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1、2 0 1 5 年 4月 第 5 1 卷第 4期 铁 道 通 信 信 号 RAI LWAY S I GNALLI NG COMMUNI CAT1 0N Ap r i l 2 0 1 5 Vo 1 5 1 No 4 郑西高铁 C T C S 一 3级通信超时典型障碍分析处理 冯广伟 摘 要 C T CS 一 3级列车控制系统是指挥列车运行 保证行车安全 提 高运输效率 实现 列车运 行控制现代化 的重要技 术装备 针对郑西 高铁 洛阳南至渑池 南间发 生的 G S M R基 站环 回造成 O T C S 3通信超 时典型障碍进行分析 总结处理方法 关键词 C T C S 3级列车控制 系统 通信
2、超时 分析处理 Ab s t r a c t CTCS 3 Tr a i n Co n t r o l S y s t e m i s o n e o f t h e c r i t i c a l t e c h n i c a l e q u i p me n t f o r t h e mo d e r n i z a t i o n o f t r a i n c o n t r o l wh i c h c a n e n s u r e t h e s a f e t y o f t r a i n a n d i mp r o v e t h e e f f i c i e n
3、c y o f t r a n s p o r t a t i o n Ho we v e r c o mmu n i c a t i o n d e l a y p r o b l e ms a p p e a r f r e q u e n t l y s i n c e t h e o p e n i n g o f Z h e n g z h o u Xi a n h i g h s p e e d r a i l wa y Th i s p a p e r a n a l y s e s t h e t y p i c a l f a i l u r e s o f c o mmu
4、n i c a t i o n d e l a y c a u s e d b y GS M R b a s e s t a t i o n l o o p b a c k wh i c h o c c u r r e d ma n y t i me s b e t we e n Lu o y a n g S o u t h r a i l wa y s t a t i o n a n d M i a n c h i S o u t h r a i l wa y s t a t i o n Ke y wo r d s CTCS 3 Tr a i n Co n t r o l S y s t e
5、 m Co mmu n i c a t i o n t i me o u t An a l y s i s P r o c e s s i n g D OI 1 0 1 3 8 7 9 j i s s n l 0 0 0 7 4 5 8 2 0 1 5 0 4 1 5 0 2 2 郑西高铁 自开通运营 以来 多次出现 C 3 列控 系统与 G S M R系统无线通信连接超时障碍 据统 计 2 0 1 4年 5月 9月 郑西高铁郑州局管 内共发生 通信超时障碍8 5 件 其中涉及 G S M R基站环回 1 9 件 为此 针对郑西高铁洛阳南至渑池南间发生的 GS M R基站环 回造成 C T C
6、 S 3通信超时典型 障碍 进行分析 总结处理方法 1 障碍情况 郑西高铁 GS M R无线基站子系统采用单 网交 织冗余覆盖方案 当某一个基站出现故障时 相邻 2 个小区的覆盖电平仍然能够达到系统规定 的性能 要求 不影响 C 3业务使用 下面对一起基站环 回 造成通信超时的典型案例进行分析 2 0 1 4年 9月 1 3日 在 L YN MC N0 7 基站出现 了 C 3通信超时障碍 利用 GS M R网络接 口监测 从 P R I 接 口采集 3 0 0 T车载 AT P和 R B C之问的列 控数据 得到图 1 所示的时序 图 从 图 1可以看出 1 9 5 7 O 5 前 AT P
7、与 R B C 之间信息交互正 常 1 9 5 7 0 6 ATP向 R B C发 冯广伟 郑州铁 路局电务处工 程师4 5 0 0 5 2 郑州 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 1 4 ATP 侧 RB C侧 图 1 车载 AT P和 RB C之 间的列控数据 时序 图 送了帧拒绝 F R MR 导致 RB C拆除链路 根据 HDL C层 协 议 规 范 HDL C协 议 中有 4种情况会发送 F RMR 收到未定义的或不能实 现的命令或响应帧控制字段 收到信息字段超过 设定的最大长度 I帧 收到无效 N R 无效 N R 定义为其所指的 工帧前面 已经发送和确认 或其所指的 I帧尚未发
8、送且不是等待发送的按顺序 的下一个 工帧 收到不允许信息字段 但却包含 信息字段的帧 F RMR的原始码为 O 3 8 7 4 4 9 4 4 8 9 5 0 8 6 5 6 6 对此原始数据进行解 析 可以得 到表 1所示 结果 一 7 7 铁道通信信号2 0 1 5 年第 5 l 卷第 4期 表 1 F R MR的详细解 码 B I TMAS K I D Na me v a l u e C o mme n t H D L C 数据链路层 R e j e c t f r a m e 0 0 0 0 0 0 1 1 Ad d r e s s 1 0 0 0 1 1 1 Fr a me Typ
