铁路系统QC国优成果-降低无线超时导致的C3降级故障率

广州铁路（集团）公司广州通信段技术支持中心GSM-R室QC小组发布人：舒心2012年6月QC小组概况课题选择现状调查设定目标分析原因目录要因分析制定对策实施对策检查效果巩固措施QC活动总结及打算小组名称GSM-R室QC小组注册号本课题活动时间2011.02.01～2012.02.29小组类型现场型序号姓名年龄性别文化程度组内职责组员接受QC教育情况1刘海波29男本科组长2刘勇26男本科副组长3郭鑫26女本科数据分析4罗慧洁26女本科撰写文档5余维巍25男本科撰写文档6戴俊勉27男本科业务指导7郭炳龙24男本科数据收集8舒心24女本科数据分析9李文浩23男本科资料整理10肖成金24男本科数据收集1QC小组概况2011年GSM-R室的QC课题《GSM-R组呼话单分析软件的开发》荣获铁道部优秀QC成果称号。2.1提出课题2课题选择无线超时往往导致列车C3模式降为C2模式运行，造成列车速度降低甚至停车，扰乱列车行车计划。嗯，列车运行密度大尤其是节假日期间，频繁C3降级给运输组织工作带来挑战，给高铁安全稳定运行带来影响。如何降低无线超时C3降级故障率呢？2.2课题简介2课题选择CTC车站自律分机CAUPUC车载设备车载设备CTC系统通信网TRAUGSM-RBSC移动交换中心BTSADMRBC－联锁通信网列控中心站间通信网RBC主机备机轨道电路接收天线车载安全计算机C3控制单元C2控制单元PUCCAU应答器接收天线BTSADMBTSADM缩写对照表ADM：分插复用设备BSC：基站控制器BTS：基站DMI：人机界面RBC：无线闭塞中心TRAU：编译码和速率适配单元图例停车标志牌无源应答器有源应答器地面设备应答器信息接收模块CTC车站自律分机车站联锁轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路车站列控中心微机监测微机监测集中监测通信网车站联锁轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路车站列控中心微机监测司机操纵台及常用制动接口记录器输入接口输出接口DMIDMIBTSADMBTSADM无线通信模块通信接口单元GSM-R电台通用加密单元继电器接口紧急制动接口紧急制动接口测速单元测速单元测速模块雷达雷达PG速度传感器速度传感器PG轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路中继站列控中心安全数字接口ADM维护终端协议转换器协议转换器车载安全计算机C3控制单元C2控制单元PUCCAU应答器接收天线应答器信息接收模块轨道电路接收天线ProfibusMVBRS-485MVB轨道电路信息接收单元轨道电路信息接收单元列车转换网关维修中心CTC通信服务器应用服务器行调台其他调度台系统维护台数据库服务器ISDN服务器司法记录器RBC本地操作终端非GSM-R网络通信问题通报至外单位，由外单位解决。GSM-R网络通信问题选定，由GSM-R室QC小组解决。2.3确定研究课题2课题选择无线超时C3降级原因GSM-R通信网络异常造成无线超时C3降级故障调查统计表统计时间：2011年5月15日至2011年12月15日C3降级原因件数占比越区切换失败6875.56%基站闪断910.00%无线干扰1112.22%其他（传输电路闪断、不明原因等）22.22%合计90100%3现状调查3现状调查0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%010203040506070809068119275.65%87.78%97.78%GSM-R通信因素造成的C3降级故障排列图越区切换失败无线干扰基站闪断其他4设定目标4.1课题目标降幅：50%QC小组对课题进行仔细调研，并取得集团电务处及通信段主管领导同意后，将课题目标设定为：活动后因GSM-R通信网络引起的C3故障总数比活动前降低50%以上。