李繼東 楊華昌 王偉彬

李繼東:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

楊華昌:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 副研究員100081 北京

王偉彬:鄭州電務(wù)段信息技術(shù)科 助理工程師 450052 鄭州

駝峰無線機車遙控系統(tǒng)是自動化駝峰的配套設(shè)備，在大型和中型編組站的解體作業(yè)中，實現(xiàn)推峰速度自動控制，提高解體效率，改善司機勞動條件，使車站值班員對推峰作業(yè)具備可干預(yù)性。該系統(tǒng)1995年升級為3U雙層VME控制計算機的硬件結(jié)構(gòu);2005年升級為6U立式AMD188CPU雙高AT96總線控制計算機的硬件結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性得到了巨大的提高，故障率降低了，可維護性增強了。

目前，現(xiàn)場使用的無線機車遙控設(shè)備，有開通年代較早的VME結(jié)構(gòu)，如衡陽北、濟南西上行場、濟南西下行場，也有近幾年開通的采用AMD CPU的新型結(jié)構(gòu)。這樣就造成了現(xiàn)場維護不統(tǒng)一，故有必要對不同年代的機車遙控產(chǎn)品進行歸納和整理，使現(xiàn)場維護人員能夠更加方便地對設(shè)備進行維護。

1 三代車載設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)

駝峰無線機車遙控系統(tǒng)的車載設(shè)備從硬件結(jié)構(gòu)上可以分為3代。

第1代:邏輯電路階段。每一個具備單獨功能的板件都由邏輯電路搭建，系統(tǒng)軟件使用匯編語言開發(fā)，開發(fā)周期長，調(diào)試起來費時費力。這個階段主要是在上世紀(jì)80年代，目前這種設(shè)備在全國編組站已經(jīng)絕跡，也就不需要進行維修了。

第2代:微型計算機控制階段。系統(tǒng)的控制計算機引入了在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的VME總線工業(yè)控制機，使用 VME總線V40 CPU板(VME5086)。系統(tǒng)利用單高歐式卡的16位VME總線規(guī)范，采用標(biāo)準(zhǔn)的96針DIN416/IEC602-3連接器，提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)需要的硬件條件，如串口通信、脈沖計數(shù)、開入開出等都可以通過加載擴展板來實現(xiàn)。系統(tǒng)的主機箱采用雙層3U的結(jié)構(gòu)，分為上下2層，上層為電臺和電源層，下層為主機層。車載主機箱的尺寸為530 mm(長) ×330 mm(寬) ×300 mm(高)。上層有通信電臺、轉(zhuǎn)換電源板、電臺電源板;下層有CPU板、計數(shù)板 (JSB)、開入板 (KRB)、開出板 (KCB)、串口板 (COM)、主機電源板(ZJPW)、測速板 (CSB)、接口電源板 (DYB)、繼電器板1(J1B)、繼電器板2(J2B)等。系統(tǒng)搭載MS-DOS操作系統(tǒng)，采用C/C++作為主要編程語言，極大地提高了開發(fā)效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)控制程序最后固化在EPROM中。遙控車載顯示器上的速度顯示采用數(shù)碼管邏輯電路，其余如信號顯示、遙控狀態(tài)、手柄狀態(tài)、制動等級等信息則采用指示燈表示，設(shè)備比較笨重。這個產(chǎn)品主要應(yīng)用在上世紀(jì)90年代末期和本世紀(jì)初。

第3代:集成計算機控制階段?；贏MD80188ER CPU的雙高AT96總線模板的CPU板，將眾多系統(tǒng)使用的硬件資源集成在了一塊板子上，真正成為一塊集成板。系統(tǒng)控制主機箱采用6U結(jié)構(gòu)，整個機車遙控機箱只有電臺板、轉(zhuǎn)換電源板、接口電源板、檢測控制板，共4塊板件。主機箱尺寸為 300 mm(長) ×240 mm(寬) ×295 mm(高)。CPU板集成了16路I/O，可以用作輸出和讀回。系統(tǒng)上傳和下載程序使用串口連接到終端計算機，通過終端軟件進行上傳和下載。CPU板內(nèi)系統(tǒng)為KTDOS 2.20(與MSDOS 3.3完全兼容)，硬件資源包含串口、計數(shù)接口、語音接口、看門狗等功能。可以說，機車遙控在這塊CPU板的配合下，技術(shù)上提高了一大步。

