淺析信號集中監測系統

劉生巖（大秦鐵路股份有限公司大同電務段，山西 大同 037005）

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淺析信號集中監測系統

劉生巖
（大秦鐵路股份有限公司大同電務段，山西 大同 037005）

摘 要：鐵路信號集中監測系統（Centralized Signalling Monitoringsystem，簡稱CSM）采用先進的計算機網絡通信技術、數字信號處理技術、傳感技術、軟件工程技術及數據庫技術等科技手段，實現信號設備狀態實時監測、指導現場維修、輔助處理信號設備故障等目的，是信號設備安全的“黑匣子”。CSM作為一種反映設備運用狀態的設備，愈來愈受到維修人員的青睞、只要我們善于運用它，對所記錄的電氣參數進行分析匯總，就可以發現設備隱患，明確設備質量走向，科學地將計劃修變為狀態修，極大地提高檢修質量，達到安全生產有序可控的目的。

關鍵詞：鐵路信號集中監測系統；CSM；鐵路信號；維修

一、CSM運用及數據分析

近年來我們通過対CSM系統數據和曲線變化進行觀測分析，處理了不少設備隱患，確保了運用質量，積累了不少經驗，現將分析處理方法整理如下。

1 直觀瀏覽

監測數據的表現形式有實時值、日曲線、月曲線及日報表等。每日早、中、晚三次，定時對車間與工區監測終端數據和曲線進行瀏覽，通過對不同類型的曲線分析，為查找設備異常狀態及處理設備故障提供依據。

2 狀態瀏覽

根據技術標準對設備電氣特性標調后，測試值應比較穩定，但仍會略有波動，可根據正常值設置報警上、下限，如外電網相電壓AC220V：上限為220×（1+15%）=253V，下限為220×（1-20%）=176V。當實時值在正常值范圍內時顯示綠色字體，而當超出報警上、下限時顯示紅色字體，可以很直觀地反映是否存在電特性超標問題。

3 曲線瀏覽

監測系統對所采集的模擬量信號，包括電源屏、軌道電路、信號機等設備的測量參數以日曲線的形式直觀地表現出來，通過分析可以了解設備的短期變化情況，便于設備早期診斷，有助于故障分析；月曲線和日報表則可反映測試項目較長時間的變化趨勢，維護人員可從宏觀上對設備狀態進行評估。

4 分析方法

軌道電路：電壓、電流正常時，軌道電壓曲線應在某一值平穩（以25Hz軌電為例）：

（1）若電壓突然冒險到正常值以外很多（40V以上），然后又回到原來值，可判定本區段有回流干擾，需要對回流通道進行檢查，如吸上線、中心連接板、回流線是否虛斷，放電火花間隙是否短路，岔后絕緣是否燒壞，或換軌利用舊眼，未清除眼內銹蝕造成回流不暢使電壓增高。

（2）若相鄰兩個區段的電壓同時降5V以上，則說明相鄰兩個區段間的絕緣不良，如絕緣軌縫頂死，肥邊短路等。

（3）若本區段電壓降8V左右，則說明本區段電流不平衡，如絕緣單邊破損。

（4）若本區段電壓不規則浮動降2V～3V左右，則說明本區段內存在虛接處所，如導接線松動、斷路器虛接等。

（5）若本區段有空扼流及補償器，電壓升高6V左右應檢查裝有補償器的軌道箱內的斷路器是否斷開。

道岔：道岔檢修整治良好后，建立道岔動作電流曲線和功率曲線作為參考曲線存檔。

（1）正常情況下道岔運用曲線與設定的參考曲線相吻合。

（2）從電流曲線分析，若轉換時間增長且動作電流增大，則說明道岔轉換阻力增大，可根據道岔動作順序判斷在哪組道岔。一般為滑床板磨卡、夾有異物或調整過緊，需要及時現場處理，特別是鎖閉電流增大時必須重視積極處理。若鎖閉電流減小時則說明調整不良，也需積極做出處理。

