JWJ-C2型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備在電氣化區(qū)段出現(xiàn)的問(wèn)題和改進(jìn)

馮 軍

馮 軍:蘭州鐵路局銀川電務(wù)段 工程師 750012 銀川

2011投入運(yùn)營(yíng)的太中銀鐵路在蘭州局管內(nèi)是單線區(qū)段，由于地理環(huán)境較差，站間距離長(zhǎng)，結(jié)合CTC系統(tǒng)的建設(shè)，必須選用單線自動(dòng)站間閉塞模式。因此選用JWJ-C2型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備，其站間傳輸通道利用2芯獨(dú)立光纖來(lái)傳遞計(jì)軸信息，通過(guò)結(jié)合電路，將計(jì)軸的區(qū)間檢查輸出條件和所傳遞的閉塞條件直接與車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)備相結(jié)合，自動(dòng)檢查區(qū)間空閑與占用，隨著辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路自動(dòng)辦理閉塞，待列車(chē)出清區(qū)間后自動(dòng)解除閉塞，從而實(shí)現(xiàn)一體化的計(jì)軸自動(dòng)站間閉塞。但該設(shè)備自2011年1月開(kāi)通以來(lái)運(yùn)用狀態(tài)極不穩(wěn)定，故障頻發(fā)。為此，銀川電務(wù)段會(huì)同設(shè)備廠家，于2011年10月26日在故障最為頻繁的高沙窩車(chē)站進(jìn)行了連續(xù)16天的跟蹤、試驗(yàn)和測(cè)試，找到了引發(fā)故障的主要原因，并進(jìn)行了有針對(duì)性的技術(shù)改造。改進(jìn)后的計(jì)軸設(shè)備在高沙窩站試用60天，運(yùn)用狀態(tài)良好。現(xiàn)已在太中銀蘭州局管內(nèi)其余18站推廣。

1 故障現(xiàn)象、處理過(guò)程及分析

當(dāng)計(jì)軸設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)軸機(jī)柜內(nèi)報(bào)警燈亮紅燈，運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)相關(guān)的軸數(shù)顯示窗不停閃爍，聯(lián)鎖設(shè)備也出現(xiàn)語(yǔ)音告警，提示車(chē)站值班人員計(jì)軸設(shè)備報(bào)警?？刂婆_(tái)顯示區(qū)間占用燈亮紅燈，默認(rèn)為區(qū)間占用，導(dǎo)致已開(kāi)放的出站信號(hào)機(jī)關(guān)閉或列車(chē)進(jìn)站后不能復(fù)原。此時(shí)進(jìn)行計(jì)軸復(fù)零操作也不起作用，只能通過(guò)更換室外檢測(cè)器板卡等方式消除故障，造成處理故障的時(shí)間很長(zhǎng)。

通過(guò)數(shù)月大量的故障處理經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)主要是采取3種措施進(jìn)行故障排除:①重新拔插有關(guān)檢測(cè)板卡;②更換相關(guān)板卡;③甩除接地線。

根據(jù)處理過(guò)程分析認(rèn)為，當(dāng)重載列車(chē)通過(guò)時(shí)，由于牽引電流很大，軌面對(duì)地電壓增高，干擾信號(hào)從地線通過(guò)防雷單元竄入到通信線上，造成室內(nèi)外通信中斷，此時(shí)，車(chē)站進(jìn)行復(fù)零操作不能成功，計(jì)軸設(shè)備故障無(wú)法消除。現(xiàn)場(chǎng)維修人員重新拔插或更換室外檢測(cè)器板卡，相當(dāng)于單元板重新上電復(fù)位，故障得以消除。此外，甩除了接地線，也就從某一條通路阻斷了牽引電流的干擾，消除了故障因素之一，但是計(jì)軸設(shè)備卻又要求必須接地。如何既保證計(jì)軸設(shè)備可靠接地，又能消除因牽引電流造成的干擾，即是必須要解決的問(wèn)題。

2 改進(jìn)方案

2.1 軟件改進(jìn)