4设定目标4.2目标论证目标可行北京交大接口监测系统提供Abis口、PRI口、A口三个接口原始数据及解码，为QC小组分析无线超时C3降级故障提供了数据支持。QC小组的主要成员长期从事GSMR通信网络维护工作，业务水平深厚，绝大部分成员参加过GSMR通信网络知识的培训，这为我们实现QC目标提供了有力保障。QC小组与ATP工区、RBC工区保持紧密联系,及时反馈分析车载ATP与地面RBC之间应用层、安全层等消息的异常情况，为GSMR网络优化调整提供了有力参考。QC小组与诺西公司、华为公司、北京交通大学、通号研究院等单位长期保持密切联系沟通，完全能够解决GSM-R网络通信异常造成C3降级的难题。5分析原因无线超时C3降级原因分析GSM-R通信网络原因非GSM-R通信网络原因越区切换失败基站闪断无线干扰无线覆盖不良传输电路闪断、不明原因等车载ATP软件缺陷车载硬件问题ATP与RBC交互消息异常其他原因6要因分析6.1越区切换失败切换失败GSM-R是在快速移动的环境下，要求系统对切换的判断应更加准确，有效。如果GSM-R网络参数设置不当，在某些小区发生乒乓切换、回切、非顺序切换等引起车载电台切换失败的概率就会大大增加。统计周期内，75.56%的无线超时C3降级是由于越区切换的问题导致。结论：越区切换失败是要因。非顺序切换，最终切换失败。6要因分析6.1越区切换失败回切再次回切，最终切换失败6要因分析6.1越区切换失败6要因分析6.2基站闪断武广高铁基站控制器BSC及基站BTS均为诺西公司设备，其中BTS的载频单元CU经常出现“40979-Fatalslaveprocessorerror”告警，导致CU模块退服基站瞬间掉站，导致无线超时C3降级。统计周期内，出现9件因基站闪断导致列车无线超时C3降级的故障，占比达到10%，考虑到更多时候因列车未运行在发生闪断的基站覆盖下而未纳入统计，因此基站闪断是导致列车无线超时C3降级一个要因。GSM-RCU退服导致BTS服务瞬断结论：基站闪断是要因。6要因分析6.3无线干扰统计周期内，无线干扰导致列车无线超时C3降级发生11次，占比达12.22%，由于武广高铁列车运行密度大，当一处出现足以导致列车掉话的干扰后，会出现多趟列车连续在该处降级的情况。结论：无线干扰是要因，其中系统外部干扰是不可控因素。6要因分析6.4无线覆盖不良武广高铁无线覆盖采用交织单网覆盖方式。这种覆盖方式基站的重叠区域较深，有一定的基站冗余且互为冗余的基站不分层，当某一基站发生故障时，相邻两个基站场强覆盖可以满足通信需要，网络仍能正常工作。统计周期内未出现因无线覆盖不良导致无线超时C3降级。结论：无线覆盖不良是次因。BTS11BTS9BTS7BTS5BTS3BTS1BTS10BTS8BTS6BTS4BTS2图例：铁轨基站及OTE传输设备BTS12基站环基站环1基站环3基站环2基站环4BTS14BTS136要因分析6.5其他（传输电路闪断，不明原因等）统计周期内，因传输电路闪断、不明原因等导致的无线超时C3降级共计2次，占比为2.22%。结论：传输电路闪断、不明原因等是次因。6.6小结（三大要因）基站闪断无线干扰越区切换失败7制定对策序号要因对策内容目标措施实施地点计划完成时间负责人参与人员1越区切换失败研究调整GSM-R网络参数降低越区切换失败、基站闪断和无线干扰导致的C3转C2故障率，减少50%.1、掌握网络参数种类及相互关系2、调整优化网络参数GSM-R室2011.12.20刘海波全体QC小组成员2基站闪断研究解决基站闪断问题1、提取基站日志，分析闪断原因2、对基站CU板进行倒换、更换3、升级BSC软件GSM-R室2011.11.30刘勇全体QC小组成员3无线干扰排查整治干扰1、通过路测查找干扰源2、进行清频排除外部干扰GSM-R室相关车间2011.10.30郭鑫全体QC小组成员参数种类功能简要描述TGTBTS用于定义该BSC所有的外部相邻小区TGTPTPPKF用于定义该BSC所有的GPRS外部相邻小区HOM用于定义功率预算切换的切换电平门限HOAVPWRB用于定义了功率余量切换的平均窗口尺寸THORQST用于定义连续两次切换申请的最小时间间隔8实施对策8.1研究调整GSM-R网络参数ⅠGSM-R网络参数种类繁多，关系复杂且存在相互制衡关系，QC小组对GSM-R网络参数进行了研究，下面对维护过程中经常涉及的一些参数做简要介绍。