陳曄 李虎 馮博

（河北省軌道交通信號技術(shù)創(chuàng)新中心1)河北廊坊065500石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院2)河北石家莊050041）

1 概述

為提高普速鐵路區(qū)間設(shè)備冗余度和運用可靠性，ZPW-2000軌道電路發(fā)送器采用“1+1”雙套冗余方式，同時配置室外監(jiān)測及診斷系統(tǒng)，為現(xiàn)場維護人員提供設(shè)備故障預(yù)警、報警及維修建議，可進(jìn)一步壓縮故障處理時間，提高鐵路運輸效率。

室外采集設(shè)備作為室外監(jiān)測及診斷系統(tǒng)的采集終端，集成在信息匹配調(diào)諧單元中，分散放置于軌旁。室外采集終端需要配置其地址編號，與所對應(yīng)的信息匹配調(diào)諧單元一一對應(yīng)，以確定其所監(jiān)測設(shè)備的設(shè)置地點。

室外采集終端地址的配置，目前有以下兩種選擇：一是在室內(nèi)對室外采集終端逐一進(jìn)行地址配置，之后按照區(qū)段對應(yīng)表進(jìn)行室外設(shè)備安裝；二是設(shè)備安裝完畢，在室外現(xiàn)場逐一進(jìn)行地址配置。由此可見，兩種方式都給施工、調(diào)試和維修帶來諸多不便，尤其是新建線路的施工。為此，研究探討現(xiàn)有室外采集設(shè)備地址配置方式的改進(jìn)方法與措施，提高施工、調(diào)試和維修的效率顯得十分必要。

2 室外采集設(shè)備構(gòu)成

室外監(jiān)測設(shè)備由通信主機、通信分機、采集分機、電流傳感器、溫度傳感器組成。其中，采集分機、電流傳感器和溫度傳感器組成室外采集設(shè)備，集成在信息調(diào)諧匹配單元中。室外采集設(shè)備負(fù)責(zé)采集每段軌道電路連接調(diào)諧匹配單元的鋼軌引接線電流、電纜單根芯線電流，以及調(diào)諧匹配單元內(nèi)部的溫度信息，并利用電纜芯線，通過電力載波技術(shù)將采集的信息發(fā)送到通信分機。

室外采集設(shè)備采用電力載波通信技術(shù)，將ZPW-2000軌道電路的一對電纜芯線作為傳輸介質(zhì)，既為室外采集設(shè)備供電，又將采集到的信息回傳給室內(nèi)通信分機、通信主機。所有室外采集設(shè)備集聯(lián)于一對電纜芯線上，每套室外采集設(shè)備由唯一的標(biāo)識地址，通過電力載波通信制式，自動組網(wǎng)，自動中繼。在系統(tǒng)單個節(jié)點故障時，可以通過路由表重新建立后續(xù)節(jié)點跨過故障節(jié)點，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞覂?nèi)通信分機?？煽焖俣ㄎ唤Y(jié)點故障位置，實時反應(yīng)移頻軌道電路室外設(shè)備運用狀態(tài)、預(yù)防窒外設(shè)備故障發(fā)生、實現(xiàn)故障點快速定位.縮短故障維修延時，實現(xiàn)室外數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。室外監(jiān)測設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖1，信息調(diào)諧匹配單元示意圖見圖2。

圖1 室外監(jiān)測設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 信息調(diào)諧匹配單元示意圖

3 配置方式

依據(jù)室外采集設(shè)備原理及其所采用的電力載波通信技術(shù)，室外采集設(shè)備采用地址作為唯一性標(biāo)識，從而保證現(xiàn)場應(yīng)用時其所采集的軌道區(qū)段及送受端的唯一性及可識別性。

實際現(xiàn)場應(yīng)用過程中，針對室外采集設(shè)備的地址配置主要采用在室外進(jìn)行逐點配置的方式。目前常用的地址配置方式如下：

3.1 采用撥碼開關(guān)配置方式

采用室外采集設(shè)備內(nèi)部撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)置，通過對撥碼開關(guān)的高低位地址進(jìn)行置0、置1，確保每套室外采集設(shè)備地址的唯一性。

這種配置方式的優(yōu)先是地址設(shè)置操作簡單方便，不需要額外配置設(shè)備。缺點是目前室外采集設(shè)備已集成到信息匹配調(diào)諧單元內(nèi)部，設(shè)置撥碼開關(guān)時需要打開信息匹配調(diào)諧單元以及內(nèi)部的采集分機防塵防水蓋。操作不當(dāng)可能會對室外采集設(shè)備的IP防護性能產(chǎn)生影響。