車載顯示器采用帶彩色液晶顯示屏的小型結(jié)構(gòu)，尺寸也從 2代的 480 mm(長) ×140 mm(寬) ×100 mm(高)，降到了275 mm×90 mm×125 mm。車載顯示器提供豐富的人機界面，方便了司機使用。地面設(shè)備和駝峰自動化系統(tǒng)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)3～12 km/h自由調(diào)速，給車務(wù)人員提供了方便。車載設(shè)備面板指示燈能夠指示設(shè)備的一些運行狀態(tài)，方便了現(xiàn)場維修人員處理故障。

2 三代車載設(shè)備的特點和使用情況

2.1 特點

第1代:設(shè)備笨重，不方便維護。

第2代:設(shè)備維護相比第一代方便了許多，設(shè)備也小型化了許多。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還比較復(fù)雜，處理故障不夠方便。出現(xiàn)一個故障，需要把可能出現(xiàn)這個故障的相關(guān)設(shè)備都檢查一遍才能判斷故障點。設(shè)備接插件在機車長時間的震動下也會變得不穩(wěn)定。

第3代:設(shè)備小型化、維護方便，故障處理思路清晰，現(xiàn)場維護方便，設(shè)備穩(wěn)定性有大幅提高，在現(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用，得到了現(xiàn)場使用單位、維護單位的一致好評。

2.2 使用情況

第一代已經(jīng)不再使用;第二代應(yīng)用在濟南西上行場、濟南西下行場、衡陽北站;第三代目前應(yīng)用在喬司編組站，昆明東、株洲北 (上行)、洪塘鄉(xiāng)、徐州北 (上行)、豐臺西 (下行)、哈爾濱南(上行)、哈爾濱南 (下行)、新豐鎮(zhèn) (上行)、新豐鎮(zhèn) (下行)、柳州南，豐臺西 (上行)、安康東、鄭州北 (下行)、寶雞東、株洲北 (下行)、襄樊北編組站、石家莊南站 (新)、懷化南等編組站。

目前全國正在使用無線機車遙控設(shè)備的有20余個路網(wǎng)性編組站。其中采用第3代硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)備，現(xiàn)場使用情況最穩(wěn)定。

3 車載設(shè)備的常見故障及其判斷方法

3.1 制動控制機換向閥及制動機控制箱故障

使用遙控控車時，司機進行小閘制動即可切除遙控，此時就是切斷了遙控換向閥內(nèi)的氣動接點。由于氣動接點動作頻繁，并且機車內(nèi)部氣路濕氣等原因，氣動接點容易損壞，造成遙控狀態(tài)不能被切除或者不能進入遙控狀態(tài)。遙控的建立原理圖如圖1所示。

正常情況下，氣動接點XA處在導(dǎo)通狀態(tài)，按壓自復(fù)式遙控按鈕YKA使繼電器YKJ得電吸起，通過YKJ的一組接點形成自保電路。如果氣動接點XA處在常斷狀態(tài)就會影響自保電路的形成，導(dǎo)致不能進入遙控。如果氣動接點XA處在常通狀態(tài)就會影響小閘切除遙控的功能，導(dǎo)致不能切除遙控。換向閥故障處理流程圖如圖2所示。

圖1 遙控建立原理圖

圖2 換向閥故障處理流程圖

機車制動控制箱是機車遙控的制動裝置，內(nèi)部有3個電磁閥可以產(chǎn)生七級制動壓力，每級制動壓力的大小調(diào)整在0.7～0.9 kPa。機車遙控制動控制箱故障處理流程圖見圖3。

3.2 查詢器系統(tǒng)故障

機車查詢器采用CXZ-97型新型查詢器系統(tǒng)，主要包括查詢器主機和查詢器。有以下幾個常見故障:①機車不能正常接收股道號;②遙控車載顯示器報點式故障;③接收應(yīng)答器時有時無。

機車不能正常接收股道號主要是查詢器主機或者查詢器天線故障，需要進行更換;遙控顯示器報點式故障主要是查詢器主機和遙控車載主機之間的通信中斷造成，需要對查詢器主機和機車遙控主機以及二者之間的通信電纜進行檢查;應(yīng)答器時有時無，主要是由于查詢器安裝位置有偏差、查詢器主機發(fā)送功率不足引起。查詢器應(yīng)該安裝在機車底部兩側(cè)輪對之間的中軸線位置，現(xiàn)場安裝時應(yīng)確保其與中心位置偏差小于10 mm。查詢器系統(tǒng)故障處理流程圖見圖4。

