既有線ZPW-2000A無絕緣軌道電路監(jiān)測子系統(tǒng)構(gòu)建

劉海東

（上海鐵路通信工廠，上海 200436）

1 系統(tǒng)概述

為完善既有線ZPW-2000A無絕緣軌道電路系統(tǒng)的監(jiān)測功能，根據(jù)鐵道部最新頒布的《鐵路信號微機(jī)監(jiān)測技術(shù)條件》的要求，有必要在既有線ZPW-2000A無絕緣軌道電路系統(tǒng)中增加對各種設(shè)備狀態(tài)、關(guān)鍵傳輸數(shù)據(jù)的采集及處理功能，并與微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)接口，豐富微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)功能。這樣為電務(wù)維護(hù)部門提供更便利的ZPW-2000A系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)手段和方法，從而進(jìn)一步提高ZPW-2000A無絕緣軌道電路工作的穩(wěn)定性和可靠性。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

既有線ZPW-2000A監(jiān)測子系統(tǒng)主要由3種采集設(shè)備和采集處理器構(gòu)成，如圖1所示。監(jiān)測子系統(tǒng)的構(gòu)建原則是按照鐵道部的要求監(jiān)測采集內(nèi)容，信息采集內(nèi)容全面，采集設(shè)備工作可靠穩(wěn)定；需保持原ZPW-2000A無絕緣軌道電路結(jié)構(gòu)不變，改造既有系統(tǒng)的工程量需最小；新增加的采集設(shè)備不能影響原有系統(tǒng)安全、可靠運行。

采集衰耗器、采集發(fā)送檢測器和分線采集器分別采集實時數(shù)據(jù)，通過CAN總線通信方式傳給采集處理器，由采集處理器對數(shù)據(jù)按區(qū)段進(jìn)行組織匯總和邏輯處理，并形成處理結(jié)果。如區(qū)段紅光帶判斷、道床電阻測算、設(shè)備狀態(tài)報警等信息，通過高速數(shù)據(jù)通信接口將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送給微機(jī)監(jiān)測主機(jī)。

3 系統(tǒng)特點

ZPW-2000A監(jiān)測子系統(tǒng)采集的信息全面，精度符合鐵道部要求，能完成絕大部分常見故障的定位、智能判斷和維護(hù)提示；所有的采集信息經(jīng)過收集、處理后，通過開放接口納入微機(jī)監(jiān)測；在既有線ZPW-2000A軌道電路監(jiān)測升級過程中，施工改造工作量最小，便于實施；不影響原有軌道電路設(shè)備的安全性和可靠性。

4 系統(tǒng)功能

為實現(xiàn)ZPW-2000A監(jiān)測功能，系統(tǒng)配置采集衰耗器、采集發(fā)送監(jiān)測器、分線采集器和采集處理器4種設(shè)備。前3種設(shè)備是ZPW-2000A監(jiān)測子系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，用于采集原始信號數(shù)據(jù)。由于采集點多，采集信息量大，監(jiān)測功能復(fù)雜，需增設(shè)采集處理器對所采集的初始信號數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，然后通過高速數(shù)據(jù)通信接口將數(shù)據(jù)發(fā)送給微機(jī)監(jiān)測主機(jī)，最終完成對ZPW-2000A系統(tǒng)各種設(shè)備的信息采集和監(jiān)測。

4.1 采集內(nèi)容

對區(qū)間ZPW-2000A自動閉塞設(shè)備主要采集的信息：發(fā)送器的電源狀態(tài)、工作狀態(tài)、功出電壓、功出載頻、功出低頻和功出電流；接收器電源狀態(tài)、工作狀態(tài)、主軌入電壓、主軌入載頻、主軌入低頻、主軌出電壓、主軌出載頻、主軌出低頻、小軌入電壓、小軌入載頻、小軌入低頻、小軌出電壓、小軌出載頻、小軌出低頻、接收器主軌道主機(jī)、并機(jī)輸出狀態(tài)及主軌道總輸出狀態(tài)、接收器小軌道主機(jī)、并機(jī)輸出狀態(tài)及小軌道總輸出狀態(tài)、鄰軌小軌道輸出狀態(tài)、方向繼電器狀態(tài)；分線盤處發(fā)送端信號電壓、載頻和低頻；分線盤處接收端信號電壓、載頻和低頻。

