淺談大連地鐵信號系統(tǒng)計軸設(shè)備

馮中帥

摘? ?要：計軸設(shè)備是地鐵信號系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，也是信號系統(tǒng)可以平穩(wěn)運行的重要組成部分，如果計軸設(shè)備存在問題，那么對于信號系統(tǒng)的可靠運行將會產(chǎn)生重大影響，因此，文章將結(jié)合實際的大連地鐵信號系統(tǒng)計軸設(shè)備詳細介紹，從而為后續(xù)進一步維護信號計軸設(shè)備提供一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大連地鐵;信號系統(tǒng);計軸設(shè)備

1? ? 計軸設(shè)備的組成

計軸系統(tǒng)的設(shè)備主要分為室外設(shè)備和室內(nèi)設(shè)備，室外設(shè)備就是車輪傳感器，室內(nèi)設(shè)備有計軸板、電源板等。上述設(shè)備構(gòu)成了計軸系統(tǒng)，同時也為信號系統(tǒng)提供了最大的保障。通過調(diào)查了解，計軸板分兩套設(shè)備，其計算單元是分開的，這是為了保障計算的準確性，因此，計軸板的兩套獨立設(shè)備是不一樣的設(shè)備，計算方式也是不同的，從而確保了計軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2? ? 計軸設(shè)備功能

計軸系統(tǒng)主要是通過計算軌道區(qū)段兩端進出入列車的軸數(shù)來判定該軌道區(qū)段是否被占用，從而輔助信號系統(tǒng)對區(qū)段占用情況進行統(tǒng)計和分析，具體計軸系統(tǒng)的功能如下。

（1）為信號系統(tǒng)提供軌道占用或者軌道空閑的數(shù)據(jù)支持，從而判斷軌道是否存在空閑的情況。

（2）可以通過計軸系統(tǒng)來判別列車的運行方向。

（3）可以通過計軸設(shè)備進行區(qū)段的復(fù)位和預(yù)復(fù)位，從而確保該區(qū)段的空閑狀態(tài)。

（4）與信號的監(jiān)測系統(tǒng)、維護系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)，從而監(jiān)測計軸設(shè)備的實際情況，一旦出現(xiàn)故障可以盡快告警，有利于設(shè)備的維修實時性，從而確保信號系統(tǒng)為地鐵運行提供有力保障，為地鐵乘客提供安全運行的設(shè)備環(huán)境。

3? ? 計軸設(shè)備的工作原理

計軸設(shè)備的基本原理是基于所監(jiān)視的軌道區(qū)段兩端計數(shù)點駛?cè)牒婉偝鲚S數(shù)的比較，以確定該區(qū)段的占用或空閑狀態(tài)。

列車從所監(jiān)視區(qū)段的A端駛?cè)耄嬋胼S數(shù)為CA，列車從所監(jiān)視區(qū)段的B端駛出，計出軸數(shù)為CB。當(dāng)CA不等于CB時，區(qū)段占用;當(dāng)CA等于CB時，區(qū)段空閑。

（1）軌道占用和空閑狀態(tài)檢查方式可以分解為兩個具體的操作：在軌道空閑狀態(tài)下，計入一軸或探測到車輪，軌道轉(zhuǎn)為占用狀態(tài);在軌道占用狀態(tài)下，計出最后一軸，軌道轉(zhuǎn)為空閑狀態(tài)。

（2）計入一軸和計出最后一軸都由計軸板作出判斷，給輸出板傳送相應(yīng)的信息。

4? ? 車輪傳感器工作原理

4.1? 傳感系統(tǒng)構(gòu)成

車輪傳感器的殼體內(nèi)有兩個單獨的傳感單元SⅠ和SⅡ，每個傳感單元獨立執(zhí)行同種任務(wù)。車輪傳感器的內(nèi)部電路由一個高頻有源振蕩器和相應(yīng)的一系列附屬電路構(gòu)成，電路的輸出端也就是電源供電端，由外部直流恒流源供電。當(dāng)車輪接近傳感器時，車輪的鐵磁介質(zhì)對內(nèi)部元件有阻尼作用，致使電路的工作狀態(tài)發(fā)生變化，電路輸出端的端電壓將升高。

4.2? 車輪傳感器工作原理

車輪傳感器由相互獨立、電路分離的兩套傳感單元電路組成。這種個體系統(tǒng)獨立性是出于安全方面考慮，而且不能因為任何原因被取消。使用單套傳感電路或兩套傳感電路互相不獨立，都被認為是不安全的。車輪跨越車輪傳感器，兩套傳感電路分別感應(yīng)出車輪輪軸信號。兩路輪軸信號必須滿足有先后、有重疊的特征，才被認為是有效的車輪信號。