1．主控卡 (MCU)、計(jì)數(shù)卡 (ACU)、檢測(cè)卡(SDU)軟件改進(jìn)。為提高總線的抗干擾能力，防止因錯(cuò)誤引起總線長(zhǎng)時(shí)間處在退出 (關(guān)閉)狀態(tài)，在軟件中增加了對(duì)CAN總線狀態(tài)寄存器的監(jiān)控和自動(dòng)復(fù)位功能。當(dāng)檢測(cè)到CAN總線因數(shù)據(jù)被干擾發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤而自動(dòng)退出時(shí)，立即對(duì)CAN控制器進(jìn)行復(fù)位，縮短了總線通道中斷時(shí)間。如:在總線出現(xiàn)幾次發(fā)送錯(cuò)誤或接收錯(cuò)誤后，及時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位操作。

2．系統(tǒng)軟件改進(jìn)。為防止JWJ-C2型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備因車(chē)輪傳感器單組磁頭故障，且未被提前檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的特殊條件下，可能造成系統(tǒng)在列車(chē)經(jīng)過(guò)車(chē)輪傳感器后不能可靠計(jì)軸這一危險(xiǎn)后果，利用計(jì)軸設(shè)備故障情況下，列車(chē)輪對(duì)經(jīng)過(guò)車(chē)輪傳感器時(shí)，能可靠接收到的單脈沖 (即無(wú)重疊區(qū)的單組磁頭軸脈沖或軋半軸)信息和引入的進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第1個(gè)軌道區(qū)段 (車(chē)輪傳感器所在的WG或DG區(qū)段)狀態(tài)信息，通過(guò)軟件控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)站間閉塞計(jì)軸設(shè)備的故障-安全防護(hù)。

當(dāng)計(jì)軸設(shè)備接收到主傳感器任意一組磁頭的1個(gè)單脈沖信息時(shí)，判斷進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第1個(gè)軌道區(qū)段 (WGJ或DGJ)的狀態(tài)。若該軌道區(qū)段在空閑狀態(tài)，則判定其為干擾;若該軌道區(qū)段在占用狀態(tài)，則判定軋半軸為有效并記錄。該狀態(tài)一直保持至接收到第2個(gè)單脈沖信息而控制區(qū)間軌道繼電器(QGJ)落下或主傳感器正常計(jì)軸后控制區(qū)間軌道繼電器 (QGJ)落下。

當(dāng)計(jì)軸設(shè)備接收到主傳感器任意一組磁頭的連續(xù)2個(gè)及以上單脈沖信息時(shí)，判斷進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第1個(gè)軌道區(qū)段 (WGJ或DGJ)的狀態(tài)。若該軌道區(qū)段在空閑狀態(tài)，仍判定其為干擾;若該軌道區(qū)段在占用狀態(tài)，則系統(tǒng)立即控制區(qū)間軌道繼電器(QGJ)落下，使區(qū)間處于占用狀態(tài)并記錄和報(bào)警。

當(dāng)計(jì)軸系統(tǒng)發(fā)生未正常計(jì)軸而控制區(qū)間軌道繼電器 (QGJ)落下，使區(qū)間處于占用狀態(tài)的故障后，不能隨進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第1個(gè)軌道區(qū)段 (WGJ或DGJ)的出清和傳感器故障的排除而自動(dòng)恢復(fù)，須經(jīng)確認(rèn)區(qū)間空閑，并采用人工復(fù)零方式復(fù)原后，才能恢復(fù)計(jì)軸設(shè)備正常工作。在傳感器故障未修復(fù)前，如經(jīng)人工復(fù)零方式復(fù)原并發(fā)出列車(chē)后，該故障狀態(tài)仍將重復(fù)出現(xiàn)。

3．為減少±1軸干擾對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?，恢?fù)原軟件利用2JGJ與WGJ(或DGJ)并聯(lián)條件，判別實(shí)現(xiàn)±1軸容錯(cuò)的功能。

2.2 硬件改進(jìn)

