謝立山

摘? 要：文章在研究中以鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)為核心，分析鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，明確硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計，提出鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路運行中的運用，及時發(fā)現(xiàn)岔道電流故障并排除，保證鐵路運行的穩(wěn)定性和安全性，并為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng);服務(wù)器;故障

Abstract： Taking the railway signal microcomputer monitoring system as the core， this paper analyzes the structure of the railway signal microcomputer monitoring system， defines the hardware structure and software design， puts forward the application of the railway signal microcomputer monitoring system in railway operation， and timely find and eliminate the fault of the fork current， in order to ensure the stability and safety of the railway operation and provide some reference and help for the relevant researchers.

鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)融合了計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化信息技術(shù)，廣泛應(yīng)用在鐵路監(jiān)測領(lǐng)域中，在線監(jiān)測鐵路信號設(shè)備中的信息，實現(xiàn)信息量化和分析，及時發(fā)現(xiàn)鐵路運行中的安全隱患，進而保證鐵路運行的高效性和安全性。對此，為了保證鐵路的安全運行，要積極設(shè)計鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)，并將其應(yīng)用在鐵路運行中，發(fā)揮出鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的在線實時監(jiān)測作用，發(fā)現(xiàn)安全隱患并及時排除，為鐵路安全運行提供重要的保障。在這樣的環(huán)境背景下，探究鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)在鐵路運行中運用具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1 開關(guān)量采集電路

在鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)中，開關(guān)量主要監(jiān)測繼電器、控制臺按鈕、燈絲、道岔缺口等設(shè)備，及時采樣處理，為故障判斷形成數(shù)據(jù)依據(jù)。系統(tǒng)中記錄大量開關(guān)量狀態(tài)與變化情況，分析并記錄，對監(jiān)測到的異常開關(guān)量進行報警處理，有效采集時間在250ms以內(nèi)，減少引出線，設(shè)置隔離措施，進而保證設(shè)備安全運行。為了實現(xiàn)電路故障診斷，開關(guān)量中的各個子系統(tǒng)同時運行，通過PC機進行開關(guān)量控制與采集，間隔時間為20ms，進而實現(xiàn)電路故障追蹤與診斷。

1.2 電壓在線監(jiān)測

在鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)中，模擬量有電壓、電流、電纜絕緣電阻等，將其設(shè)置在采集機柜中，形成隔離模擬量調(diào)理模板，精度較高，如圖1所示，為模擬量輸入板運行結(jié)構(gòu)。

在實際運行中，電壓模擬量具有路數(shù)多、動態(tài)范圍大、種類多、安全性高等特征，模擬量精度為0.5%， 通過電阻進行檢測對象隔離采樣，可以保護混線，將高阻值電阻連接到采樣點上，使得被采集對象不受任何影響，并把電壓信號轉(zhuǎn)化為電流信號，進而提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力。

1.3 電流在線監(jiān)測

在電流在線監(jiān)測中，以道岔電流測量為主，選擇開啟式電流傳感器，將其布設(shè)在道岔電流總回路位置，傳感器沒有直接接觸電流回路，完全實現(xiàn)在線安裝，依托于電磁感應(yīng)原理，基于電隔離環(huán)境下進行直流、交流、脈沖等電流形式的測量。在實際應(yīng)用中，開啟式電流傳感器中使用線性溫度補償技術(shù)、精密恒流技術(shù)，弱化溫漂對測量精度的干擾，其輸入測量范圍在0-1000A以內(nèi)。采集機監(jiān)測道岔DQJ端口，若發(fā)現(xiàn)DQJ被吸起，每10ms就會對系統(tǒng)進行間隔采集，到DQJ落下為止。

2 鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1 采集機處理

在軟件設(shè)計中，系統(tǒng)運行后，CAN、總線、串口均開始初始化，完成后采集數(shù)據(jù)，由CAN進行初始化數(shù)據(jù)包的處理和發(fā)送，檢測CAN緩沖區(qū)是否存在數(shù)據(jù)，解析命令并采集數(shù)據(jù)，由CAN發(fā)送數(shù)據(jù)，對信號狀態(tài)進行檢測，往復(fù)循環(huán)。在采集機處理中，先是初始化程序，并讀取開關(guān)量，并實施絕緣處理和模入處理，待40ms后進行樣本處理，穩(wěn)定開關(guān)量，瞬間斷電，命令處理完成又開始讀數(shù)。

2.2 模擬量輸入處理

在該模塊中，首先進行模入處理，由CPU板利用總線選擇A/D通信線路，實現(xiàn)對CPU中A/D的控制，對模入板輸入模擬信號進行轉(zhuǎn)換處理，儲存到模擬量儲存區(qū)。

