零速信號在機車電氣控制中的應用

楊會玲

摘 要：隨著機車電氣控制技術的不斷發(fā)展，零速信號在機車電氣控制中扮演著重要的角色，零速信號是指機車制動或牽引系統(tǒng)中用來檢測車輛是否處于零速狀態(tài)的信號，它能夠幫助系統(tǒng)實時監(jiān)測車輛的運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)精確的控制和調(diào)節(jié)，文章探討了零速信號在機車電氣控制中的應用，希望能夠為機車電氣的控制發(fā)展提供借鑒。

關鍵詞：零速信號 機車 電氣控制 應用

1 引言

鐵路機車是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕煌üぞ撸乃俣群瓦\力是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的重要標志，在鐵路工業(yè)中，交通是其主體，現(xiàn)代交通科技也在持續(xù)地發(fā)展，它以其低成本、高效率等優(yōu)點，同時也能形成規(guī)模經(jīng)濟和集約化的運作方式，逐步成為現(xiàn)代鐵路工業(yè)的楷模。零速信號的應用對于機車的啟到、制動以及停車等方面有著非常重要的作用，可以有效地提升國內(nèi)機車的競爭能力。

2 零速信號概述

零速信號是指在機車電氣控制系統(tǒng)中，表示車輛停止或靜止的信號。它通常由車輛傳感器或控制器檢測到車輛的速度為零時生成。零速信號在機車電氣控制中起到重要的作用，可以用于控制列車的啟動、制動和停車等功能。當機車接收到零速信號時，控制系統(tǒng)會相應地調(diào)整電力輸出、制動力和其他相關參數(shù)，以確保列車的安全運行。零速信號的準確性和及時性對于機車電氣控制系統(tǒng)的正常運行至關重要。[1]

3 零速信號的產(chǎn)生

在機車電氣控制系統(tǒng)中，零速信號是一種重要的信號，用于控制防護裝置。零速信號的產(chǎn)生是通過車輪傳感器或速度傳感器來實現(xiàn)的。車輪傳感器是安裝在機車車輪上的傳感器，它可以感知車輪的旋轉(zhuǎn)情況，當車輪轉(zhuǎn)動時，車輪傳感器會產(chǎn)生脈沖信號，頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比，通過計算脈沖信號的頻率，可以得到車輛的速度信息，當車輛速度為零時，車輪傳感器不會產(chǎn)生脈沖信號，這就是零速信號的來源之一。

另一種產(chǎn)生零速信號的方式是使用速度傳感器。速度傳感器通常安裝在機車的傳動系統(tǒng)或軸箱上，用于感知驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動情況，當驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時，速度傳感器會產(chǎn)生相應的信號，類似于車輪傳感器，當車輛速度為零時，速度傳感器不會產(chǎn)生信號，這就是另一種零速信號的來源。

無論是通過車輪傳感器還是速度傳感器，當零速信號產(chǎn)生時，它會被傳送到機車電氣控制系統(tǒng)中的防護裝置控制模塊。防護裝置控制模塊會根據(jù)接收到的信號判斷車輛的速度是否為零，并根據(jù)需要觸發(fā)相應的防護裝置，這些防護裝置可以包括緊急剎車系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)等，用于確保機車在零速或低速情況下的安全運行。因此，零速信號在機車電氣控制中的應用主要是用于控制防護裝置，確保機車在零速或低速情況下的安全性，同時，零速信號的產(chǎn)生依賴于車輪傳感器或速度傳感器，通過感知車輪或驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動情況來確定車輛的速度信息。

4 零速信號在機車電氣控制中的應用價值

零速信號在機車電氣控制中的應用價值可以從以下幾個方面來進行分點敘述；一是零速信號在機車電氣控制中的應用可以提高列車的安全性。當零速信號被檢測到時，系統(tǒng)可以自動觸發(fā)緊急制動或其他安全措施，以確保列車在停車或緊急情況下能夠及時停下來，避免事故的發(fā)生。二是零速信號可以用于控制列車的運行，通過檢測列車是否處于零速狀態(tài)，系統(tǒng)可以根據(jù)需要自動控制列車的加速、減速或停車動作，實現(xiàn)精確的運行控制，這對于保證列車在不同區(qū)段的運行速度、避免過速或過慢等問題非常重要。三是零速信號的應用可以實現(xiàn)機車電氣控制的能耗優(yōu)化。根據(jù)列車的運行狀態(tài)，系統(tǒng)可以智能調(diào)整能源的利用，減少能源的浪費，例如，在列車處于零速狀態(tài)時，系統(tǒng)可以自動將一些電氣設備或系統(tǒng)進入低功耗模式，以降低能耗。四是零速信號的監(jiān)測和應用可以用于機車電氣控制系統(tǒng)的故障診斷。當零速信號異常或丟失時，系統(tǒng)可以自動發(fā)出警報或觸發(fā)故障排查程序，以盡快發(fā)現(xiàn)和解決故障，提高列車的可靠性和可用性。五是零速信號的應用可以提供有關列車運行狀態(tài)和性能的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以被收集、記錄和分析，用于優(yōu)化列車的運行計劃、維護計劃和性能改進，提高列車的效率和可靠性。[2]