對(duì)室內(nèi)主控卡 (MCU)、室外計(jì)數(shù)卡 (ACU)和檢測(cè)卡 (SDU)中有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸通道CAN總線收發(fā)器、控制器的元器件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和更換，以改善總線的抗干擾能力。即減小短路保護(hù)電阻阻值、更換通信斜率電阻、調(diào)整終端匹配電阻、增加高頻濾波電容、完善CAN總線保護(hù)電路等。具體內(nèi)容見(jiàn)表1、表2及表3。

表1 主控卡 (MCU)硬件更改表

表2 計(jì)數(shù)卡 (ACU)硬件更改表

表3 檢測(cè)卡 (SDU)硬件更改表

2.3 防雷器件改進(jìn)

將原有信號(hào)防雷器底座 (PT 1×2-BE)更換為帶有氣體放電管的底座 (PT 1×2+F-BE)，接線不變，用于隔離來(lái)自于地線的干擾。

2.4 其他改進(jìn)

1．更改室內(nèi)至室外計(jì)軸點(diǎn)間計(jì)軸專用電纜及室內(nèi)通道屏蔽線的屏蔽接地方式。在室內(nèi)分線柜處分別將車(chē)站兩端電纜鋁護(hù)套和通道屏蔽線的屏蔽層，單獨(dú)引7×0.57軟線接至綜合接地匯流排。

2．檢查室內(nèi)計(jì)軸機(jī)柜柜體是否按標(biāo)準(zhǔn)接至綜合接地匯流排。如未按標(biāo)準(zhǔn)接地良好，進(jìn)行補(bǔ)接(要求接地電阻小于1 Ω)。

3．檢查室內(nèi)至室外計(jì)軸點(diǎn)間計(jì)軸專用電纜通信線對(duì)和電源線對(duì)使用情況。通信線對(duì)和電源線對(duì)應(yīng)使用不同的4芯組且對(duì)絞使用。存在不符時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，并將通信線對(duì)由原0.9 mm線徑的芯線調(diào)整為1.0 mm線徑的芯線。

4．檢查和更改室外計(jì)軸點(diǎn)設(shè)備及電纜鋁護(hù)套接地情況。電纜鋁護(hù)套應(yīng)不接地，如存在接地或接觸其他金屬體的情況時(shí)，應(yīng)可靠斷開(kāi);檢查計(jì)軸檢測(cè)器外殼是否與計(jì)軸軌道箱絕緣良好，如存在絕緣不良時(shí)，應(yīng)更換和修復(fù)絕緣;檢查計(jì)軸軌道箱箱體和通道及電源防雷器件，是否設(shè)置了獨(dú)立地線和接地良好 (接地電阻應(yīng)≤1 Ω)，如存在不符時(shí)應(yīng)予補(bǔ)做。

5．2JGJ采集配線更改。計(jì)軸設(shè)備原采集1JGJ和2JGJ前接點(diǎn)串聯(lián)條件，改為只采集2JGJ前接點(diǎn)條件，具體更改見(jiàn)圖1。

圖1 2JGJ采集配線圖

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈的長(zhǎng)期跟蹤、試驗(yàn)、摸索，蘭州鐵路局管內(nèi)太中銀線JWJ-C2型微機(jī)計(jì)軸設(shè)備從2011年的故障頻發(fā)到2012年一季度以來(lái)保持穩(wěn)定工作的態(tài)勢(shì)，此次的改進(jìn)起著決定性的作用。通過(guò)數(shù)月的穩(wěn)定運(yùn)行，證明此次改進(jìn)值得鞏固和推廣。

［1］ 賈新民．鐵路常用詞典［M］ ．北京:中國(guó)鐵道出版社，2005．

［2］ 中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司研究設(shè)計(jì)院．鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)(信號(hào))［S］ ．北京:中國(guó)鐵道出版社，2007．

［3］ 當(dāng)代中國(guó)鐵路信號(hào)(2001－2005)編委會(huì)．當(dāng)代中國(guó)鐵路信號(hào)(2001－2005)［M］ ．北京:中國(guó)鐵道出版社2007．