對站內(nèi)ZPW-2000A電碼化設(shè)備主要采集的信息：發(fā)送器電源狀態(tài)、工作狀態(tài)、功出電壓、功出載頻、功出低頻和功出電流。

4.2 采集設(shè)備

為實現(xiàn)對上述信息的采集，在ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)中新增了如下采集設(shè)備。

（1）采集衰耗器

通過對原衰耗器進(jìn)行軟、硬件升級，將原來的衰耗器升級為具備采集功能的采集衰耗器，便可采集到發(fā)送、接收器的所有監(jiān)測信息。1臺采集衰耗器完成區(qū)間軌道電路1個區(qū)段的發(fā)送器和接收器相關(guān)信息采集，采集的內(nèi)容有12種模擬信號量和13種開關(guān)信號量。為了實現(xiàn)發(fā)送器功出電流信息的采集，在移頻架發(fā)送器背面空閑位置增加1個電流傳感器。新的采集衰耗器設(shè)備與原衰耗器設(shè)備在現(xiàn)場可互換，采集衰耗器到電流傳感器連線及CAN通信線，從衰耗器背面的萬可端子接線板引到區(qū)間移頻柜零層的空余端子，對既有的設(shè)備配線無影響。

（2）采集發(fā)送檢測器

通過對原發(fā)送檢測器進(jìn)行軟、硬件升級，將原來的發(fā)送檢測器升級為具備采集功能的采集發(fā)送檢測器，便可采集到發(fā)送器的所有監(jiān)測信息。1臺采集發(fā)送檢測器完成站內(nèi)2臺發(fā)送器信息的采集，采集的內(nèi)容有8個模擬信號量和4個開關(guān)信號量。為了實現(xiàn)發(fā)送器功出電流信息的采集，在站內(nèi)發(fā)送柜發(fā)送器背面空閑位置增加了1個電流傳感器。新的采集發(fā)送檢測器設(shè)備與原發(fā)送檢測器設(shè)備在現(xiàn)場可互換，采集發(fā)送檢測器到電流傳感器連線及CAN通信線，都是從原發(fā)送檢測器背面的空端子引出，對既有設(shè)備配線無影響。

（3）分線采集器

分線采集器外形及安裝結(jié)構(gòu)與電纜防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤相同，可利用原來的模擬網(wǎng)絡(luò)組匣空余位置來安裝，就近采集軌道電路分線盤處每個區(qū)段的發(fā)送端、接收端的信號電壓。1臺分線采集器支持12路信號輸入，可同時采集到6個軌道區(qū)段的發(fā)送端、接收端主軌道信號的電壓、載頻和低頻。分線采集器的采集點在網(wǎng)絡(luò)接口柜的零層端子。

（4） 采集處理器

采集處理器外形及安裝機(jī)構(gòu)與發(fā)送器相同，可利用原來的區(qū)間移頻柜和站內(nèi)發(fā)送柜空余的發(fā)送器位置來安裝，每個車站僅使用1臺采集處理器。采集處理器通過CAN總線收集各采集設(shè)備傳來的ZPW-2000A軌道電路各區(qū)段數(shù)據(jù)信息，包括設(shè)備狀態(tài)、區(qū)間軌道電路占用狀態(tài)、區(qū)段發(fā)送端模擬量和區(qū)段接收模擬量等信息，將各區(qū)段數(shù)據(jù)信息分析整理后進(jìn)行數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過以太網(wǎng)線傳輸給集中監(jiān)測使用。采集處理器裝有監(jiān)測子系統(tǒng)顯示終端軟件，在開通和日常電務(wù)維護(hù)過程中可以查看數(shù)據(jù)，為維修和故障分析提供參考依據(jù)。

5 結(jié)束語

隨著近年來ZPW-2000A無絕緣軌道電路設(shè)備在全路的大面積推廣運用，該系統(tǒng)作為鐵路運輸?shù)幕A(chǔ)安全設(shè)備，已經(jīng)被確立為今后鐵路發(fā)展的統(tǒng)一制式。為了提高電務(wù)部門對軌道電路的維護(hù)水平，需通過微機(jī)監(jiān)測對軌道電路信息進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的采集，而監(jiān)測子系統(tǒng)的搭建為電務(wù)維護(hù)部門提供了一個很好的ZPW-2000A軌道電路維護(hù)管理工具，為實現(xiàn)狀態(tài)修和故障的快速定位創(chuàng)造了條件，從而保障ZPW-2000A軌道電路設(shè)備穩(wěn)定、可靠的工作。