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【摘要】速度传感器是动车组列控车载设备的重要组成部分，其故障直接导致ATP系统死机，触发紧急制动停车。通过故障树分析法对200C型列控车载设备测速系统的分析，找出导致测速系统故障的因素，以便在故障时快速判断并及时处理，确保动车组行车安全。
【关键词】故障树；200C；列控车载；测速
列车运行控制系统（简称列控系统）是我国铁路提速线路和客运专线用于控制列车运行速度、保证列车行车安全和提高运输效率的控制系统的重要技术装备，在铁路运输系统中具有极其重要的地位。列控车载设备是列控系统中至关重要的设备，是列车运行控制的主体，通过接收连续的轨道电路信息、应答器点式信息以及实时监测的速度信息，实现多种列车控制模式，控制列车安全运行。因此列控车载设备的稳定性和可靠性对行车安全和运行秩序具有重大影响。
为保证列车的运行安全，保证列控车载设备的运用安全，也为了能在源头上进行故障预防，提高设备维护的效率，需要对导致列控车载设备故障原因有清晰的认识并进行深入的分析。在分析故障原因的众多方法中，故障树分析法因其采用演绎的方法，能清晰明确地表示出事件和各个原因之间的因果关系及逻辑关系，详细找出系统各种固有的潜在危险因素，为制定安全技术措施和安全管理要点提供依据而被广泛应用。本文以分析测速系统故障为例介绍了故障树分析法在CTCS2-200C型列控车载设备故障判定中的应用。
1、故障树介绍
故障树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）又称事故树分析，是安全系统工程中最重要的分析方法。事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。
顶事件：是故障树分析中所关心的结果事件，是系统的故障模式或者不希望出现的对可靠性和安全性有影响的事件。如ATP设备无线连接超时、EVC通讯中断、应答器信息缺失、BTM故障等。
底事件：故障树中导致其他事件的原因事件。如继电器焊接工艺不良、乘务人员的误操作、电缆连接松动、软件报错等。
割集：如果故障树的某几个底事件同时发生时，故障树的顶事件也发生，那么将这若干个底事件所组成的集合称为这棵故障树的割集（Cut sets），记为CS。
2、应用故障树进行故障判定
2.1 故障树分析的步骤：
在200C型动车组车载设备中，如果出现了故障，按照故障树分析的一般步骤（以200C型列控車载设备测速系统故障为例）：
（1）熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数。CTCS2-200C型列控车载设备由车载安全计算机、轨道电路信息接收模块、应答器信息传输模块、应答器信息接收天线、速度传感器、人机界面，以及与LKJ、DMS（列控设备动态监测系统）的接口等组成。200C型列控车载设备的测速系统由速度传感器、车载安全计算机中的CODOU板、CBCH板、CCTE板构成。
ATP运行时CODOU板从相应的CBCH板中提取需要的数据（主要是轮径值），同时检测与CCTE板的通信。速度传感器上的光栅盘随着轴转动时输出不同频率的方波。CRH5型动车组ATP速度传感器安装在头车2、4轴上，从2轴和4轴分别收到6路速度信号，其中2轴和4轴的1、2路信号由A系的CODOU板，3、4路信号由B系的CODOU板，5、6路信号由C系的CODOU板分别进行处理。其中2轴传来的信号和对应的2轴轮径值进行相关运算得出一个速度值，4轴传来的信号和对应的4轴轮径值进行相关运算得出一个速度值，若2个速度值在允许误差范围内，则CODOU板将速度值发送到相对应的CCTE板做进一步逻辑比较，最终换算出动车组运行速度。
（2）调查事故：收集故障案例，设想给定系统可能发生的故障。
（3）确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。在本例中，测速系统故障即可作为顶上事件。
（4）调查原因事件：调查与故障有关的所有原因事件和各种因素。设备硬件故障、软件故障，还有设备工作的温度、湿度、电磁环境等因素均会造成测速测距故障。
（5）画出故障树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。
（6）分析：按故障树结构进行简化，确定导致故障的原因。
2.2 测速系统故障的故障树示意图
由以上分析步骤画出测速系统故障的故障树示意图如下：
2.3 故障树分析
通过上面的故障树示意图，可以在以下方面加强对列控车载系统的维护。
（1）加强作业管理，以减少人为导致故障的可能性；通过管理手段，对关键作业点进行卡控确认，如对速度传感器的安装过程进行卡控，防止插头及主体安装不良；对轮径的写入进行卡控确认，保证轮径输入的正确，才能保证测速的准确性。
（2）加强设备维护。通过对速度传感器、CBCH板、CCTE板、CODOU板的维护，以减少硬件设备带来的故障。对相应的设备进行寿命管理，在保证设备不超期运行，定期对设备进行性能测试，确保设备性能良好；同时加强数据分析，对设备运用状态进行及时跟踪，发现异常及时处理，保证动车组的运行安全。
（3）为速度传感器创造适宜的运行环境，以减少温度、湿度、电磁场、震动等因素对传感器的运用造成影响。如防止保洁作业时将水淋入速度传感器造成设备失效；对速度传感器的固定进行定期检查，以减少设备松动导致的震动对传感器产生影响，并给动车组走形部带来安全风险。
通过有针对性地防范，解决不安全因素给行车安全带来的隐患问题，在提高安全性的同时提高行车效率。
结语：
