鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通信故障分析及處理

黃若凡 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京供電段

新時(shí)代，鐵路發(fā)展迅猛。與此同時(shí)，對(duì)鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)這一技術(shù)手段提出了更高、更全面的要求。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在我國的發(fā)展大概可以分為觸點(diǎn)式、布線邏輯式、軟件化三個(gè)階段，從繼電器到晶體管、集成電路再到SCADA系統(tǒng)，三個(gè)階段的每一步突破都很關(guān)鍵。目前的鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)動(dòng)主站、終端、通信通道組成，以實(shí)現(xiàn)遙控、遙調(diào)、遙測、遙信的功能。通過這種實(shí)時(shí)的監(jiān)測，保障鐵路的供電正常。

1 鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

1.1 遠(yuǎn)動(dòng)主站

遠(yuǎn)動(dòng)主站主要負(fù)責(zé)的是遙控與遙調(diào)的產(chǎn)生及遙測與遙信的接收。遠(yuǎn)動(dòng)主站的關(guān)鍵設(shè)備是計(jì)算機(jī)。遠(yuǎn)動(dòng)主站所配置的硬件主要有模擬屏、顯示設(shè)備、處理器等。遠(yuǎn)動(dòng)主站的軟件輔助終端的數(shù)據(jù)遙信，整理各種電流、電壓等數(shù)據(jù)，之后進(jìn)行運(yùn)算，專業(yè)人員再將結(jié)果進(jìn)行執(zhí)行。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展至今，所采用的軟件早已更新為SCADA軟件，除了自身的數(shù)據(jù)收集與記錄之外，還會(huì)將終端的遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的復(fù)核并下達(dá)執(zhí)行指令，對(duì)于故障的發(fā)生也設(shè)置有報(bào)警模式，可以完成基本的逡巡監(jiān)測。

1.2 終端

終端主要負(fù)責(zé)遙控、遙調(diào)的接受與執(zhí)行及遙測、遙信的采集與發(fā)送。終端由RTU、FTU、STU組成。RTU負(fù)責(zé)配電監(jiān)控，完成遙控、遙測、遙信的功能，主要采集并記錄電流、電壓、電功率等數(shù)據(jù)。FTU負(fù)責(zé)開關(guān)監(jiān)控，主要是保證開關(guān)的狀態(tài)，采集遙信量。STU負(fù)責(zé)電源監(jiān)控，完成遙測、遙信、遙控的功能。STU與FTU相互配合，構(gòu)成監(jiān)控的節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)動(dòng)主站。同時(shí)STU負(fù)責(zé)采集并記錄過流、跳閘等瞬間，具有自我檢測功能，可保留故障曲線。

1.3 通信通道

通信通道主要負(fù)責(zé)信息傳輸。通信通道的正常運(yùn)行是鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。終端與遠(yuǎn)動(dòng)主站數(shù)據(jù)的傳輸就是走通信通道。主要經(jīng)過通信通道的數(shù)據(jù)有電壓、電流、電功率，斷路位置及故障記錄。通信通道一般為環(huán)形，可以做到實(shí)時(shí)傳遞。遠(yuǎn)動(dòng)主站經(jīng)通信通道傳輸至終端的數(shù)據(jù)一般為下行數(shù)據(jù)，終端經(jīng)通信通道傳輸至遠(yuǎn)動(dòng)主站的數(shù)據(jù)一般為上行數(shù)據(jù)。而通信通道的存在也是電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)與自動(dòng)化的主要區(qū)別，其劣勢就在于易受干擾，因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)往往要求較高，需借助模擬信號(hào)技術(shù)、加密技術(shù)等，來保證通信通道的穩(wěn)定。除技術(shù)外，還需要在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)按照頻分制或時(shí)分制方法進(jìn)行傳輸，以防干擾。

