列车运行监控装置CAN通信故障问题分析及防范措施

列车运行监控装置 CAN通信故障问题分析及防范措施

曲宇辉 张萌 谢强

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段 内蒙古包头市 014030

摘要：对于列车车运行监控装置(LKJ)而言，在实际应用的过程中，偶尔会出现“单机运行”的情况出现。由于监控主机内部的插件板运行故障或者CAN中的通信异常情况均都会导致“单机运行”出现故障。针对其运行故障原因展开分析，对故障处理流程加以总结，采取与之相对应的处理措施，起到防范的作用，保证设备能够稳定且可靠的投入到正常使用中。

关键词：监控装置；通信故障；CAN通信

前言：列车运行期间的监控记录装置(英文缩写为：LKJ)(本文简称“监控装置”)属于保障列车在正常运行期间安全性的重要速度控制装置，可以有效协助列车司机完成速度控制任务，防止列车出现冒进信号或者超速运行的情况。这一装置在保证列车安全速度控制的过程中，还能够有效采集并详细的记录与列车运行有关的机车各方面运行状态和信息，以此促进机车运行系统管理的自动化发展。

一、故障及处理流程

按照司机做出的反映结果和对运行文件的详细分析，可以发现此时的监控装置A、B机均会出现“单机运行”的故障情况，可以初步判断故障类型属于监控记录板故障；然后将监控记录板以及监控通信板中的A、B机一同更换，但是机车在投入运行后的几个小时内时间内，监控记录板中的A、B机依旧出现了“单机运行”的情况，并且频率分别为54次以及122次。检查监控运行文件后，发现其中存在频繁硬件复位的情况(当LKJ出现瞬间失电时间低于0.4s时，会产生此项记录)、设备电流变化、设备显示器中的I、II通信超时(在显示器设备断电并重新上电后悔产生此项记录内容)等记录，这一时间段内的监控主机处于不能正常工作的状态下。

当机车正式回段后，可以将监控主机箱进行整套的更换，然后再进行上电试验，此间依旧存在“单机运行”故障现象；此后需要逐一查找并对监控主机之间的连接配线进行更换，如果故障未消失；最后的处理手段为：对CAN总通信线的不同插件终端进行实际电阻值的测量，找到功能扩展盒结构的终端匹配电阻数值，发现其与正常值不相符，待正式更换功能扩展盒以后，经过较长一段时间的持续上电试验后，“单机运行”的故障情况会消失，此时机车上的监控装置处于上线的正常运用状态^[1]。

二、故障原因分析

机车中的监控装置主机，一般会采用双套热备冗余的作业方式，主要由A、B两个处于完全独立状态的不同控制单元构成^[2]。再加上带CPU的系统模块之间会采用CAN标准完成申行总线的连接任务，主要包括监控记录模块信息、地面处理信息模块、列车监控通信模块以及对应的扩展通信模块；不带CPU的系统模块之间大多利用VME并行总线结构，保证监控记录模块处于连接状态，主要包括系统模拟量的实际输入/输出模块、数字量输入模块、数字量输入/输出模块和设备的电源模块。在此期间，系统结构中的通信网络CAN采用的主要方式同样选用的是A、B两种冗余方式。因为CAN总线大多为主通信方式，并且各模块之间在通信方面并不存在固定的主/从关系，所以此间的任何模块都能够实现主动对外发送信息的操作，并且此间的CAN数据链路层还能够有效避免数据之间存在的各种冲突问题。对于系统A、B组而言，其不同的监控记录模块均会选择同步通信的方式完成数据的交互作用，借此保证双机之间的记录数据处于高度一致的状态下。

挂接LKJ系统中的CAN总线，其模块中有对应的监控记录插件、通信插件、地面信息处理插件、显示器、扩展通信插件以及LKJ功能扩展盒等结构^[3]。此时地面信息处理插件能够通过2路连接CAN总线，并利用串行通信方式完成与监控记录插件之间的实时传送作用，保证当前信号制式信息传递可靠性；通信插件经过2路独立CAN通信接口能够与主机中的其他挂在CAN总线上的不同模块实现通信作用；扩展通信插件则可以完成系统监控记录装置和外部其他电子装置之间的CAN通信作用和RS485通信作用；此时显示器可以通过双路CAN总线和对应的监控主机通信作用实现数据信息交互；再加上LKJ功能扩展盒可以和监控装置的外部CAN或者对应的内部CAN通信方式完成对关键数据的信息传递。则此时内部CAN总线能够直接挂在主机箱结构中，并且此间的CANA、CANB总线可以与监控主机完成内部CAN通信效果。系统外部的CAN总线能够与其他CAN总线实现外部电子装置通信作用。在CAN总线中实现通信的各个插件板、显示器或者功能扩展盒在出现通信故障或者设备故障后，均会导致监控主机出现“单机运行”的故障情况，不鞥你保持正常工作状态。

三、防范措施

（一）检修关键器材

设备的日常检修过程中，设备检修人员需要对监控通信板、地面信息处理板、扩展通信板结构中的内CAN终端电阻跨接套进行重点检查，当存在跨接套现象存在时，需要进行及时的摘除作用；对于部分LKJ功能扩展盒的检修工作，需要严格检查S1、S2中是否存在跨接套，并做好对应的检修标志

^[4]。

（二）测试关键部位

对于LKJ车载设备的日常检修而言，需要加强对LKJ车载设备关键部位的测试，选择I级、II级、维修对功能扩展盒的终端电阻进行全面检查测试，当找到电阻不匹配的问题后，需要及时加装跨接套或摘除跨接套，以此保证终端电阻能够达到使用标准；在机车验收单中完成检修记录，并将数据信息录入到铁路局中的车载系统检修平台，同时还需要保证车载设备检修情况记录数据真实性。

（三）数据分析管理

利用LMD车载信息管理系统在线实时分析车载设备运用状况，快速、有效地提高设备质量，预防故障发生。充分利用该管理系统对“单机运行’故障进行原因分析，并对发生故障机车做到跟踪分析，避免故障处理后再次出现，确保车载设备出库良好率达到100%

结语：

综上所述，没有再发生因CAN通信故障引发监控主机“单机运行”故障，同时利用实时在线系统LMD分析车载设备运行状态，结合日常修程修制进行设备的跟踪检查，保证车载设备能够安全的投入使用。

参考文献：

[1]张玉石，孙佳隆，黄鹰.轨道列车在线故障定位系统的CAN通信切断方法[J].中国新技术新产品，2020，412(006)：46-47.

[2]韩鹏，王锐，李东全.10kv高压柜的故障分析及防范措施[J].中国管理信息化，2020，423(09)：111-112.

[3]陈新根.10kV架空配电线路常见故障分析及防范措施——以黄圃供电所为例[J].技术与市场，2020，323(011)：114-116.