维修交流DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2019.Z1.030ZPW-2000A轨道电路与列控中心通信故障分析谢伟金(中国铁路广州局集团有限公司惠州电务段，广东惠州 516000)摘要：ZPW-2000A轨道电路及列控中心是信号系统中的核心安全设备，已经在国内高速铁路中广泛应用，详细阐述客专ZPW-2000A轨道电路与列控中心通信的结构原理，分析出现通信故障后的现像及原因，并总结处理方法，望起到快速诊断并处理此类故障，减少对铁路运输影响的目的。关键词：ZPW-2000A轨道电路；列控中心；通信故障；快速处理Abstract: ZPW-2000A track circuit and train control center are the core safety equipment in the signal system. It has been widely used in domestic high-speed railway.This paper describes in detail the structural principle of communication between ZPW-2000A track circuit and train control center, analyzes the situation and causes of communication fault, and summarizes the treatment methods, in order to help the fi eld rapid diagnosis and treatment of equipment fault, reduce the impact on railway transportation.Keywords: ZPW-2000A track circuit; train control center; communication failure; rapid processing1 概述客专ZPW-2000A轨道电路是在既有ZPW-2000A无绝缘轨道电路的基础上，针对高速铁路进行的适应性改进。它延续了既有ZPW-2000A轨道电路稳定、可靠的特点，但增加通信接口单元，实现与列控中心的通信。列控中心直接编码，替代原来的继电器编码方式，信息处理更加快速准确，适用于高速铁路列控系统。本文就客专ZPW-2000A轨道电路与列控系统设备在运用过程出现通信故障后的现象及原因进行归纳和分析。CANE总线)，并把轨道占用及空闲信息发给列控中心，将接收器和发送器监测信息 (CANC总线) 转发给轨道电路监测维护终端。当出现客专ZPW-2000A型轨道电路与列控系统通信故障会造成多个轨道区段或上、下行同时出现轨道故障的情况，影响范围较大，同时现场设备故障处理人员对CAN通信知识掌握不足，往往会造成较长时间的故障延时，对铁路运营秩序造成严重影响。例如2013年8月7日某中继站12遭受雷击后，列控系统与轨道电路CAN通信故障，造成上、下行共12个区段红光带如图1所示，监测设备报警CAN总线通信异常如图2所示，故障处理时间近4 h。2 客专ZPW－2000A与列控系统通信故障的影响列控系统通过通信接口单元组匣内的通信接口板，将列控中心 (CANA、CANB总线) 发出的低频、载频编码信息转发给接收器和发送器(CAND、3 轨道电路与列控中心通信的系统结构及功能原理3.1 系统结构1）列控中心通过轨道电路通信接口单元组匣内106铁路通信信号工程技术(RSCE) 2019年9月 （2019）京新出刊增准字第（259）号Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.维修交流的发送器与接收器，即每组通信接口板可控制一个移频柜，共10个轨道电路区段。3）CANA、CANB用于通信接口单元和列控主机的通信；CANC用于通信接口单元和列控监测维护机的通信；CAND、CANE用于通信接口板和图1 轨道电路红光带故障平面图移频柜的轨道电路设备通信，包括发送盒、接收盒，如图3所示。3.2 功能原理1）列控中心通过智能I/0层，对现场轨道电路状态信息进行采集，CPU运算后对照存储的移频发码逻辑条件，通过轨道电路通信板（CANA、图2 CAN通信异常报警信息图CANB总线）发送低频、载频编码信息给通信接口单元的通信接口板（CI-TC），通信接口板通过（CAND、CANE总线）将编码信息传输给发送器和接收器，同时把轨道占用及空闲信息发给列控中心，并将接收器和发送器监测信息（CANC总线）转发给监测维护终端，如图4所示。2）移频柜中的发送器、接收器负责与现场轨道电路的信息发送与接收。通信接口板通过CAND、CANE向移频柜发送轨道电路编码信息和移频柜同的CI-TC通信板与轨道电路通信单元进行通信，列控中心主机A机提供的两根CAN总线通过航插接入通信接口单元组匣的CANAB1接口，列控中心主机B机提供的两根CAN总线通过航插接入通信接口单元组匣的CANAB2接口。