鐵路機車信號綜合診斷測試系統(tǒng)探討

劉曉萌

中國鐵路北京局集團有限公司天津電務段 天津 300140

傳統(tǒng)的鐵路信號系統(tǒng)是由各類信號、軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍裝置等主體設備及有關附屬設施構(gòu)成的一個完整的“信號、聯(lián)鎖、閉塞”體系。鐵路信號系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀不一，有采用信號集中聯(lián)鎖控制方式的，也有采用人工扳道、人工指揮列車運行方式的。本文主要對鐵路機車信號綜合診斷測試系統(tǒng)做論述，希望通過本文的分析研究，給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)。

1 故障診斷以及安全監(jiān)測的技術基礎

一般情況下，為了確保車輛能夠安全穩(wěn)定運行，都會定期對車輛進行檢查與維修，但是，人為目測檢查故障的方法容易出現(xiàn)疏漏，對于一些車輛走行部輪對、軸承材質(zhì)內(nèi)部與不可見部分的故障問題很難發(fā)現(xiàn)，很多故障問題都是在車輛運行中的突發(fā)問題，所以需要通過車輛運行故障監(jiān)測技術，來提前發(fā)現(xiàn)輪、軸故障，以保證車輛安全運行。目前，鐵路機車車輛運行的故障監(jiān)測主要采用振動與溫度監(jiān)測技術，通過對運行過程中的振動與溫度變化進行輪軸質(zhì)量的判斷，一旦出現(xiàn)不合理的振動波動或溫升，就很有可能是走行部故障出現(xiàn)的先兆。振動監(jiān)測技術很早就在鐵路車輛運行中進行應用[1]。

2 聯(lián)鎖方案選擇

雖然鐵路在同一線路不同軌距上運行不同類型的列車，但是在時間上仍然是有間隔的，即同一時段在同一進路上只能運行一列列車。由此可見，鐵路仍然可以采用與標準軌鐵路一致的聯(lián)鎖系統(tǒng)。為保證列車運行安全，聯(lián)鎖系統(tǒng)應完成以下主要功能：

（1）凡與進路有關的道岔應與防護該進路的信號機互相聯(lián)鎖。進路上道岔位置不正確，道岔尖軌與基本軌不密貼時，防護該進路的信號機不得開放，信號機開放后，與該進路有關的道岔被鎖閉。

（2）同一路徑范圍內(nèi)的兩條進路之間應互相照查。已經(jīng)建立的進路未解鎖或照查條件不符合時，與之有沖突的信號機不得開放，防護進路的信號機開放后，與之有沖突的信號機不得開放。

（3）聯(lián)鎖設備應保證車站值班人員對列車、調(diào)車進路及信號機開放與關閉的控制。進路的解鎖必須在信號關閉后進行。鎖閉的進路隨著列車或車列的正常運行自動解鎖或通過人工解鎖手續(xù)后解鎖。已鎖閉的進路不應受軌道電路的異常故障錯誤解鎖[2]。

3 信號運維系統(tǒng)設備層功能結(jié)構(gòu)

“三級”為國鐵集團公司、鐵路局集團公司與電務段。“三層”為國鐵集團運維子系統(tǒng)、鐵路局電務運維子系統(tǒng)和智能運維站級設備。為滿足運維系統(tǒng)大數(shù)據(jù)存儲、分析處理、智能診斷的功能需求，需要以路局集團公司為單位建立數(shù)據(jù)中心。通過運維專用網(wǎng)連通國鐵集團與下屬路局集團公司數(shù)據(jù)中心，搭建運維數(shù)據(jù)云平臺，以實現(xiàn)鐵路監(jiān)測數(shù)據(jù)與智能診斷結(jié)果共享，提升運維整體智能化水平。根據(jù)車站環(huán)境與生活條件設置站級運維設備，線規(guī)模較大且生活便利的車站設置有綜合維修工區(qū)，此時信號設置智能維護分機，規(guī)模較小或無人值守站則設置維護分機終端。無人值守站維護分機終端采集室內(nèi)設備工作狀態(tài)及軌旁信號設備狀態(tài)，并將該信息傳送至鄰站智能維護分機，最終匯聚至路局智能運維中心[3]。

