李尚彬

（成都鐵路局重慶電務(wù)段，重慶 401147）

CTCS-2級列控系統(tǒng)是ZPW-2000A軌道電路和點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸列車運(yùn)行許可信息的列車控制系統(tǒng)，其中ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路設(shè)備完成列車占用檢查，向接車發(fā)送行車信息和斷軌檢查等功能，是保證列車速度、高密度、高安全的基礎(chǔ)設(shè)備。然而ZPW-2000A設(shè)備的在運(yùn)用過程中，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)ZPW-2000A設(shè)備的故障，本文提出實(shí)現(xiàn)ZPW-2000A設(shè)備的運(yùn)用過程的動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)分析。

1 監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型如圖l所示，主要由3個部分組成，分別為軌道占用，主軌、小軌、軌出、功出電壓，功出電流，分線盤發(fā)送電壓、電流等的數(shù)據(jù)采集部分；數(shù)據(jù)解析、故障判別的數(shù)據(jù)分析部分；以及故障顯示和維修建議等的報(bào)警部分。

圖1

1.1 數(shù)據(jù)采集部分

據(jù)采集設(shè)備由接收電壓采集器、區(qū)間移頻接收綜合采集器、移頻發(fā)送綜合采集器和采集處理器構(gòu)成。其中接收電壓采集器用于移頻ZPW-2000A的主軌接收電壓和小軌接收電壓，進(jìn)行高阻隔離采集。區(qū)間移頻接收綜合采集器能在兩個混合移頻(載波)信號中解調(diào)出主頻信號，它能同時(shí)對主頻信號的載波頻率、低頻基波頻率、載波電壓幅值及副頻信號的電壓幅值進(jìn)行監(jiān)測。通過輸入的主副頻信號和開關(guān)量判斷有無故障（故障包括主軌道故障、小軌道故障、左調(diào)諧故障和右調(diào)諧故障），可記錄下故障發(fā)生的時(shí)間，數(shù)據(jù)信息通過RS485總線上傳；移頻發(fā)送綜合采集器種在 1700-2600Hz/450-950Hz移頻(載波)信號中解調(diào)出0-30Hz低頻信號的專用傳感器，用于移頻發(fā)送端及站內(nèi)電碼化的監(jiān)測。它能同時(shí)對移頻載波頻率、低頻基波頻率、載波電壓幅值、載波電流幅值四種信號進(jìn)行監(jiān)測，并通過RS485上傳數(shù)據(jù)和信息；采集處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳處理。主要任務(wù)是將下位機(jī)傳送的ZPW-2000A采集數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析部分，在分析后對相應(yīng)的故障進(jìn)行判別。

2 故障分析流程

故障的分析流程圖是經(jīng)過對所收集信息的詳細(xì)判斷后的對分析過程進(jìn)行直觀的圖形表現(xiàn)。流程圖的每個位置代表某一個判斷條件，當(dāng)該條件滿足時(shí)，將依照流向繼續(xù)下一節(jié)點(diǎn)的判斷，直到找尋到故障內(nèi)容。若沒有任何距配的故障內(nèi)容，則認(rèn)為當(dāng)前狀態(tài)是正常的。具體故障分析流程如圖2所示。從圖2中可以看出，針對ZPW-2000A設(shè)備的故障診斷大致過程如下：當(dāng)區(qū)間軌道出現(xiàn)紅光帶時(shí)，首先判斷該紅光帶是正常過車占用還是故障紅光帶，如果該區(qū)段前后設(shè)備依次占用，則根據(jù)三點(diǎn)檢查認(rèn)為該次為正常過車，不再進(jìn)行故障分析；若不是，則根據(jù)ZPW-2000A設(shè)備的原理，如果當(dāng)前軌道設(shè)備的前后軌都沒有出現(xiàn)過紅光帶，則可以將故障分析的范圍縮小在發(fā)送通道、軌面故障或衰耗盒故障范圍內(nèi)；如果本軌區(qū)段紅光帶同時(shí)后方軌道也出現(xiàn)了紅光帶，則可以將故障分析的范圍縮小在接收通道范圍內(nèi)。

圖2

在對故障處所的初步定位后，需要進(jìn)一步深入判斷故障可能出現(xiàn)的位置，此時(shí)可以結(jié)合采集的各項(xiàng)模擬量進(jìn)行綜合判斷。由于各種故障導(dǎo)致的采集模擬量電氣特性變化存在差異，所以可以將各類故障的異常特性進(jìn)行總結(jié)歸納，從而形成有效判斷故障的依據(jù)。表l歸納了一些故障發(fā)生時(shí)各項(xiàng)采集模擬量變化的情況。依照表l的特征對各項(xiàng)采集模擬量進(jìn)行依次匹配分析，據(jù)此可以準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生的處所。該系統(tǒng)以每天24 h不間斷運(yùn)行的方式，實(shí)時(shí)在系統(tǒng)后臺對所有zPW.2000A設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也具有故障回放、報(bào)警查詢、設(shè)備狀態(tài)查詢等事后分析功能，為今后可能的故障提供經(jīng)驗(yàn)參考。

3 故障判斷舉例

圖3 軌補(bǔ)償電容失效時(shí)電壓變化曲線圖

如圖3，該故障表現(xiàn)為主軌電壓會隨氣候而變化，小軌電壓非常穩(wěn)定，功出電壓、電流正常。在進(jìn)行故障分析和解決時(shí)應(yīng)參考以下步驟方法：（1）首先根據(jù)原理判斷故障發(fā)生的位置，如圖所示，圖中的主軌電壓會隨氣候而變化，小軌電壓非常穩(wěn)定，故障點(diǎn)在主軌區(qū)段。（2）進(jìn)一步分析主軌道各項(xiàng)采集量。（3）經(jīng)過分析得出氣候?qū)χ鬈壍挠绊憳O大，主軌的電壓在不同氣候條件下波動很大，而小軌電壓值變化一直相對平穩(wěn)。（4）分析這些因素之后，就要對設(shè)備的故障進(jìn)行恰當(dāng)?shù)囊纛l警示。（5）使用者根據(jù)操作界面的警示等判斷設(shè)備非正常運(yùn)行的位置，然后工作人員對設(shè)備相應(yīng)位置進(jìn)行篩查，最終確定故障位置，解決故障。經(jīng)過監(jiān)測設(shè)備一段時(shí)間的運(yùn)行，這套故障申報(bào)和解決的方案已經(jīng)日臻完善，基本上可以滿足多數(shù)故障的發(fā)現(xiàn)和修理。對于現(xiàn)場操作具有重要的指導(dǎo)意義。

結(jié)語

使用微機(jī)監(jiān)控手段可以高效的監(jiān)控CTCS-2列控系統(tǒng)中ZPW-2000A設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦出現(xiàn)問題可以第一時(shí)間進(jìn)行故障的發(fā)現(xiàn)以及故障的解決，對于列控系統(tǒng)來講是重要的輔助手段，便于現(xiàn)場維修，增加工作效率。

[1]林勇奇.南寧鐵路局南寧電務(wù)段.微機(jī)監(jiān)測問題庫動態(tài)管理系統(tǒng).廣州，2010.

[2]趙自信.ZPW-2000A無絕緣移頻自動閉塞技術(shù)培訓(xùn)教材[M].北京：北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院，2004.