本文通过对测速系统故障应用故障树分析法进行举例分析，在发生故障后要根据实际情况进行具体判断，准确抓住故障要点，日常维护过程中要加大对测速系统的监控，这样才能够及时发现问题并予以解决，有效地减少故障，确保动车组的运行安全。
【关键词】故障树；200C；列控车载；测速
列车运行控制系统（简称列控系统）是我国铁路提速线路和客运专线用于控制列车运行速度、保证列车行车安全和提高运输效率的控制系统的重要技术装备，在铁路运输系统中具有极其重要的地位。列控车载设备是列控系统中至关重要的设备，是列车运行控制的主体，通过接收连续的轨道电路信息、应答器点式信息以及实时监测的速度信息，实现多种列车控制模式，控制列车安全运行。因此列控车载设备的稳定性和可靠性对行车安全和运行秩序具有重大影响。
为保证列车的运行安全，保证列控车载设备的运用安全，也为了能在源头上进行故障预防，提高设备维护的效率，需要对导致列控车载设备故障原因有清晰的认识并进行深入的分析。在分析故障原因的众多方法中，故障树分析法因其采用演绎的方法，能清晰明确地表示出事件和各个原因之间的因果关系及逻辑关系，详细找出系统各种固有的潜在危险因素，为制定安全技术措施和安全管理要点提供依据而被广泛应用。本文以分析测速系统故障为例介绍了故障树分析法在CTCS2-200C型列控车载设备故障判定中的应用。
1、故障树介绍
故障树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）又称事故树分析，是安全系统工程中最重要的分析方法。事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。
顶事件：是故障树分析中所关心的结果事件，是系统的故障模式或者不希望出现的对可靠性和安全性有影响的事件。如ATP设备无线连接超时、EVC通讯中断、应答器信息缺失、BTM故障等。
底事件：故障树中导致其他事件的原因事件。如继电器焊接工艺不良、乘务人员的误操作、电缆连接松动、软件报错等。
割集：如果故障树的某几个底事件同时发生时，故障树的顶事件也发生，那么将这若干个底事件所组成的集合称为这棵故障树的割集（Cut sets），记为CS。
2、应用故障树进行故障判定
2.1 故障树分析的步骤：
在200C型动车组车载设备中，如果出现了故障，按照故障树分析的一般步骤（以200C型列控車载设备测速系统故障为例）：
（1）熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数。CTCS2-200C型列控车载设备由车载安全计算机、轨道电路信息接收模块、应答器信息传输模块、应答器信息接收天线、速度传感器、人机界面，以及与LKJ、DMS（列控设备动态监测系统）的接口等组成。200C型列控车载设备的测速系统由速度传感器、车载安全计算机中的CODOU板、CBCH板、CCTE板构成。
ATP运行时CODOU板从相应的CBCH板中提取需要的数据（主要是轮径值），同时检测与CCTE板的通信。速度传感器上的光栅盘随着轴转动时输出不同频率的方波。CRH5型动车组ATP速度传感器安装在头车2、4轴上，从2轴和4轴分别收到6路速度信号，其中2轴和4轴的1、2路信号由A系的CODOU板，3、4路信号由B系的CODOU板，5、6路信号由C系的CODOU板分别进行处理。其中2轴传来的信号和对应的2轴轮径值进行相关运算得出一个速度值，4轴传来的信号和对应的4轴轮径值进行相关运算得出一个速度值，若2个速度值在允许误差范围内，则CODOU板将速度值发送到相对应的CCTE板做进一步逻辑比较，最终换算出动车组运行速度。
（2）调查事故：收集故障案例，设想给定系统可能发生的故障。
（3）确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。在本例中，测速系统故障即可作为顶上事件。
（4）调查原因事件：调查与故障有关的所有原因事件和各种因素。设备硬件故障、软件故障，还有设备工作的温度、湿度、电磁环境等因素均会造成测速测距故障。
（5）画出故障树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。
（6）分析：按故障树结构进行简化，确定导致故障的原因。
2.2 测速系统故障的故障树示意图
由以上分析步骤画出测速系统故障的故障树示意图如下：
2.3 故障树分析
通过上面的故障树示意图，可以在以下方面加强对列控车载系统的维护。
（1）加强作业管理，以减少人为导致故障的可能性；通过管理手段，对关键作业点进行卡控确认，如对速度传感器的安装过程进行卡控，防止插头及主体安装不良；对轮径的写入进行卡控确认，保证轮径输入的正确，才能保证测速的准确性。
（2）加强设备维护。通过对速度传感器、CBCH板、CCTE板、CODOU板的维护，以减少硬件设备带来的故障。对相应的设备进行寿命管理，在保证设备不超期运行，定期对设备进行性能测试，确保设备性能良好；同时加强数据分析，对设备运用状态进行及时跟踪，发现异常及时处理，保证动车组的运行安全。
（3）为速度传感器创造适宜的运行环境，以减少温度、湿度、电磁场、震动等因素对传感器的运用造成影响。如防止保洁作业时将水淋入速度传感器造成设备失效；对速度传感器的固定进行定期检查，以减少设备松动导致的震动对传感器产生影响，并给动车组走形部带来安全风险。
通过有针对性地防范，解决不安全因素给行车安全带来的隐患问题，在提高安全性的同时提高行车效率。
结语：
本文通过对测速系统故障应用故障树分析法进行举例分析，在发生故障后要根据实际情况进行具体判断，准确抓住故障要点，日常维护过程中要加大对测速系统的监控，这样才能够及时发现问题并予以解决，有效地减少故障，确保动车组的运行安全。