9、e 一一一 O 一一一 F Bi t F R MR信息域 1 1 6 被拒绝 帧的控制字段 F r a me Ty pe N S P Bi t N R F R MR信息域 1 7 4 0 S p a r e 1 1 一 报 告 i a 拒绝 Nt 状 S 态 的 D c E D T E L 1 C o m ma n d R e s p o n s e 0 0 一 町 E 一一一一一一一 O W b i t 一一一 一一 0一 X b i t 一 一一一 一一 Y b i t 一一一一 1 一一 Z b i t o o o o S p a r e B2 F S 0 I n f o r ma t
10、i o n f r a me 3 4 0 7 4 3 6 被拒绝的帧是响应帧 7 4 O 0 0 b i t l 1 6 送回的控制字段包 括了无效的 N R O 2 6 5 6 6 从解析结果可知 ATP发送 F R MR的原 因是 收到了一条无效的 I帧 S 3 4 R 7 4 通常车 载 ATP设备应 该拒绝 的是 RB C发送 的 工帧 而 R B C发送的上一个 工帧 S 7 3 R3 3 与车载 AT P设备拒绝的 I帧 帧号差别较 大 反而与 自己发送 的 I帧 S 3 3 R 7 4 帧号接 近 而 且根据 F RMR S 3 6 R 7 4 的帧号判断车载 AT P设 备 应
11、 该 发 送 过 被 拒 绝 的 工帧 S 3 4 R7 4 由此推断车载 AT P设备接收到 了自己发送 的 I帧 发送了 F RMR 同时 在该时间段内 Ab i s 接 口监测数据显示 通信超时障碍期 间 车载 AT P设 备电台模块未发 生小区切换 其接收电平 接收质量信号均 良好 说 明通信超时障碍不是因小区切换 接收电平 接 收质量原 因造成 由于在 P RI 接 口未看到被车载 AT P设备拒绝的 工帧 分析通信超时障碍点应在 G S M R网络 信号空 中传播或 车载 AT P设 备范 围 内 一 7 8 2 障碍分析 统计该区间每次发生的同类 通 信 超 时 障 碍 障 碍
12、发 生 时 L YN MC N0 7基站 均 处 于 闭 锁 状 态 且 I YN MC N0 7基 站 是 该基站环的环头 在该基站环内 的 L YN MC N0 1 0 3 0 5基 站 也发生过通信超时障碍 所 以通 信 超 时 障 碍 可 能 是L YN MC N0 7基站闭锁导致 为此 增加监测手段复现通 信超时障碍 进一步查找通信超 时障碍位置 在 L YN MC N0 1 O 3 O 5基站 与天馈系统 间安 装 空 中接 口 Ur n 监测设备 监 测基站 Urn接 口数据 在 L YN MC N0 7基站 的两侧设置信令分 析仪 对 C 3列控业务数据 进行 跟踪监测 各点监
13、测示意图如图 2所示 监测设备及仪表安装 设置 完 毕 后 继 续 闭 锁L YN 图 2 基站环回障碍监测方案 MC N0 7基站 对 L Y N MC N 0 1 0 3 0 5 基站 Um接 口监测 的数据 和信令分 析仪监测 的 L YN MC N0 7 基站数 据 进 行分 析 将通 信 超 时 障碍 情 况进 行 复现 首先 在 Um接 口发现车载 ATP设备发送给 RB C的上行数据在基站 的下行 方 向被环 回 确定 是 GS M R网络设备的问题 然后 对 比信令分析 仪监测 的 L YN MC N0 7数据 发 现 L YN MC N0 7 q m a R M A限 0 3
14、 O O O O O 一 一 1 1 O O O 1 O O 1 O O 1 R AI L WAY S I GNAL L I NG C OMMUNI C A TI ON Vo 1 5 1 No 4 2 0 1 5 基站的 B端没有车载 A TP设备发送的数据 而 A 端看到 了上 下行 均有 车 载 ATP设备 发送 的数 据 且与 Um 接 口上被 环 回的数据一 致 说 明车 载 AT P设备发送的数据包在 L YN MC N0 7基站被 环 回 当 动 车 组 列 车 的 AP T 设 备 在 L Y N MC NO 1 O 3 0 5 0 7 基站下运行 且与地面 RB C 交互 C
15、3列控业务数据时 由于 L YN MC NO 7基站 闭锁问题 均造成通信超时障碍 基站闭锁原理分析 L YN MC N0 7基 站的闭锁 方式是通过网管操作闭锁基站控制单元 L o c k B T S S i t e Ma n a g e r 进行该 闭锁方式操 作后 B S C会 中 断至该基站 L AP D资源的管理 但基站 自身并不知 道被 闭锁 仍 要 继 续 检 测 L AP D 资 源 并 启 动对 P C M 电路 的扫描 每 隔 1 5 mi n该 基站切换 主备控 制模块 I C M 此时车载 AT P设备发送至 R B C的 数据包被环回 每隔 3 0 mi n该基站主备
16、控制模块复 位重启 此时会 中断与传输设备的连接 传输设备约 每 3 0 mi n在基站的 2个 P C M 端 口都 出现短暂 约 5 s 的 L O s 信号 丢失 告 警 传输设备告警信 息时 间与基站闭锁时间吻合 基站的内部处理机制 导 致车载 ATP设备发送至 R B C的上行数据包 又被 环 回至本车载 ATP设备 导致车载数据逻辑错误 或直接拆线 造成通信超时障碍 障碍定位后 维护人员将 L YN MC N 0 7基站 解锁 基站环 回问题造成通信超时障碍未再发生 3 总结 分析 C 3通信超时疑难障碍时 在 P R I 接 口监 测业务数据无法定位发生 障碍 的具体网元情况下 可借鉴本次障碍分析经验 利用 GS M R的 Um接 口监测设备和信令分析仪 对基站 的 Um 和 Ab i s 接 口的业务数据进行采集和对 比分析 基站闭锁操 作属于正常的设备维护 维护单位要掌握基站闭锁 工作原理及对业务 的影响 避免造成业务障碍 参考文献 1 铁道部科学技术司 铁道部运输局 科技运 2 o o 8 D 3 4 号 C T C S 3级列控 系统总体技术 方案 V1 0 S