2）通信接口单元里共有12块CI-TC通信板，其中每两块为一对，6组互为主备，最多可与6个移频柜连接。每个移频柜最多可放置10个轨道区段CANACANB列控中心与轨道电路CAN通信接口模块1系2系CANACANBCIU轨道电路通信接口CAN11CANAB2CAN9CAN7CAN5CAN3CAN1DYCANAB1CANC2CAN12CAN10CAN8CAN6CAN4CAN2CANC1CANE图示说明：CCCAAANNNDED移频柜6CANECCCAAANNNDED移频柜5CANECCCAAANNNDED移频柜4CANECCCAAANNNDED移频柜3CANECCCAAANNNDED移频柜2CANECCCAAANNNDED移频柜1CANE双绞屏蔽线CANA双绞屏蔽线CAND双绞屏蔽线CANB双绞屏蔽线图3 通信接口单元移频柜及列控中心结构图谢伟金：ZPW-2000A轨道电路与列控中心通信故障分析107Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.维修交流列控中心主机列控中心A机CANACANBCANACANBCANC通信接口板1CAND1主发送器和1/3/5/7/9接收器的CANDCANE1备发送器和2/4/6/8/10接收器的CANE通信接口板2CAND2备发送器和2/4/6/8/10接收器的CANDCANE2主发送器和1/3/5/7/9接收器的CANE…ZPW-2000A移频柜10通信接口板11通信接口板12列控中心B机CANACANB监测维护终端CANCCANDCANECANDCANEZPW-2000A移频柜1图4 CAN通信线接线图步帧，同时接收移频柜回传的轨道电路监测信息和状态信息。列控中心、轨道电路通信接口板、移频柜都采用双CPU设计，CPU1与CPU2完全冗余设计，通信完全独立。 双通信接口板热备冗余工作，通信接口板l的CANDl与一个移频柜中的主发送器和1、3、5、7、9接收器CAND进行通信，9BFSCANEHCANEL10BFSCANEHCANEL7BFSCANEHCANEL8BFSCANEHCANEL5BFSCANEHCANEL6BFSCANEHCANEL6JSCANEHCANEL3BFSCANEHCANEL4BFSCANEHCANEL4JSCANEHCANEL1BFSCANEHCANEL2BFSCANEHCANELCANEl与一个移频柜中的备发送器和2、4、6、8、10接收器CANE进行通信；通信接口板2的CAND2与一个移频柜中的备发送器和2、4、6、8、10接收器CAND进行通信，CANE2与一个移频柜中的主发送器和1、3、5、7、9接收器CANE进行通信，如图5所示。9ZFSCANDHCANDL9JSCANDHCANDL7ZFSCANDHCANDL7JSCANDHCANDL5ZFSCANDHCANDL5JSCANDHCANDL6ZFSCANDHCANDL3ZFSCANDHCANDL3JSCANDHCANDL4ZFSCANDHCANDL1ZFSCANDHCANDL1JSCANDHCANDL2ZFSCANDHCANDLCANDLCANDH0201白红自接口板11BFSCANDHCANDL2BFSCANDHCANDL2JSCANDHCANDLCANDLCANDH0201白红自接口板210JS8JSCANEHCANEHCANELCANEL白红R42JS10ZFS8ZFSCANEHCANDHCANDHCANELCANDLCANDLCANELCANEH白R1红0403白红自接口板11ZFSCANEHCANEL1JSCANEHCANEL2ZFSCANEHCANEL9BFSCANDHCANDL10BFSCANDHCANDL7BFSCANDHCANDL8BFSCANDHCANDL9ZFSCANEHCANEL9JSCANEHCANEL7ZFSCANEHCANEL7JSCANEHCANEL5ZFSCANEHCANEL5JSCANEHCANEL6ZFSCANEHCANEL3ZFSCANEHCANEL3JSCANEHCANEL4ZFSCANEHCANEL5BFSCANDHCANDL6BFSCANDHCANDL6JSCANDHCANDL3BFSCANDHCANDL4BFSCANDHCANDL4JSCANDHCANDL10ZFS8ZFSCANEHCANEHCANELCANEL白红R210JS8JSCANDHCANDHCANDLCANDL红白CANELCANEHR30403白红自接口板2图5 移频柜内部CAN通信线连接图108铁路通信信号工程技术(RSCE) 2019年9月Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.维修交流3）移频柜内发送、接收设备通过CAND、CANE总线将信息上传至通信接口单元的通信接口板，通信接口板将收到的CAND、CANE信息直接转发给列控中心，列控中心双系通过CAN总线向通信接口板下发区段编码信息、方向信息，并通过PIO采集轨道电路GJ的状态，同时接收CANA、CANB数据，并将数据作逻辑运算，得出区段状态，用于判断轨道状态，如图6所示。