3.2 采用終端有線配置方式

采用配置工具通過電力載波端子以有線方式對室外采集設(shè)備進(jìn)行地址配置，確保每套室外采集設(shè)備地址的唯一性。

這種配置方式的優(yōu)點是不需要打開信息匹配調(diào)諧單元內(nèi)部采集分機防水防塵蓋。缺點是需要提供專用地址配置設(shè)備，同時需要打開信息匹配調(diào)諧單元，通過電力載波端子逐一進(jìn)行地址配置，作業(yè)工作量大。

3.3 采用終端無線配置方式

采用配置工具通過NFC、近場天線等無線方式對室外采集設(shè)備進(jìn)行地址配置，確保每套室外采集設(shè)備地址的唯一性。

這種配置方式的優(yōu)點是不需要打開信息匹配調(diào)諧單元，貼近采集分機內(nèi)部感應(yīng)天線，在有效距離內(nèi)即可完成地址配置。缺點是需要提供專用地址配置設(shè)備，現(xiàn)場需要逐一進(jìn)行地址配置，作業(yè)工作量大。

由圖3可見，上述既有地址配置方式，均需要在室外進(jìn)行逐點配置。從技術(shù)上來，其原因是共用通信分機同一通道的室外采集設(shè)備，均連接在同一個電纜芯線組上。室內(nèi)通信主機需要知道某一室外采集設(shè)備通道號、地址才能進(jìn)行通信，若一個電纜芯線上有多個同一地址室外采集設(shè)備，因室外采集設(shè)備采用自動組網(wǎng)、自動中繼技術(shù)，則室內(nèi)通信主機可能某一時刻隨機與其中一套室外采集設(shè)備通信，下一時刻是另外一套室外采集設(shè)備，無法準(zhǔn)確定位到某一具體室外采集設(shè)備。因此，需要采用手段及措施，將室外采集設(shè)備的地址進(jìn)行唯一性標(biāo)識。目前采用的方式大都為事先將室外采集設(shè)備安裝在室外，然后逐點進(jìn)行配置的方式。該類配置方式工作量大，給施工、調(diào)試及維修帶來不便。

圖3 室外采集設(shè)備既有地址配置方式示意圖

4 展望

結(jié)合目前室外采集設(shè)備現(xiàn)場配置的方式及特點，參考其他設(shè)備配置方式，為提高施工、調(diào)試及維修的效率，提出如下室外采集設(shè)備現(xiàn)場配置改進(jìn)方法。

4.1 采用室內(nèi)地址可配置方式

對同一站的所有室外采集設(shè)備地址進(jìn)行統(tǒng)一管理，分配不同地址，確保地址唯一性?，F(xiàn)場安裝時無特殊要求，不需要進(jìn)行地址與區(qū)段對應(yīng)。調(diào)試時，在室內(nèi)通過逐區(qū)段上電，識別地址與區(qū)段、送受端對應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)需要對室外采集設(shè)備的地址配置信息進(jìn)行修改。

該配置方式直接出廠時或在檢修所、車間設(shè)置成唯一地址，不需要再去室外進(jìn)行逐點配置，在室內(nèi)完成室外采集設(shè)備地址與區(qū)段關(guān)系對應(yīng)，節(jié)省了工作量及施工調(diào)試難度。

4.2 采用MAC地址配置方式

隨著技術(shù)進(jìn)步，有些室外采集設(shè)備內(nèi)部自帶唯一性標(biāo)識的MAC地址?？梢赃M(jìn)一步探索，由室內(nèi)通信主機、通信分機通過具備唯一性標(biāo)識的MAC地址與室外采集設(shè)備進(jìn)行通信，完成地址配置信息的修改，實現(xiàn)地址與區(qū)段關(guān)系對應(yīng)。

該配置方式不對信息匹配調(diào)諧單元安裝進(jìn)行約束，同時不需要提前對室外采集設(shè)備地址進(jìn)行預(yù)設(shè)定。在調(diào)試時，通過MAC建立地址與區(qū)段、送受端對應(yīng)關(guān)系即可?？蛇M(jìn)一步節(jié)省工作量及施工調(diào)試難度。

由圖4可見，改進(jìn)后室外采集設(shè)備地址配置方式，均在室內(nèi)進(jìn)行地址配置，不需要去室外進(jìn)行逐點配置，可大大節(jié)省現(xiàn)場調(diào)試、施工工作量及難度。

圖4 室外采集設(shè)備改進(jìn)地址配置方式示意圖

5 結(jié)論

本文針對ZPW-2000軌道電路室外采集設(shè)備既有不同地址配置方式、優(yōu)缺點，以及涉及不同程度施工、調(diào)試及維修工作量進(jìn)行探討。基于進(jìn)一步減少現(xiàn)場工作量及施工調(diào)試難度的出發(fā)點，對室外采集設(shè)備地址配置方式提出改進(jìn)，希望為室外采集設(shè)備的開發(fā)、改進(jìn)及現(xiàn)場配置提供建議及參考。