許文淵

(中國鐵路上海局集團有限公司上海通信段，上海 200080)

1 TSRS系統(tǒng)簡介

臨時限速服務(wù)器[1，2]的主要功能是向正線CTC管轄范圍內(nèi)各站/中繼站列控中心（TCC）傳遞臨時限速信息，實現(xiàn)對各列控中心分配和集中管理臨時限速指令，保證限速計劃的順利實施，實現(xiàn)列車在高速鐵路運行時因故進行臨時時速限制管理，并能與相關(guān)線路設(shè)置的臨時限速服務(wù)器接口實現(xiàn)臨時限速功能。臨時限速操作終端設(shè)置于調(diào)度中心，每個列車行車調(diào)度臺對應(yīng)設(shè)置一個臨時限速操作終端，由調(diào)度指揮中心集中進行臨時限速功能管理。臨時限速的設(shè)置、取消均在調(diào)度中心進行，臨時限速命令的設(shè)置與取消均采用雙重口令，經(jīng)調(diào)度中心列車調(diào)度員確認下達后立即執(zhí)行。

2 TSRS系統(tǒng)通道誤碼統(tǒng)計對TSRS系統(tǒng)信息傳輸?shù)挠绊?/h2>

根據(jù)TSRS系統(tǒng)的特性，TSRS接口服務(wù)器與路局調(diào)度指揮中心CTC系統(tǒng)通過E1鏈路相連進行交換通信，如圖1所示。

圖1 TSRS系統(tǒng)與調(diào)度CTC中心組網(wǎng)圖Fig.1 Network diagram of TSRS system and CTC center

寧啟線TSRS系統(tǒng)于2016年5月開通，用戶一直反饋TSRS系統(tǒng)B通道存在較為頻繁的通信中斷情況。通過查詢TSRS告警日志，開通一個月內(nèi)通信中斷情況如圖2所示，通信中斷故障主要有路由器、接口服務(wù)器、TSRS系統(tǒng)軟件、協(xié)轉(zhuǎn)和通道問題。進一步從上述5方面查找故障原因。

圖2 寧啟TSRS系統(tǒng)5月15日至6月15日通信中斷次數(shù)統(tǒng)計Fig.2 Communication interruption Statistics for TSRS system of Nanjing-Qidong railway from May 15 to June 15

3 原因分析

通過將TSRS與CTC路由器之間A/B通道互換，互換之后通信中斷由原先的B通道轉(zhuǎn)移至A通道，排除路由器、接口服務(wù)器、協(xié)轉(zhuǎn)問題。進一步對軟件及通信通道問題進行判斷[3-5]。

通過在TSRS接口服務(wù)器機房接入監(jiān)聽交換機進行實時抓包，同時采用互相發(fā)生Ping命令數(shù)據(jù)包來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。現(xiàn)場連接如圖3所示。經(jīng)過14 h不間斷測試，測試結(jié)果顯示B通道無通信中斷現(xiàn)場，同時也沒有Ping超時現(xiàn)象。而A通道出現(xiàn)多次的通信中斷，同時TSRS路由器及CTC路由器側(cè)均出現(xiàn)近300次的Ping超時?？梢耘袛喾治鯰SRS路由器側(cè)與CTC路由器側(cè)Ping超時高度一致，且通過對TSRS路由器側(cè)的300次超時分布進行統(tǒng)計，呈現(xiàn)出較為明顯的分布規(guī)律如圖4所示。在Ping超時期間，查看TSRS告警日志，相應(yīng)的發(fā)生TSRS-CTC通信中斷。進一步判斷通信中斷的原因，是通信質(zhì)量變差，非TSRS軟件問題。

圖3 監(jiān)聽交換機對TSRS系統(tǒng)進行實時抓包方案Fig.3 Real-time capture scheme of monitoring exchange for TSRS system

圖4 TSRS與CTC間A通道互相Ping命令數(shù)據(jù)包超時分析Fig.4 Timeout analysis of Ping command data packet of A channel between TSRS and CTC

進一步分析通道問題，主要有兩方面：一是通信通道本身存在誤碼；二是外部環(huán)境干擾影響通信通道質(zhì)量。通過在TSRS路由器防雷單元側(cè)做硬環(huán)，調(diào)度所CTC中心防雷單元側(cè)加掛2 M誤碼測試儀進行測試，發(fā)現(xiàn)2 M通道并無誤碼產(chǎn)生，測試結(jié)果如表1、2所示。

通過上述測試判斷分析，排除了通信通道本身的問題。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，TSRS路由器側(cè)的信號機房與通信機房距離間隔較遠，而兩個機房設(shè)備是利用2 M同軸電纜連接，在電氣化鐵路中這對同軸電纜容易受到強電流干擾而產(chǎn)生噪聲，導(dǎo)致誤碼影響TSRS-CTC間通信通道質(zhì)量。同時由于距離較遠，通信機房與信號機房不是利用綜合地網(wǎng)，通過同軸電纜連接的通信機房傳輸設(shè)備與信號機房的TSRS路由器設(shè)備不共地，兩者接地電壓差達到一定程度時，產(chǎn)生干擾源，也會造成通道誤碼，影響通信質(zhì)量，導(dǎo)致CTC-TSRS系統(tǒng)間通信中斷。

表1 2M誤碼測試儀差錯計數(shù)測試記錄Tab.1 Error count test record 2M error code tester

表2 2M誤碼測試儀告警秒計數(shù)測試記錄Tab.2 Alarm seconds count test record of 2M error code tester

4 解決方案

通過上述分析可以判斷造成寧啟線TSRS系統(tǒng)與CTC中心路由器通信中斷的原因，是通信機房與信號機房間同軸電纜受到電氣化鐵路區(qū)段外部電磁干擾，同時通信機房與信號機房距離較遠，不共地，存在電壓差導(dǎo)致通信通道存在誤碼，影響通信質(zhì)量所致。針對以上問題，通過采用光電隔離方法，將通信機房與信號機房間通道由2 M同軸纜通道變更為一對PDH傳輸設(shè)備通過光纜進行溝通[6-8]。改造前后如圖3所示。

圖5 光電隔離改造前后對比Fig.5 Comparison before and after optical isolation modification

通過光電隔離改造，消除電氣化區(qū)段電力機車牽引電流產(chǎn)生的電磁干擾，防止了雷電侵入，信號機房側(cè)可以取消防雷單元，減少了故障點。同時改造后兩個機房間無通信設(shè)備共地，不產(chǎn)生電壓差，解決了兩個機房間因不共地引起的通道誤碼問題。

5 取得效果

該方案經(jīng)中國鐵路上海局集團公司電務(wù)處批復(fù)采納，于2016年7月實施。改造后，寧啟線TSRS系統(tǒng)運用正常，未再發(fā)生因通道誤碼引起通道中斷問題，達到了設(shè)備故障下降的目的。因此，采用光電隔離的方法，一方面解決外部電磁干擾對通道質(zhì)量的影響，提高了信息發(fā)送的成功率，降低了誤碼率，確保了TSRS系統(tǒng)可靠運行。同時為后期客運專線TSRS系統(tǒng)通道穩(wěn)定運用積累了經(jīng)驗，在集團公司鄭徐客專、淮蕭聯(lián)絡(luò)線、連鹽客專、杭黃客專等工程均已通過或計劃在信號機房增設(shè)SDH設(shè)備完成光電隔離工作來提高各線TSRS系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，既確保鐵路運輸行車安全，又提高鐵路運輸效率。