继电接点采集2）列控中心接收通信信息及利用P10采集GJ接点，两个通道均判空闲时，方判空闲P10采集控中心双系通过CANA、CANB总线连接，均达到冗余通信功能。单一CAN总线故障时，并不影响列控中心对轨道电路状态的判断，只会产生相应的报警信息。同时，只有在列控中心双系故障或CANA、CANB总线故障时才会造成红光带的故障，并且会造成管辖范围内所有轨道区段出现红光带故障。2）CANA、CANB通信故障处理方法检通信接口单元与列控中心对应的查CANA、CANB通信线缆是否完好、列控中心的工作通信上传列控中心CANACANB通信盘CANCCANDCANE轨道电路接收器状态是否正常，通信接口单元工作是否正常。4.2 CANA、CANB通信故障1）CAND、CANE通信故障分析1）轨道电路接收器通过驱动继电器和通信总线输出状态信息列控中心维护机轨道电路维护机以太网根据CAN通信线接线图，通信接口单元与轨道电路移频柜的设备通过CAND、CADNE总线连接，通信总线、通信接口板以及轨道电路设备均具备冗余通信功能。单一CAN总线、通信3）列控中心得到的信息上传列控中心维护机4）轨道电路通信信息通过通信盘CANC接口转发至轨道电路维护机集中监测5）轨道维护机通过以太网上传集中监测图6 列控系统与轨道电路设备信息走向示意图a.当接收器通信功能故障无法正常上传通信数据帧信息而轨道继电器正常吸起时，列控中心判定为通信故障，判定相应区段轨道状态为占用。b.当接收器通信功能正常而轨道继电器由于断线等原因落下时，列控中心PIO采集轨道继电器为落下，判定相应区段轨道状态为占用。接口板故障时，并不影响列控中心对轨道电路状态的判断，只会产生相应的报警信息。当发生红光带故障时，应确认是大面积故障还是单一的轨道区段故障，并首先应查看轨道电路自身工作状态是否正常，GJ是否吸起、PIO采集是否正确。2）CAND、CANE通信故障处理方法检查通信接口板与移频柜对应的CAN通信线缆是否完好及通信接口板的工作状态是否正常，检查轨道电路发送盒、接收盒是否正常工作。当单一区段通信故障或红光带时，应首先考虑轨道电路本身的设备及PIO采集问题；当本移频柜多个区段红光带故障时，应考虑CAN通信线、通信接口板故障以及本架移频柜某个设备存在CAN短路的可能。3）通信接口板故障判断方法通信接口板故障判断方法如图7所示。4 故障分析及处理方法当轨道区段发生设备故障时，首先应根据轨道电路自身工作状态、与列控中心通信状态及列控中心对轨道电路采集状态，判断是通信通道的故障、列控中心自身故障、还是轨道电路自身故障。4.1 CANA、CANB通信故障1）CANA、CANB通信故障分析根据CAN通信线接线图，通信接口单元与列谢伟金：ZPW-2000A轨道电路与列控中心通信故障分析109Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.维修交流归纳发生通信故障后的各种现像及对应处理方法，提高故障分析处理的效率和准确度，减少对铁路运输的影响，目前在惠州电段管内的高铁线路实践运用中效果显著。参考文献[1]北京全路通信信号研究设计院.客专ZPW-2000A轨道电路[Z].2009.[2]丁福顺.高铁ZPW-2000K型轨道电路通信单元的原理分图7 通信接口板故障指示灯对应图析[J].铁道通信信号，2013.[3]国家铁路局.列控中心技术条件[M].北京：中国铁道出版社，2016.[4]铁总运[2015]75号文 高铁列控中心接口暂行技术规范》的通知[S].[5]中国铁路总公司.ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统[M].北京：中国铁道出版社，2013.5 结束语上述内容，是笔者对客专ZPW-2000A轨道电路与列控中心通信架构的分析和总结，可帮助高铁设备维护人员更好地掌握其通信原理和技术特点，***********************************************（上接99页）中国铁道出版社，2014.[3]铁总运[2015]75号文《高铁列控中心接口暂行技术规范》的通知[S].[4]费锡康.无绝缘轨道电路原理及分析[M].北京：中国铁道出版社, 2010.[5]冯琳玲,刘湘国.高速铁路轨道电路[M].北京：参考文献中国铁道出版社，2011.[6]林瑜筠.区间信号自动控制[M].北京：中国铁道出版社，2013.4 结论某站发生的工程车“飞车”的现象为客专移频柜机柜配线错误导致。[1]铁运[2008]142 铁路信号维护规则技术标准[S].北京：中国铁道出版社.[2]董昱.区间信号与列车运行控制系统[M].北京：110铁路通信信号工程技术(RSCE) 2019年9月Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.