有效降低列車LKJ設備模擬量通道故障率的方法研究

張洋

【摘要】LKJ是中國列車運行控制系統體系的重要組成部分，是列車安全運行的保障，在日常運行中，LKJ設備主要作用是輔助列車司機提高對列車的操控能力，同時也為防止運行超速、列車冒進信號事故提供依據。本文通過分析列車LKJ設備模擬量通道故障原因，提出了一些處理方法，僅供參考。

【關鍵詞】LKJ設備；模擬量通道；故障率

作為中國列車運行控制系統體系的組成部分，LKJ2000型列車運行監控裝置（LKJ）主要用于防止列車冒進信號事故和運行超速事故，同時也輔助列車司機提高操作能力，使司機能安全地完成對列車的操控，在保證列車安全運行方面起著舉足輕重的作用。隨著對鐵路安全生產和運營要求日益提高，加上初裝設備陸續達到壽命期限使設備故障率也逐漸增加，如何提高LKJ設備質量、保證故障判斷和分析處理有效性已成為當前我們面臨的重點和難點。下面筆者主要就針對如何有效降低列車LKJ設備模擬量通道故障率的問題進行深入分析。

一、列車LKJ設備模擬量通道故障原因分析

依據設備功能，列車LKJ設備主要分為機車信號、模擬量通道、語音錄音、數字量通道、TAX2綜合平臺和其他設備，而在設備總故障中，模擬量通道相關設備維修率相當高，據相關數據統計，模擬量通道月平均故障率達6.25%，其檢修質量有待提升。根據現場具體操作，從人、機、料、法、環五個環節對造成速度傳感器、模擬量入出板、監控記錄板的故障原因進行分析，以期找出導致模擬量通道故障率高的主要因素。

速度信號通過光電傳感器傳送到模擬量輸入出板，經過整形處理和濾波處理后，傳送給監控記錄主板。在運行中如果列車速度突然變為0，說明發生了速度傳輸通道故障，使傳感器發出的脈沖信號不能傳入，那么LKJ限速就會突然發生變化，進而導致列車失控，具有很大危害性。若速度顯示不正確，應檢查傳感器是否存在故障，輪徑輸入是否與實際相符合；若傳感器中進入油污，會使傳感器本身出現不良情況，需更換傳感器，更換后故障仍然沒有消失則應更換模擬量輸入出板；此后當問題仍未得到解決，可能是由于接線盒內進水，絕緣低，致使速度下降、列車緊急停車。列車電磁環境非常復雜，容易受雜波干擾，而在大電流干擾下，目前的監控記錄插件抗干擾能力尚存在缺陷，另外，速度傳感器與主機之間電纜線較長，感應的電壓較大，若接地不良，對輸入的干擾信號將會增強。目前，機車速度傳感器已更新為四通道，在傳感器工作過程中，存在脈沖信號，極易受到電磁干擾，加上原有試驗臺不能對現有速度傳感器進行充分測試，存在漏測試項。

二、有效降低列車LKJ設備模擬量通道故障率的方法

結合以上原因分析，要有效降低列車LKJ設備模擬量通道故障率，需從速度傳感器測試設備、元件質量、LKJ設備抗干擾能力等方面重點采取措施進行整治。

首先，車載設備檢測人員應及時清理速度接線盒，避免由污垢進入速度傳感器內造成的絕緣降低、干擾增大現象；采取一些防水措施對接線盒進行處理，解決由于進水造成的絕緣降低的問題；檢查主機接地線，并緊固接地線連接，使其保持良好接地。

其次，利用廢棄通道接線盒制作接線盒至試驗臺連接線，解決四通道速度傳感器地面測試問題。筆者在實際工作中，主要是利用廢棄2通道速度接線盒來制作接線盒至試驗臺連接線的，連接線兩端分別是14芯和7芯插頭，兩插頭其中7芯分別一一對應連接，接線盒7芯插頭1、2通道與14芯插頭3、4通道對應連接。這樣以來，對速度傳感器的1、2通道進行測試時，可直接在試驗臺上實施，如圖1。測試3、4通道只需將試驗臺14芯測試接口連接起來即可進行。