4.3? 安全性分析

當(dāng)車輪經(jīng)過傳感器的時候，兩個相對獨立的傳感器可以分別給出車輪的接觸信號，通過信號的放大以及整合，輸出整個車輪的路過信號和行進方向。通過調(diào)查了解，目前線路上的兩個傳感器使用的是不同廠家的設(shè)備。采用不同廠家的設(shè)備是因為兩套不同的傳感器有兩套不同的算法，如果計算的結(jié)果相同，那么證明確實是有車輪經(jīng)過，同時確保車輪的行駛方式，這種工作模式大大提升了信號系統(tǒng)的安全性和可靠性，確保信號為軌道列車提供最為準確的數(shù)據(jù)支持。

4.4? 計軸故障對CBTC系統(tǒng)的影響

在基于通信的列車自動控制系統(tǒng)（Communication Based Train Control System，CBTC）下，ZC能夠結(jié)合CI發(fā)送的線路情況和CBTC列車發(fā)送的列車運行情況，判斷計軸區(qū)段故障（Always Report Block，ARB）。當(dāng)一列CBTC列車完整運行出清一個區(qū)段后，ZC確定此時區(qū)段內(nèi)無列車占用，但區(qū)段在一定時間后仍然匯報占用狀態(tài)，此時將判定區(qū)段狀態(tài)故障。ZC判斷計軸區(qū)段故障后，將此故障信息發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng)，以便聯(lián)鎖進行進路處理時，忽略此計軸區(qū)段匯報的占用信息。

計軸故障將不對CBTC列車的運行產(chǎn)生影響，對已判斷ARB的計軸區(qū)段，ZC為CBTC列車計算移動授權(quán)時，移動授權(quán)可越過計軸故障的區(qū)段。

5? ? 系統(tǒng)接口

5.1? 電源接口

計軸系統(tǒng)的電源接口為斷路器干接點。外部電源接入計軸系統(tǒng)總開關(guān)（雙位斷路器）。

系統(tǒng)設(shè)備供電采用230 V AC電源，每臺機柜耗電總功能不大于360 W。

監(jiān)測維護終端采用工控機，供電電源也采用230 V AC電源，每設(shè)備集中站需要配置一臺監(jiān)測維護終端，單臺監(jiān)測維護終端耗電功能不大于250 W。

5.2? 復(fù)零接口

計軸系統(tǒng)可以外接復(fù)零條件。復(fù)零信號應(yīng)該持續(xù)作用至少2 s，然后撤銷，這樣才能對計軸系統(tǒng)進行有效的復(fù)零操作。

5.3? 與聯(lián)鎖接口

計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖采用安全型繼電器接口。計軸系統(tǒng)通過無源繼電器接點為聯(lián)鎖系統(tǒng)輸出軌道占用和空閑條件，使用歐洲安全小型繼電器。繼電器CL、Oc3和BRKDN的吸起接點與CLH的落下接點組成了軌道空閑檢查鏈路，在軌道空閑情況下，繼電器接點鏈路處于導(dǎo)通狀態(tài)。

5.4? 監(jiān)測接口

計軸系統(tǒng)能夠?qū)⑾到y(tǒng)的實時運行信息和設(shè)備故障信息保存在自身內(nèi)存中，也可將其通過外部監(jiān)測接口傳輸至微機監(jiān)測系統(tǒng)和管理支撐系統(tǒng)（Management Support System，MSS）等其他監(jiān)測設(shè)備。

計軸系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測機箱和監(jiān)測維護終端組成。監(jiān)測機箱和監(jiān)測維護終端均可為微機監(jiān)測和MSS等外部監(jiān)測設(shè)備提供RS232/RS422/RS485/RJ45等類型接口。

計軸系統(tǒng)的監(jiān)測機箱可以監(jiān)測運營時軌道繼電器和復(fù)零繼電器狀態(tài)和故障診斷等數(shù)據(jù)，并能夠自動發(fā)送至外部的其他監(jiān)測設(shè)備，如微機監(jiān)測設(shè)備等。也可采用微機監(jiān)測設(shè)備直接采集軌道繼電器和復(fù)零繼電器的狀態(tài)來監(jiān)測設(shè)備的空閑、占用狀態(tài)和設(shè)備復(fù)零狀態(tài)。

[參考文獻]

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