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[摘 要]在TGMT车载子系统中，OBCU（车载控制单元）通过应答器天线和安装在轨道上的应答器实现列车定位，并依靠里程脉冲发生器（OPG，Odometer Pulse Generator）和雷达两套独立的测速设备实现实时连续的位移测量。测速故障作为广州四五号线信号车载系统的常见故障，也是会对运营产生较大影响的重难点故障，本文通过对四五号线各类测速故障进行分析和梳理，为测速类故障处理提供指向和引导。
[关键词]测速故障；OPG；雷达；速度曲线
中图分类号：U231.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0060-02
0 引言
广州地铁四五号线采用西门子基于无线通信的移动闭塞系统TRANGARD MT（简称TGMT）。在TGMT车载子系统中，OBCU（车载控制单元）通过应答器天线和安装在轨道上的应答器实现列车定位，并依靠里程脉冲发生器（OPG，Odometer Pulse Generator）和雷达两套独立的测速设备实现实时连续的位移测量。
测速功能为TGMT车载子系统的核心功能之一，TGMT车载子系统需获取列车的实时位置信息并向轨旁子系统发送位置报告信息来实现移动闭塞。当发生测速相关故障时，轻则导致故障端ATP死机，信号屏显示OBCU红点，车辆屏显示ATP红色，重则导致列车紧急制动并降级。
发生测速故障时，车载ATP报文通常会记录到故障代码0X002E或0X0000，指向测速相关。但由于测速涉及范围较广，仅依据故障代码不能准确确定具体的故障位置，现场故障处理存在一定的盲区和难度。
本文根据以往所出测速故障的ATP报文，测速曲线以及实际观察处理情况，对测速故障进行统计、分析，总结不同测速故障可能存在的共性和独特性，为今后发生的测速故障处理提供依据和指引。
1工作原理说明
每一套OBCU拥有两个独立的测速系统——雷达测速系统与里程脉冲发生器OPG系统，两套系统根据不同的原理，均能独立完成测速工作。OPG与雷达的测速信息传送至车载ATP完成测速融合，综合两套系统的测速结果，计算出列车的实时速度以及行驶距离。
四五号线OPG安装在列车A车的四轴上，内部安装有两个脉冲传感磁头，同时通过16个齿轮组伴随舌头插入轮轴上与车轮一起转动，车轮转动一圈产生64个脉冲，通过脉冲数和列车轮径值便可计算出列车速度、距离和方向等信息。
四五号线使用的测速雷达为德国西门子选用的Deuta DRS05a多普勒雷达，安装于A车车头前方底部位置，依靠雷达天线向地面发射信号，检测反射信号的回波频率与发射信号频率的频率差，根据多普勒效应计算列车的运行方向和速度信息。雷达根据固定的通信协议与ATP进行通信，将雷达内部处理后的信息通过RS485串口发送至ATP。
2故障原因探讨
现有测速故障根据故障来源可分为硬件类故障与软件类故障。
2.1硬件类测速故障
硬件类故障主要有：①OPG电缆出现断线或断股；②雷达故障；③OPG弹簧断裂；④OPG硬件故障；⑤模块硬件故障。
（1）OPG电缆出现断线或断股
故障示例：X车在XX站下行出现OBCU红点，OPC红点，终点站折返后车辆屏显示ATP红色。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，还记录有“one sensor channel failed（一个传感器通道故障）”的故障信息（表2.1.1）
同时，通过查看ATP速度曲线图，可以发现ATP记录的OPG速度突然中断。
结论：报0x002e代码同时报one sensor channel failed，并结合OPG速度信息中断消失，可判断故障是由于OPG断线造成的。
（2）雷达故障
故障示例：X车在X站下行出现ATP红色，OBCU红点。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，还记录有指向雷达的“watch time of radar telegrams is up”故障信息（表2.1.2）
解析该车的ATP详细报文与ATP速度曲线图，发现自列车出车后在ATP速度图中没有生成雷达速度曲线。
结论：当雷达发生故障时，ATP速度曲线中没有雷达速度曲线，同时ATP网页报文中会记录有关雷达错误的故障信息，根据以上信息可判断此0X002E测速故障是由于雷达故障造成的。
（3）OPG弹簧断裂
故障示例：X车在XX站下行进站时出现OBCU红点，ATP红色
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，记录有“one sensor chanel failed（一个传感器通道故障）”的故障信息，与表2.1.1基本一致。
解析ATP速度曲线圖，发现OPG速度曲线呈直线下降
结论：OPG弹簧发生断裂后，由于惯性弹簧会先空转再静止，因此OPG速度曲线会呈现一个直线下降，而非突然中断的情况。
（4）OPG硬件故障
故障示例：X车在X上行区间OBCU红点，OPC图标，ATP红点，列车运行正常。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，记录有“ track error in OPG dtetcted”
解析ATP详细报文，在故障发生时OPG速度报文中同时记录了正向与反向的脉冲数据，ATP速度曲线中OPG速度突然中断。
结论：正常运行时，OPG舌头跟随车轮转动，只会产生一个方向的脉冲，不会同时产生双向脉冲，因此根据以上信息，可判断为OPG硬件故障。
（5）模块硬件故障
故障示例：X车在X站上行进站前显示ATP红色，OBCU红点，OPC图标.