1.4 功能設(shè)置

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)大致可以分為四個(gè)功能，簡稱"四遙"功能。即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)。遙測量的獲取途徑主要是將收集的被測量轉(zhuǎn)為模擬量，模擬量轉(zhuǎn)為二進(jìn)制，二進(jìn)制數(shù)據(jù)再經(jīng)過調(diào)度轉(zhuǎn)為遙測量；遙信主要是在記錄各個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的運(yùn)行及改變，可以實(shí)時(shí)判斷故障的發(fā)生，及時(shí)分析處理；遙調(diào)主要是將終端接收到的調(diào)整數(shù)據(jù)的指令發(fā)送到遠(yuǎn)動(dòng)主站，遠(yuǎn)動(dòng)主站進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，決定下一步執(zhí)行操作是否需要進(jìn)行；遙控主要是操作，配合遙測與遙信的傳遞性能，復(fù)核指令，再進(jìn)行相關(guān)操作。

2 鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通信故障分析

2.1 遠(yuǎn)動(dòng)主站的故障分析

遠(yuǎn)動(dòng)主站的故障，可以導(dǎo)致遙控的畫面殘缺，使與終端的通信中斷。而造成遠(yuǎn)動(dòng)主站故障的原因，主要包括相關(guān)設(shè)備的老化、溫度高而導(dǎo)致工作中斷；服務(wù)器的內(nèi)存占用過高而導(dǎo)致通信的不同步；驅(qū)動(dòng)與系統(tǒng)的不兼容而導(dǎo)致與終端的設(shè)備不統(tǒng)一等。判斷以及確定哪一步出現(xiàn)故障的方法主要有檢查硬件的運(yùn)行情況以確定是否為設(shè)備老化、溫度過高的故障；檢查服務(wù)器的同步情況以確定是否為內(nèi)存使用問題；檢查主站與終端的IP地址以確定是否為兼容問題。

2.2 終端的故障分析

遠(yuǎn)端的故障，可以導(dǎo)致遙信的失控，主要故障包括電源問題、硬件問題、軟件問題、設(shè)備死機(jī)。造成終端故障的主要原因包括電纜被認(rèn)為破壞、電源短路而導(dǎo)致的電壓失控；設(shè)備的不完善、漏洞而導(dǎo)致的運(yùn)行效果；設(shè)備的老化、溫度高而導(dǎo)致的設(shè)備死機(jī)。判斷以及確定哪一步出現(xiàn)故障的方法主要有通過重啟設(shè)備以確定是否為溫度高的故障；通過替換相關(guān)軟件來確定具體出問題的環(huán)節(jié)。

2.3 通信通道的故障分析

通信通道的故障，可以導(dǎo)致遙信的失控，包括主站接收終端的遙信的失控與終端自身的通信失控。造成通信通道故障的主要包括主站的監(jiān)控畫面表現(xiàn)為非正常狀態(tài)，判斷以及確定此故障的方法為主站的計(jì)算機(jī)設(shè)備顯示網(wǎng)關(guān)關(guān)閉等情況；終端的監(jiān)控畫面表現(xiàn)為非正常狀態(tài)，判斷以及確定此故障的方法為終端的計(jì)算機(jī)設(shè)備上顯示網(wǎng)關(guān)關(guān)閉或者是網(wǎng)絡(luò)連接異常等情況。

3 鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通信故障處理

3.1 遠(yuǎn)動(dòng)主站的故障處理

遠(yuǎn)動(dòng)主站的故障，主要的處理措施包括重啟設(shè)備，重新進(jìn)入工作程序；清除不必要的記錄或內(nèi)容，釋放空間，使服務(wù)器能夠正常運(yùn)行；重新設(shè)置相關(guān)配置；及時(shí)更換相關(guān)硬件。主要的流程為先查看各種設(shè)備的執(zhí)行任務(wù)的狀態(tài)，如果正常，再進(jìn)行下一步排查，即檢查內(nèi)存的使用情況，如果還有較大空間，并沒有占滿或接近飽和，那么就不是遠(yuǎn)動(dòng)主站的故障；反之，則可以確定故障點(diǎn)在遠(yuǎn)動(dòng)主站。之后是設(shè)備的排查，先查看服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)是否關(guān)閉，再查看供電處的通信，若運(yùn)行良好，則可以排除故障是遠(yuǎn)動(dòng)主站造成；反之，可以確定設(shè)備問題。確定具體的故障之后就是按照相對(duì)應(yīng)的重啟、釋放空間等處理措施進(jìn)行維護(hù)。

