ZPW-2000A型閉塞自動控制系統若干電路的不足與優化改進

摘要：簡單介紹了ZPW-2000A型自動閉塞系統在現場應用中突顯出的幾類問題。重點對誤碼問題與發送器冗余電路失效問題進行了分析，利用智聯有道ZPW2000A軌道電路智能模擬系統，對這兩類問題進行故障重現，并對改進方案進行驗證，對其改進結果進行說明。

關鍵詞：發送器;冗余電路;ZPW-2000A軌道電路

中圖分類號： U284.2?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）09-0061-02

客專ZPW-2000A軌道電路是基于既有線ZPW-2000A無絕緣軌道電路的基礎上，進行的適應性改造。既有線ZPW-2000A發送器采用N+1冗余的設置方式，客專ZPW-2000A在這部分進行了改造，對發送器采用1+1冗余。1+1冗余的設置方式比N+1冗余設置方式大大提升了設備工作的可靠性，即每臺發送器都設置+1備機，適應性改造后，大大提升設備工作可靠性。同時，從現場反饋的ZPW-2000A軌道電路設備故障種類來看，技術人員發現在改造后的客專ZPW-2000A軌道電路故障中，發送器故障仍然占據了一大半。發送器提高為1+1，是通過增加設備冗余的方式，減少了發送器不良帶來的不利影響。但，即使采用了1+1冗余，也不能有效消除發送器故障產生的不利影響。有時，在某些發送器故障情況下，甚至冗余裝置也會失去作用，嚴重影響到軌道電路設備的正常使用。

1?發送器故障導致冗余失效問題

針對客專ZPW-2000A軌道電路存在的發送器冗余電路存在缺陷導致冗余失效的問題[1]，我們根據改進思路，修改了發送器內部部分電路，并在智聯有道ZPW2000A軌道電路智能模擬系統上進行了試驗及驗證工作。

改進試驗如下：針對客專ZPW2000A軌道電路發送器能正常工作，正常送出發送報警繼電器驅動電壓，但有可能出現主、備發送報警繼電器均不吸起的現象或主、備發送報警繼電器吸起但接點不閉合的現象。我們對發送報警繼電器進行了冗余。由于報警繼電器屬于微型繼電器，接點組數不夠，無法直接通過該繼電器實現冗余。因此，我們采用了為主發送報警繼電器FBJZ和備用發送報警繼電器FBJB各自增加一個型號相同的繼電器做冗余。具體的冗余方式是使其與原報警繼電器通過接點并聯的方式實現。該改進試驗是基于ZK智能模擬系統設備上進行的，通過改進試驗（模擬故障30次），我們發現比未改進前，發送器冗余故障的發生率得到了有效的控制。使冗余系統得到了有效的發揮。

2?主軌出電壓有可能隨著功出電壓波動而變化，導致軌道繼電器無法正常勵磁問題

從現場反饋的客專ZPW2000A軌道電路使用情況來看，主軌軌出電壓有隨功出電壓波動而波動的可能，這種情況需要引起關注[1]。主軌的軌出電壓用來提供給軌道繼電器線圈勵磁的，軌出電壓必須達到軌道繼電器勵磁的額定電壓值才能使軌道繼電器可靠吸起。然而，通過檢查發現，主軌軌出電壓即使在接近軌道繼電器工作電壓臨界值時，仍然繼續由主發送器工作，而未切換至備用發送器工作。若主軌軌出電壓值不穩定，隨功出電壓波動而波動，就容易造成軌道繼電器工作不穩定，出現區段空閑而軌道繼電器卻落下，控制臺亮紅光帶的故障。為何主軌的軌出電壓會隨著功出電壓的波動而波動，究其原因，是由于實際功出電壓幅度并未完全作為驅動“安全與門”的必要條件，發送器內部沒有單獨對功出電壓判斷等級的電路功能，這就造成軌出電壓有可能出現跟功出電壓波動而波動，從而出現區段空閑亮紅光帶的現象。

我們在智聯有道ZPW2000A模擬系統中進行了試驗性改造。采用的辦法是在發送器的冗余電路中嘗試增加實現對功出電平識別的單元電路。由于我們進行的是試驗性改造，目前，電平信號檢測電路的種類較多，我們采用的是兩塊LM3914。通過增加電平識別功能，做到了當軌出電壓接近臨界值時，會觸發報警電路實現自動切換至備用發送器的作用。從一定程度上，提高了冗余設備的有效性，降低了因軌出電壓波動而導致區段空閑亮紅光帶的可能性。

通過試驗，我們認為要想采用此類方案解決問題，關鍵在于選擇何種電平檢測電路。目前，對于識別10個電平等級的檢測電路，種類較多，選擇范圍較廣，可以綜合比較眾多電路性能后，選取合適的檢測電路完成電平識別功能。

3?小結

本文重點對ZPW2000A軌道電路的發送器冗余電路存在問題展開了探討，針對兩類問題的解決方案進行了試驗性的改造。通過試驗發現，解決方案具有可推廣性，有效地提高了發送器冗余電路的利用率。此外，ZPW2000A軌道電路電氣絕緣節漏碼[2]和站內電碼化疊加后掉碼問題[3]是下一步要研究重點，我們將使用智聯有道ZPW2000A軌道電路模擬系統做進一步的驗證。

參考文獻：

[1] 溫仕明.客運專線ZPW2000A軌道電路發送器冗余電路改進方案探討[J].上海鐵道科技.2014，02：152.

[2] 仝百祥，李懷峰，聶勇.ZPW-2000A型電氣絕緣節漏碼信號問題研究[J].河南科技學院學報，2011，05：101.

[3] 高俊明.淺談ZPW-2000A型站內疊加電碼化技術[J].江西建材.2017，03：125.

作者簡介：易斌（1982.12-），女，漢族，湖南株洲，研究生學歷，副教授，研究方向：鐵道信號自動控制。