2.3 瞬間斷電處理

在電力外網(wǎng)發(fā)生故障而導(dǎo)致電源停電或是電壓波動的情況下，信號微機監(jiān)測系統(tǒng)會立即產(chǎn)生瞬間斷電報警，每隔40ms進行瞬間斷電處理，Sample kgl是瞬間斷電儲存區(qū)，數(shù)值為1， 其瞬間斷電計數(shù)器數(shù)值+1， 當(dāng)超過250時，表明還維持?jǐn)嚯姞顟B(tài);若Sample kgl儲存區(qū)不是1，若在5-200之間，就說明瞬間斷電恢復(fù)原狀，不在5-200之間，就說明沒有發(fā)生瞬間斷電情況，瞬間斷電計數(shù)器為0時，自動返回到主程序。

3 鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的實際應(yīng)用

在鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)運行中，道岔電流曲線可以直接表現(xiàn)出道岔實際運行狀態(tài)，由于道岔類型不同，其電流也有所差異，在系統(tǒng)應(yīng)用中，可以通過道岔采集機在線監(jiān)測道岔電流，通過道岔轉(zhuǎn)化過程中的電氣特征，繪制道岔電流曲線，并在日常管理中，查看微機監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過對比確定道岔電流轉(zhuǎn)換中的異?，F(xiàn)象。

3.1 無電流曲線

通過萬用表進行電源排查，判斷電源是否存在異常情況，若沒有要檢查電壓，查看是否有個別電源線斷開的情況;若電源正常，檢查功能模塊是否和道岔模板連接處配線已經(jīng)斷開;若模塊電壓、電源均處于正常狀態(tài)，則檢查模塊是否存在破壞的情況;檢查道岔的動作時間，分析采樣線，檢查DQJ記錄，找到故障點并排除故障。

3.2 道岔曲線異常情況

在道岔曲線發(fā)生異常的情況下，查看道岔電流啟動時的曲線和閉鎖后的曲線，檢查道岔自身是否存在問題，現(xiàn)場扳動，檢查道岔動作是否存在限制，若沒有問題再檢查道岔配線是否短路、斷路或是接觸不嚴(yán)，若配線正常則檢查模塊是否存在損壞，及時更換已經(jīng)破損的模塊，保證道岔電流正常。具體故障案例如下所示：

（1）S700K轉(zhuǎn)轍機無法啟動。以S700K道岔啟動故障為例，如圖2所示，B相電流為0，A、C相電流高，判定B相電源缺相，基于負(fù)載恒定下，缺相電流為0，其他兩相電流為額定電流1.73倍，其電機線圈會發(fā)熱，在實際運轉(zhuǎn)中造成電機燒毀的故障。對此，在S700K道岔電流中，設(shè)置斷相保護器進行斷相保護，一旦一相電流發(fā)生斷相后，斷相保護器會切斷動作電路，使得電機停轉(zhuǎn)，保護電機不被燒損，形成圖中的電流曲線。

（2）S700K轉(zhuǎn)轍機空轉(zhuǎn)故障。如圖3為，道岔空轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象，道岔5s后動作到位并表示出來，但在圖3中，在5s后，道岔動作曲線還在持續(xù)性動作，到了13s后停止動作，這主要是斷電保護器的作用，道岔由于自身故障問題而不能及時鎖閉，持續(xù)性發(fā)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在13s后，斷電保護器會自動切斷電源，保護設(shè)備不受損害。在5s前動作正常，說明尖軌和基本軌間存在異物，現(xiàn)場影響因素多，發(fā)生這一情況還需要管理人員到現(xiàn)場進行實地勘察，找出全部原因，進而發(fā)揮出信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的作用，及時發(fā)現(xiàn)故障并排除，保證鐵路運行的安全、可靠。

（3）密檢器故障。分析道岔電流曲線發(fā)生異常后，緩放區(qū)電流曲線臺階消失，道岔定位未出現(xiàn)表示，把道岔調(diào)到反位時，其道岔電路曲線恢復(fù)正常，而反位表示也恢復(fù)正常，判定道岔到位，說明密檢器發(fā)生故障。發(fā)生這一現(xiàn)象為兩種可能，一是道岔調(diào)位時，密檢器接點尚未歸位;二是密檢器接點沒有發(fā)生動作，需要管理人員到室外檢查具體情況，調(diào)整密檢器方位，進而排除密檢器故障。

4 結(jié)束語

綜上所述，在鐵路運行中，要完善和優(yōu)化鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)，加強硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計和軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計，擴大界面操作功能，并將鐵路信號微機監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實際，通過信號微機監(jiān)測系統(tǒng)，在線監(jiān)測道岔電流，通過道岔轉(zhuǎn)化過程中的電氣特征，繪制道岔電流曲線，查看微機監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過對比確定道岔電流轉(zhuǎn)換中的異?，F(xiàn)象，及時排除鐵路運行中的故障，進而保證鐵路運行的可靠性和安全性。

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