维修过程中发生BTM故障的情况较多，但常见的主要有两种，一是BSA永久性错误，出现该故障时DMI报“DMI与主机通信中断”和“BTM故障”；二是端口失效，发生该故障时列控车载设备通常是无法正常启动。结合列控车载设备组成及应答器信息接收原理，常见故障的原因分析主要集中以下几个方面：

1、硬件故障

因为应答器信息接收及传输由BTM、CAU和D电缆三部分组成，因此当BTM、CAU和D电缆出现硬件故障时，将有可能发生BSA永久性错误或端口失效故障。

2、CAU防水效果不好

因CAU位于车头的车下，当雨天地面积水及冬天地面积雪时，动车组运行过程中积雪和积水很容易进入到CAU和D电缆接口处，导致线路内部接触不良或者是短路，有可能发生BSA永久性错误或端口失效故障。

3、线路接触不良

BTM之间的通信以及BTM与VCU模块之间的通信线接插件接触不良时，将导

致模块与单元之间通信故障，也有可能发生BSA永久性错误或端口失效故障。

五、常见故障的处理及预防措施

针对上述导致列控车载设备BTM常见故障原因，为减少BSA永久性错误和端口失效两种常见故障，应及时采取以下措施及时处理或消除故障隐患。

1、对CAU设备进行防水处理。即使用热缩管及防水胶对D电缆及CAU接口进行处理，杜绝接口进水发生故障。

2、加强BTM相关接线的日常检查。日常检修作业过程中应加强BTM通信线、D电缆、CAU接地线的检查，发现线路接触不良、线路破损、固定不良和有进水痕迹时应及时进行整修，消除故障隐患。

3、加强LOG数据分析。端口失效故障一般将导致列控车载设备无法正常启动，之后多次重新启动均良好，因此这种情况往往容易被忽视。当出现这种情况时应及时下载ATPCU和C2CU模块的LOG数据进行分析，如数据记录中含有“Balise Port2_invalid

”

（端口2失效）内容，

应及时对BTM和CAU 设备及相关线路进行

检查，消除隐患。 图4 端口失效故障LOG数据

4、加强日常有电动态测试。列控车载设备DMI报“DMI与主机通信中断” 故障的原因是多方面的，当有电动态测试发生这种故障时，也应及时下载ATPCU和C2CU模块的LOG数据进行分析，如数据记录中含有“BSA permanent error”（BSA永久性错误） 内容，应及时对BTM和CAU设备及相关线路进行

检查，并校验BTM程序。 图5 BSA永久性错误LOG数据

4、BTM程序校验。BTM程序校验是对设备硬件、软件参数及连接电缆状态进行全面性能检测，只有通过了BTM程序校验时，才能够确定BTM和CAU设备及相关连线性能良好。BTM和CAU设备及相关连线经静态外观检查和列控车载设备自身测试良好后，并不能完全消除故障隐患，为此需进一步进行BTM程序校验。为完全消除故障或故障隐患，发生BSA永久性错误时应及时校验BTM程序；多次发生端口失效，检查相关线路良好后，也应及时校验BTM程序。

六、小结

综上分析，上述采取的措施虽不能全部消除BTM故障，但对常见的BSA永久性错误及端口失效故障还是比较有效的，经上述处理后能够减少故障隐患，避免列控车载设备途中BTM故障，影响运输安全。

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