3.2 終端的故障處理

終端的故障，主要的處理措施包括及時(shí)替換老化的元件或設(shè)備，但是這種方法雖然簡單有效，卻需要花費(fèi)大量的資金，所以并不將它放在首選；另外可以添置一些散熱的設(shè)備以解決溫度高的問題，但是從客觀來講這個(gè)方法也比較花費(fèi)資金，同時(shí)添置的過程較繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此也不作為必要的處理措施；最為常見的處理措施是添置一種智能設(shè)備，以遠(yuǎn)程操控重啟。但是若是串口處或者板件已經(jīng)有所破壞的話，還是需要及時(shí)更換的。主要的流程有先檢查IP地址是否正常，網(wǎng)關(guān)是否關(guān)閉，若正常則說明串口的執(zhí)行沒有問題；反之，則說明串口故障。之后再檢查FTU的通信情況，若正常則表明遙信功能正常，設(shè)備無問題；反之，則可以判斷故障。

3.3 通信通道的故障處理

通信通道的故障，主要的處理措施包括與相關(guān)部門及時(shí)溝通，以便保障供電的配合；另外經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)通過升級(jí)轉(zhuǎn)換器可以穩(wěn)定通信通道的狀態(tài)；還有隔絕感應(yīng)電，也可以避免通信通道受到干擾。主要流程為先檢查遠(yuǎn)動(dòng)主站的設(shè)施與終端的設(shè)施，若正常則說明遠(yuǎn)動(dòng)主站與終端故障的可能性很低，考慮通信通道故障；之后檢查二進(jìn)制等數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)異常則表明通信故障。

3.4 其他方面的處理措施

除了對(duì)鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)本身的故障進(jìn)行分析與處理外，更多的影響這些故障與處理的是外界的因素。若想將故障問題處理好，外界的配合必不可少。主要的措施有相關(guān)部門設(shè)置連續(xù)完整的監(jiān)測部門，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)，相關(guān)數(shù)據(jù)的整理與歸納總結(jié)，定期的檢查等，只有實(shí)時(shí)的完整的監(jiān)控，才能及時(shí)處理故障，無論是電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的哪個(gè)環(huán)節(jié)；專業(yè)人員的培養(yǎng)工作不可懈怠，整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)與檢查，都需要技術(shù)過硬的專業(yè)人員，只有對(duì)鐵路電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)與操作了如指掌，才能迅速找出故障并處理，以保障整個(gè)鐵路的通信正常；設(shè)置定期培訓(xùn)與考核機(jī)制，專業(yè)人員的知識(shí)與技能必須到位；另外就是找出故障的方法，一般情況下多為手動(dòng)操作，效率極低，這一方面的工作需要研發(fā)突破，創(chuàng)新發(fā)展。實(shí)現(xiàn)故障找尋的智能化、多樣化；各個(gè)監(jiān)管部門與負(fù)責(zé)鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的人員需要保持及時(shí)的溝通，在各自的環(huán)節(jié)上把好關(guān)卡，保障故障的及時(shí)處理；故障問題的相關(guān)報(bào)告也要及時(shí)整理。每一項(xiàng)大的、小的故障問題都需要及時(shí)的記錄，包括故障的設(shè)備、處理的措施，之后上報(bào)相關(guān)部門，以便更好地處理故障及推進(jìn)以后的工作。還有一些設(shè)備的問題如果發(fā)現(xiàn)為出廠問題，則需要追責(zé)廠家?？傊?，監(jiān)控與配合不能放松，故障的處理及歸納總結(jié)在記錄后可以提出改進(jìn)的意見，以便完善鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展、變遷，在如今的數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的時(shí)代更是有了創(chuàng)新性的發(fā)展，是保障鐵路系統(tǒng)正常通信及運(yùn)輸?shù)闹匾夹g(shù)手段。因此，鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通信故障的分析及處理極為重要，不僅僅是為了當(dāng)下工作的正常運(yùn)行，更是將這些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)之后，吸取不足，為鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展做出創(chuàng)新與突破。