3.3 機車電臺信號故障

遙控車載電臺天線采用吸盤天線，其天線桿在現(xiàn)場使用過程中容易脫落，造成接收信號不穩(wěn)定?，F(xiàn)場應(yīng)該定期檢查天線狀態(tài)，確保其不受損。個別機車也發(fā)生過機車電臺損壞造成接收信號不穩(wěn)定的故障。電臺部分故障處理流程圖見圖5。

3.4 接口箱內(nèi)繼電器故障

遙控接口箱內(nèi)采用24V歐姆龍繼電器，每個繼電器有3組接點，各有不同的用途。由于遙控接口箱的接線端子是機務(wù)和電務(wù)的分界，因此故障必須確認到接口箱接線端子上。首先，按照繼電器狀態(tài)和輸出條件的對照關(guān)系檢查輸出條件;然后，檢查主機箱輸出條件和接口箱內(nèi)繼電器吸起關(guān)系。接口部分的故障應(yīng)按照 (接口箱端子→接口箱繼電器→繼電器板→開出板)順序依次進行檢查。機車控制狀態(tài)和繼電器的對應(yīng)關(guān)系:后退→1JF↑，2JF↓，3JF↑，5JF—8JF↓;前進→1JF↓，2JF↑，3JF↑，5JF—8JF↓;前進1位→2JF↑，3JF↑，5JF↑，1JF↓，6JF—8JF↓;前進保位→2JF↑，3JF↑，5JF↑，6JF↑，8JF↑，1JF↓，7JF↓;前進升位→2JF↑，3JF↑，5JF—8JF↑，1JF↓;制動1→ZDJF1↑;制動2→ZDJF2↑;制動4→ZDJF3↑。

3.5 速度傳感器故障

機車遙控的速度采集采用雙通道，起到互為校驗的作用。第2代遙控車載速度信號主要是通過測速板輸入到計數(shù)板中。測速板的指示燈含義:L1為總柴油機轉(zhuǎn)速總表示;L2、V1為一路機車速度表示;L3、V2為二路機車速度表示;L4、N1為一路柴油機轉(zhuǎn)速總表示;L5、N2為二路柴油機轉(zhuǎn)速總表示;L6、N3為三路柴油機轉(zhuǎn)速總表示。測速燈不亮說明速度信號沒有進入主機，檢查速度傳感器及其接線。速度線纜故障主要發(fā)生在機車換裝時。速度傳感器故障處理流程圖見圖6。

圖5 電臺部分故障處理流程圖

圖6 速度傳感器故障處理流程圖

3.6 機車遙控車載顯示器故障

機車顯示器常見故障表現(xiàn)為:顯示器不能正常顯示，沒有語音，信號燈不顯示，顯示器白屏。顯示器故障處理流程圖見圖7。

3.7 顯示器語音報警

顯示器上顯示注意時，會進行語音提示。顯示器顯示的注意和語音提示對應(yīng)關(guān)系如下。

注意1:點式通信故障表示機車遙控主機與應(yīng)答器主機通信故障。

注意2:測速故障表示速度信號故障。

注意3:制動報警表示制動控制故障。

注意4:牽引報警表示牽引控制故障。

注意5:過載報警表示牽引過載。

3.8 故障判斷原則

遙控車載設(shè)備的故障判斷應(yīng)該依照從外到內(nèi)的原則。先確認外部故障，再確認內(nèi)部故障。然后檢查設(shè)備各部分連接線是否正常，查詢器主機和查詢器、遙控主機之間連接是否正常，車載主機到接口箱、查詢器主機、電臺天線、顯示器各部分連接線是否正常。再對設(shè)備各部分工作電壓進行測量。設(shè)備有可能是幾個故障同時發(fā)生，這種情況下要沉著冷靜，一個一個處理，避免故障之間互相干擾，影響判斷。判斷出故障設(shè)備后，應(yīng)及時進行更換。

4 結(jié)束語

隨著計算機技術(shù)的進步，機車遙控車載設(shè)備也有了很大的進步。設(shè)備的穩(wěn)定性、抗干擾能力都有了很大提高。在堅持采用安全電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，采用新型的、可靠的硬件結(jié)構(gòu)必將提高車載設(shè)備的應(yīng)用水平。

希望通過努力，能使其更好地服務(wù)于現(xiàn)場，并發(fā)揮更大的作用。

［1］ VME5000系列工業(yè)控制機系統(tǒng)ⅡV40 CPU板(VME5086)使用說明書．康拓工控，1995．

［2］ 林通源．TY5駝峰無線機車遙控技術(shù)手冊．2008．