（3）每日進行電流曲線分析時還需要觀察道岔有無不到位的情況發生，沒有到達指定位置在微機顯示“故障位”，應及時到現場查找原因。

（4）判斷故障時對轉換時間的分析是十分重要的，根據日常轉換到位所需的時間進行分析判斷，便于壓縮故障延時。

道岔動作電流曲線是一條以電流為縱軸、時間為橫軸，以10ms測量間隔的各電流值逐點連接繪制而成的曲線，蘊涵了道岔轉換過程中的電氣特性和機械特性。

ZD6單機牽引道岔轉換電流曲線的時間及電流特性標準如圖1所示。

時間特性：

T1～T2為1DQJ吸起時間+2DQJ轉極時間，≤0.3s；

T2～T3為電機上電時間，≤0.05s；

T3～T4為道岔解鎖，尖軌開始動作時間。T1-T4≤0.6s；

T4～T7為道岔尖軌移動時間，時間的長短視轉換阻力而變，取T4～T7間的平均電流作為道岔動作電流；

T7～T8≤0.25s為尖軌密貼至道岔鎖閉的時間，其電流值對應道岔的密貼力；

T8～T9≤0.05s為ZD6轉轍機完成機械鎖閉，自動開閉器接點斷開電路的時間；

T9～T10為1DQJ緩放時間，≥0.4s；

（2）電流曲線各段的含義

電機啟動時（T2-T3段）曲線驟升，形成一個尖峰，峰頂值通常為6A～10A。若峰值過高，說明道岔電機有匝間短路。

電流至峰點后迅速回落（T3-T4段），弧線應平滑。若有臺階或鼓包則為道岔密貼調整過緊造成解鎖困難。

T4-T5段曲線基本呈水平狀，略微向下。

T6-T7段為一略微向上的平滑曲線。T5-T6段為一大半徑，方向朝下的弧，谷底值與T4-T5或T6-T7段的平均值之差，不應大于0.4A，若大于則說明工務尖軌有轉換障礙（根部阻力、滑床板缺油、尖軌吊板等）。

T4-T7段平均值為轉轍機工作電流。曲線應平滑，若電流幅值上下抖動則有如下可能：滑床板凹凸不平、炭刷與整流子面接觸不良或有污垢、電機有匝間短路。若此段曲線有的回零點，則為電機轉子斷線。

T7-T8段為鎖閉電流，一般高于T6-T7段，但不應高出0.25A以上，若高則為道岔密貼調整過緊。當道岔進行4mm試驗時，在T8后有一串逐漸下滑的波動段，波峰與波谷間的電流之差不應大于0.35A，若大于則為磨擦帶不良。

T9-T10段為1DQJ緩放時間。

T1-T2在橫軸上的長度為1DQJ吸起和2DQJ轉極時間，約為0.2s～0.3s；

T2-T9段為轉轍時間。T2-T4段時間過大則說明道岔啟動機械解鎖困難。T4-T7段時間與轉動阻力有關，阻力越大，電流越大，時間越長。若T7-T8段時間過長則可能有：轉轍機鎖閉困難、密貼調整過緊、道岔卡異物（甚至出現T7-T8段電流值達到故障電流值的現象）。

雙動道岔時，曲線在T9后再添加一條T2-T10的曲線。

二、對比法

對瀏覽發現的問題可用對比法進行判斷，即對曲線進行對照比較。正常曲線近似于直線，基本穩定在某一值的范圍內，變化不大，故障曲線上下波動較大，甚至突然冒險增高或者降低。只要在給定的上、下限范圍內變化，不突破都視為正常的，但曲線的變化是反映設備運用狀態的，因此必須以過去的曲線值作為參考進行比較，發現變化趨勢，查處問題的根源。對個別變化微小但是曲線向下發展的也須引起足夠的重視，保證曲線的變化不突破給定的上下限警戒值。

以電碼化電流為例進行分析：通過微機監測來分析檢查機車信號地面設備是否良好。方法是利用發碼電壓和發碼電流曲線進行對比檢查是否掉碼：當列車壓入發碼區段時，發碼電壓呈下降趨勢，此時就會有發碼電流。如果此時沒有發碼電流，則機車信號肯定不會接收到碼，檢查發碼設備解決問題；如果有發碼電流則檢查發碼通道處理問題。這樣就可通過日常檢查來防止機車掉碼。

圖1

三、追蹤法

針對微機監測巡視發現的問題，即使是偶然發生的現象，我們也不能輕易放過，必須追蹤檢查。偶然背后一定會有必然問題的存在，必須做好記錄，并且逐班交接，組織力量進行查找。即使對已經找出問題的設備也應進行追蹤檢查一段時間，看找出的問題是否是唯一的，有時問題是由多個原因造成的，但處理了一個就恢復了，其他的還隱藏著，到一定的條件下就會重復發生。

另外，在CSM測試曲線的調閱過程中也會出現誤判的問題，如單機經過復式交分道岔時軌道電壓曲線易出現階梯狀現象；一送多受區段，車占用其中一區段時，其他區段出現殘壓超高現象等。

隨著鐵路新設備的不斷應用和維修體制改革，要求數據分析和故障診斷更準確，通過不斷總結積累，掌握科學的分析運用方法，才能讓監測設備發揮應有的作用。

參考文獻

［1］李萍.鐵路信號集中監測系統［M］.北京：中國鐵道出版社，2012.

［2］王祖華.車站信號自動控制系統［M］.蘭州：蘭州大學出版社，2003.

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［4］ http://www.gongkong.com/webpage/ solutions/200608/F-B489-498468D7D5BE. htm.楊勝. TJWX-2000型鐵路微機監測系統在電務設備中的應用［J/OL］.中國工控網［2006-08-11］.

中圖分類號：TP39

文獻標識碼：A