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，记录有“track error in OPG dtetcted”和“watch time of radar telegrams is up”。
结论：模块故障时会自检出电子元件板块故障并同时记录OPG错误和雷达错误的信息，因此根据以上信息可以判断为模块故障。
2.2软件类故障
软件类故障主要表现为轮径值误差过大。
故障示例：X车在X站下行区间显示ATP红色，OBCU红点，OPC图标。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，多次记录有“reference position too long”（参考距离过长）的故障信息，并经ATP详细报文核实，该故障信息都是在经过应答器后记录的。
结论：当OBCU系统设置的轮径值与实际轮径值偏差较大时，会出现“reference position too long”（参考距离过长）的故障信息，并最终在误差超过系统设定范围值后出现0X002E（测速相关故障）。
3 结论
本文结论的得出，给技术人员和班组日常检修和现场故障处理提供了明确的导向和指引，节约故障处理时间，保证供车数量和质量，使现场维保质量得到了显著的提高。较好的维保质量和故障处理质量，推动设备可靠性指标得以大幅提升。
参考文献：
[1] 五号线信号系统TGMT列车控制系统维护手册.西门子公司.2009
[2] 五号线信号系统OBCU安装手册..西门子公司.2009
[关键词]测速故障；OPG；雷达；速度曲线
中图分类号：U231.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0060-02
0 引言
广州地铁四五号线采用西门子基于无线通信的移动闭塞系统TRANGARD MT（简称TGMT）。在TGMT车载子系统中，OBCU（车载控制单元）通过应答器天线和安装在轨道上的应答器实现列车定位，并依靠里程脉冲发生器（OPG，Odometer Pulse Generator）和雷达两套独立的测速设备实现实时连续的位移测量。
测速功能为TGMT车载子系统的核心功能之一，TGMT车载子系统需获取列车的实时位置信息并向轨旁子系统发送位置报告信息来实现移动闭塞。当发生测速相关故障时，轻则导致故障端ATP死机，信号屏显示OBCU红点，车辆屏显示ATP红色，重则导致列车紧急制动并降级。
发生测速故障时，车载ATP报文通常会记录到故障代码0X002E或0X0000，指向测速相关。但由于测速涉及范围较广，仅依据故障代码不能准确确定具体的故障位置，现场故障处理存在一定的盲区和难度。
本文根据以往所出测速故障的ATP报文，测速曲线以及实际观察处理情况，对测速故障进行统计、分析，总结不同测速故障可能存在的共性和独特性，为今后发生的测速故障处理提供依据和指引。
1工作原理说明
每一套OBCU拥有两个独立的测速系统——雷达测速系统与里程脉冲发生器OPG系统，两套系统根据不同的原理，均能独立完成测速工作。OPG与雷达的测速信息传送至车载ATP完成测速融合，综合两套系统的测速结果，计算出列车的实时速度以及行驶距离。
四五号线OPG安装在列车A车的四轴上，内部安装有两个脉冲传感磁头，同时通过16个齿轮组伴随舌头插入轮轴上与车轮一起转动，车轮转动一圈产生64个脉冲，通过脉冲数和列车轮径值便可计算出列车速度、距离和方向等信息。
四五号线使用的测速雷达为德国西门子选用的Deuta DRS05a多普勒雷达，安装于A车车头前方底部位置，依靠雷达天线向地面发射信号，检测反射信号的回波频率与发射信号频率的频率差，根据多普勒效应计算列车的运行方向和速度信息。雷达根据固定的通信协议与ATP进行通信，将雷达内部处理后的信息通过RS485串口发送至ATP。
2故障原因探讨
现有测速故障根据故障来源可分为硬件类故障与软件类故障。
2.1硬件类测速故障
硬件类故障主要有：①OPG电缆出现断线或断股；②雷达故障；③OPG弹簧断裂；④OPG硬件故障；⑤模块硬件故障。
（1）OPG电缆出现断线或断股