小结：研究GSM-R网络参数对之后进行网络参数优化调整奠定了基础。参数基站名称GZN-GZDCD01GZDongCheDuanBCCH10011007BSIC6364CELLGLID46020570861204602057086121（LAC=22280,CI=24864）（LAC=22280,CI=24865）RAC44HOM6669HOAVPWRB668实施对策QC小组发现武广线基站GuangZhouNan没有创建与广深港线基站GZN-GZDCD01和GZDongCheDuan的相邻小区关系，没有建立切换关系，导致下行经常发生掉话中断。经分析，确认需配置GuangZhouNan基站外部小区TGTBTS和TGTPTPPKF数据和GuangZhouNan基站的ADJC相邻小区数据。参数修改后，武广线基站GuangZhouNan与广深港线基站GZN-GZDCD01和GZDongCheDuan切换正常。8.1研究调整GSM-R网络参数Ⅱ8实施对策列车运行到GZB-GZN14区段突发小区切换异常导致C3降级。提取数据，开始分析提取数据，开始分析……针对乒乓切换、回切、非顺序切换等异常切换情况，QC小组收集接口监测数据，进行详细的研究，多次调整了网络参数。8.1研究调整GSM-R网络参数Ⅲ8实施对策QC小组提出了解决方案：修改基站GZB-GZN14关于邻区GZB-GZN12的HOM值，由3改为5。即当发生功率预算切换时，GZB-GZN12作为切换候选小区且功率偏差值达到5dB时，才允许车载电台MT切入，这样MT就能由GZB-GZN14顺利切换到GZN-GZB15。优化切换门限HOM，由3改为5。调整后该区段切换完全正常。8.1研究调整GSM-R网络参数Ⅲ小结：GSM-R网络参数调整减少了切换异常导致列车无线超时C3降级的问题，GSM-R网络参数优化是个动态长期的过程。8.2研究解决基站闪断原因Ⅰ8实施对策小结：查找到了基站闪断原因，为之后进行整治奠定了基础。8.2研究解决基站闪断问题Ⅱ8实施对策切换基站CU模块案例：5月10日对基站LCD-SG12的CU进行了切换，切换后该基站闪断现象消除。更换基站CU模块案例：10月对基站HSX-HYD04、CSN-ZZX05、CZX-LCD09、CSN-ZZX02的CU模块进行了更换，更换后该基站闪断现场消除。升级BSC版本，将BSC软件版本由BR8升级至BR102011年12月20日QC小组配合诺西对武广线广州BSC（含BSC1台、TRAU7台、BTS98台）进行升级，升级后广州BSC下挂基站闪断现象彻底消除。2012年1月5日QC小组配合诺西对武广线长沙BSC（含BSC1台、TRAU13台、BTS131台）进行升级，升级后长沙BSC下挂基站闪断现象彻底消除。初步解决彻底解决小结：通过以上三种措施解决了基站闪断导致列车C3降级的问题。8.3排查整治干扰8实施对策说明：(1)CSN-ZZX13基站经纬度：113°3′37″，27°48′48.8″(2)932.247MHz最大干扰电平:-46.77dBm(3)933.25MHz最大干扰电平:-45.23dBm8.3排查整治干扰8实施对策广州通信段（QC小组、相关车间）配合电务处于8月要点锁闭了株北线路所—株洲西—衡山西所有GSM-R基站，进行电磁环境测试，发现K1636+825等5处GSM-R频率受到间歇性突发外部干扰，干扰电平在-40dBm-70dBm之间，严重干扰了GSM-R网络的正常工作，危及武广高铁行车安全。请求湖南省无线电管理委员会协助外部单位排查干扰源，9月干扰排除完毕。对于外部干扰，QC小组以及相关车间负责配合查找干扰源，并协调配合外部单位进行清频等干扰整治工作。对于内部干扰，由于合理的频率规划与小区设计，暂未发现武广高铁明显的内部干扰。小结：排查整治干扰解决了因为干扰导致列车