圖1 四通道測試示意圖

監控記錄主板數據總線信號是三態雙向信號，主要是向CPU和其他外圍元件之間提供數據通道。一般情況下，CPU對16位讀寫寬度外部設備進行讀出或寫入操作時，是將16位數據一次性讀寫的，也就是說同時記錄文件目錄和內容，那么受到高頻脈沖干擾時的CPU的讀寫操作很容易出現失誤，進而導致運算失誤，而反映到模擬量通道上的運算管壓和速度值也會出現很大誤差。基于此，筆者建議增加電容，使調整后的電容不僅能支持8位數據傳送，還能保證16位數據的可靠傳送，這樣以來，傳輸性能將會得到有效提升。在CPU對16位讀寫寬度外部設備進行讀出或寫入操作時，可以對16位寬度進行一次性讀寫，也可分別進行高8位和低8位數據讀寫，保證獨立運算。16位寬度外設與全部數據總線連接、8位寬度外設RAM與高8位數據總線連接，傳輸周期將會大大縮短，CPU與外部設備RAM數據傳輸的準確性也會得到保障，這對于確保各個參數運算的準確性和設備各項參數的穩定性具有重要作用。

LKJ設備可同時引入四路壓力信號，這些信號主要是通過壓力傳感器將0-1000kPa的信號轉為0-5V的電壓信號，然后由模擬量輸入出板對轉換后的電壓信號進行處理，傳送到監控記錄主板，這也就造成在LKJ設備受到輸出通道高壓干擾時，過壓抑制板被擊穿，啟動列車時會受到較高的脈沖干擾，機車壓力變化，出現壓力抖動。經分析驗證，模擬量入出板故障多為壓力抖動，故障多發生在同一批次設備上，而且兄弟站段也會多次發生故障，但對其他批次插件調查中，發現模擬量入出板運行相對穩定，這可能是由于出現故障批次的插件部分元件質量較差。為此在實際操作中，不僅要檢查壓力傳感器連線、工作電壓，清掃壓力管路，清除管路雜質，必要情況下還應更換模擬量輸入出板接口電路，比如我們可對管壓直流電平信號進行測量，若測量結果顯示電阻阻值不正常，需更換新的電阻，再上機進行管壓測試。

三、結語

總之，LKJ設備作為中國列車運行控制系統體系的組成部分，在保證列車安全運行方面起著舉足輕重的作用，針對模擬量通道相關設備維修率高的問題，我們應采取一系列措施有效降低列車LKJ設備模擬量通道故障率。據上文分析，列車LKJ設備模擬量通道故障的發生大多數由設備本身引起，為此，檢測人員應掌握有關模擬量通道信號輸出、輸入原理和LKJ設備信號處理原理，加強入庫檢測，深入開展故障分析、查找和防范工作，發現故障隱患，及時處理。在此過程中，我們應按照相關標準和范圍實施檢修作業，把好檢測質量關，學會保護第一現場，爭取將故障扼殺在萌芽中。相信隨著有關技術手段的不斷發展，LKJ設備穩定性也將不斷增強，其在保證鐵路安全運營方面將發揮更加重要的作用。

參考文獻：

[1] 楊志剛，《LKJ-2000型列車運行監控記錄裝置》，北京，中國鐵道出版社，2003.01.

[2] 《LKJ-2000型列車運行監控記錄裝置（用戶手冊）》，鄭州，河南思維自動化設備有限公司，2006.08.

[3]沈陽信號有限公司《LKJ2000列車運行監控記錄裝置電務維修手冊》

[4]北京交大微聯科技有限公司《鐵道通信信號》2001年05期

[5]王文輝 單冬 于拓華《LKJ2000列車運行監控記錄裝置》《鐵道通信信號》

2001.37（5）

[6]林瑜筠《鐵路信號基礎》北京：中國鐵道出版社，2007.