故障示例：X车在XX站下行出现OBCU红点，OPC红点，终点站折返后车辆屏显示ATP红色。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，还记录有“one sensor channel failed（一个传感器通道故障）”的故障信息（表2.1.1）
同时，通过查看ATP速度曲线图，可以发现ATP记录的OPG速度突然中断。
结论：报0x002e代码同时报one sensor channel failed，并结合OPG速度信息中断消失，可判断故障是由于OPG断线造成的。
（2）雷达故障
故障示例：X车在X站下行出现ATP红色，OBCU红点。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，还记录有指向雷达的“watch time of radar telegrams is up”故障信息（表2.1.2）
解析该车的ATP详细报文与ATP速度曲线图，发现自列车出车后在ATP速度图中没有生成雷达速度曲线。
结论：当雷达发生故障时，ATP速度曲线中没有雷达速度曲线，同时ATP网页报文中会记录有关雷达错误的故障信息，根据以上信息可判断此0X002E测速故障是由于雷达故障造成的。
（3）OPG弹簧断裂
故障示例：X车在XX站下行进站时出现OBCU红点，ATP红色
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，记录有“one sensor chanel failed（一个传感器通道故障）”的故障信息，与表2.1.1基本一致。
解析ATP速度曲线圖，发现OPG速度曲线呈直线下降
结论：OPG弹簧发生断裂后，由于惯性弹簧会先空转再静止，因此OPG速度曲线会呈现一个直线下降，而非突然中断的情况。
（4）OPG硬件故障
故障示例：X车在X上行区间OBCU红点，OPC图标，ATP红点，列车运行正常。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，记录有“ track error in OPG dtetcted”
解析ATP详细报文，在故障发生时OPG速度报文中同时记录了正向与反向的脉冲数据，ATP速度曲线中OPG速度突然中断。
结论：正常运行时，OPG舌头跟随车轮转动，只会产生一个方向的脉冲，不会同时产生双向脉冲，因此根据以上信息，可判断为OPG硬件故障。
（5）模块硬件故障
故障示例：X车在X站上行进站前显示ATP红色，OBCU红点，OPC图标.
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，记录有“track error in OPG dtetcted”和“watch time of radar telegrams is up”。
结论：模块故障时会自检出电子元件板块故障并同时记录OPG错误和雷达错误的信息，因此根据以上信息可以判断为模块故障。
2.2软件类故障
软件类故障主要表现为轮径值误差过大。
故障示例：X车在X站下行区间显示ATP红色，OBCU红点，OPC图标。
查看ATP网页报文，在记录故障代码0X002E的同时，多次记录有“reference position too long”（参考距离过长）的故障信息，并经ATP详细报文核实，该故障信息都是在经过应答器后记录的。
结论：当OBCU系统设置的轮径值与实际轮径值偏差较大时，会出现“reference position too long”（参考距离过长）的故障信息，并最终在误差超过系统设定范围值后出现0X002E（测速相关故障）。
3 结论
本文结论的得出，给技术人员和班组日常检修和现场故障处理提供了明确的导向和指引，节约故障处理时间，保证供车数量和质量，使现场维保质量得到了显著的提高。较好的维保质量和故障处理质量，推动设备可靠性指标得以大幅提升。
参考文献：
[1] 五号线信号系统TGMT列车控制系统维护手册.西门子公司.2009
[2] 五号线信号系统OBCU安装手册..西门子公司.2009