4 軌道電路方式

套軌線路采用三軌或四軌時，增加了鋼軌作為并聯(lián)傳輸通道，鋼軌電阻降低；同時增加了軌底與道床的接觸面積，減小了道床電阻。當采用交流軌道電路時，還需考慮同極性鋼軌間分布電容的增加和渦流的形成。因此，采用軌道電路時，應針對具體線路合理進行軌道連接線及鋼軌絕緣的設置，并應實測其軌道參數(shù)，給出特定的軌道電路調(diào)整表。在軌道和道床滿足條件的情況下，套軌采用軌道電路方式，在非電化區(qū)段可采用工頻交流軌道電路，在電化區(qū)段可采用97型25Hz相敏軌道電路。上述兩種設備均為國內(nèi)成熟的軌道電路產(chǎn)品，25Hz相敏軌道電路因具有較好的頻率選擇性和相位選擇性，且抗干擾能力較強，在國內(nèi)普遍應用。因此，當鐵路區(qū)段采用軌道電路時，建議采用97型25Hz相敏軌道電路制式的設備。（1）三軌軌道電路三軌區(qū)段共用軌為軌道電路一極性，另外兩條軌利用跳線連通為軌道電路另一極性。由于比準軌條件下的軌道電路多增加了一條軌道，軌道電路的漏泄電阻降低，同時鋼軌間距離縮小，感抗等影響增加。因此，需要結(jié)合現(xiàn)場實際，由軌道電路研制單位對軌道電路的各項參數(shù)進行相應的調(diào)整，并給出特殊調(diào)整表，確保軌道電路可靠工作。

5 綜合圖形化顯示模塊的應用

綜合圖形化顯示模塊在車站指揮中心大屏上顯示站場圖、移動對象、作業(yè)狀態(tài)等。站場圖顯示子模塊繪制站場信號平面圖實現(xiàn)站內(nèi)信號、道岔、軌道電路等設備的實時狀態(tài)顯示。移動對象顯示子模塊根據(jù)移動對象的定位數(shù)據(jù)，在站場平面圖相應位置顯示其動態(tài)圖標，這樣可以使調(diào)度人員實時掌握站內(nèi)機車、人員、車輛的動態(tài)位置分布情況。作業(yè)狀態(tài)顯示子模塊根據(jù)移動對象的狀態(tài)對其動態(tài)圖標進行實時更新，以圖形化的方式展示移動對象的作業(yè)狀態(tài)。其中，機車動態(tài)圖標以數(shù)字表示調(diào)機編號，以圓形圖案表示調(diào)機位置，以動畫箭頭指示機車運動方向，動畫箭頭的變化速率表示機車的運動速度。當操作人員想進一步了解機車相關信息時可點擊機車圖標，在彈出的浮動窗口中將顯示機車的前方距離、限速、作業(yè)鉤序號等詳細信息。作業(yè)人員的動態(tài)圖標以圓形圖案表示人員位置，不同的調(diào)車組顯示為不同顏色，同時以數(shù)字表示其所屬調(diào)車組別，字母表示其角色，三角箭頭表示其運動方向。

6 結(jié)語

總而言之，通過上述對鐵路機車故障監(jiān)測技術與應用的分析，可以看出，鐵路車輛運行故障監(jiān)測技術的現(xiàn)狀、技術內(nèi)容與應用要點，對于我國鐵路車輛的運行故障管理與信息化技術的結(jié)合提供了有效參考，同時也看出了當前鐵路車輛運行故障監(jiān)測技術的不足之處。相關技術人員對于機械故障進行綜合的歸類、分析、診斷還需要進行不斷研究，確保我國鐵路機車運行時有良好的安全性保障。