5 零速信號在機車電氣控制中的應用

5.1 剎車系統(tǒng)控制

零速信號在機車電氣控制中的應用非常重要，其中之一就是在剎車系統(tǒng)控制方面，剎車系統(tǒng)是機車的關鍵部件，負責控制列車的減速和停車。

5.1.1 剎車系統(tǒng)啟動

零速信號用于剎車系統(tǒng)的啟動，當機車處于靜止狀態(tài)時，零速信號被傳送到剎車系統(tǒng)，告知系統(tǒng)列車當前沒有運動，根據(jù)這個信號，剎車系統(tǒng)將相應地啟動，準備好進行剎車操作。

5.1.2 剎車力調(diào)整

零速信號還用于剎車力的調(diào)整，當列車處于靜止狀態(tài)時，剎車系統(tǒng)通過零速信號判斷當前的剎車力大小，根據(jù)列車的負載情況和制動需求，剎車系統(tǒng)會相應地調(diào)整剎車力，以確保列車平穩(wěn)減速和停車。

5.1.3 剎車系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測

零速信號還被用于監(jiān)測剎車系統(tǒng)的狀態(tài)，一旦機車進入靜止狀態(tài)，剎車系統(tǒng)會通過零速信號來檢測和監(jiān)測剎車系統(tǒng)的狀態(tài)，如果剎車系統(tǒng)出現(xiàn)異常或故障，零速信號將發(fā)出警報，通知駕駛員或相關操作人員進行檢修和維修，以確保剎車系統(tǒng)的正常運行和安全性。

5.1.4 剎車系統(tǒng)釋放

當機車需要開始運動時，剎車系統(tǒng)需要被釋放，在這個過程中，零速信號也起著重要的作用，當零速信號消失或改變狀態(tài)時，剎車系統(tǒng)將接收到釋放信號，使得剎車系統(tǒng)能夠解除制動，允許機車開始運動。

5.1.5 剎車系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制

在列車行駛過程中，剎車系統(tǒng)需要與其他電氣控制系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制，以實現(xiàn)最佳的剎車效果，零速信號作為一個重要的輸入信號，參與了剎車系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制過程，確保剎車操作的準確性和安全性。

零速信號在機車電氣控制中的應用在剎車系統(tǒng)控制方面起著非常重要的作用。它不僅啟動和調(diào)整剎車系統(tǒng)，監(jiān)測剎車系統(tǒng)的狀態(tài)，還與其他系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制，確保剎車操作的準確性和安全性。零速信號的正確傳遞和準確性對于機車的剎車系統(tǒng)控制至關重要，直接關系到列車的運行安全和乘客的乘車體驗。[3]

5.2 信號系統(tǒng)控制

在機車電氣控制中，零速信號起著非常重要的作用，其中一方面的應用是在信號系統(tǒng)控制方面，在鐵路運輸中，信號系統(tǒng)是確保列車運行安全的關鍵之一，信號系統(tǒng)通過向機車發(fā)送不同的信號，指示機車運行、減速、停車等操作，零速信號在信號系統(tǒng)控制中起到了關鍵的作用。

當機車接收到零速信號時，它會根據(jù)信號系統(tǒng)的指示采取相應的行動。例如，當機車接收到零速信號時，它會根據(jù)信號系統(tǒng)的指示將制動器應用到列車上，使列車減速并最終停車，這是為了確保列車在特定位置停止，以便其他列車能夠安全通過。此外，零速信號還用于控制機車的引擎功率輸出。當機車接收到零速信號時，它會根據(jù)信號系統(tǒng)的指示減少或斷開引擎的功率輸出，以避免機車在停止或低速行駛時浪費能源。零速信號在信號系統(tǒng)控制中的應用還包括列車位置監(jiān)測和故障診斷。通過監(jiān)測零速信號的接收與處理情況，系統(tǒng)可以確定列車的準確位置，并及時發(fā)現(xiàn)任何故障或異常情況，以便采取相應的措施進行修復或處理。[4]

5.3 防護裝置控制

防護裝置是一種重要的安全設備，用于保護機車和列車的運行安全，它可以通過監(jiān)測列車的速度和位置來觸發(fā)相應的控制動作，以防止發(fā)生意外事故。零速信號在防護裝置控制中起著關鍵作用。當列車的速度降至零時，零速信號會被發(fā)送給防護裝置控制系統(tǒng)。這個信號告訴控制系統(tǒng)列車已經(jīng)停止，可以進行一些特定的動作，比如解鎖車門、關閉電源等。這樣可以確保在列車停止后，各種系統(tǒng)都能夠按照預定的程序進行操作，以保證乘客和機車的安全。另外，零速信號還可以用于控制機車的防滑系統(tǒng)。防滑系統(tǒng)可以根據(jù)機車的速度和牽引力來自動調(diào)整車輪的抓地力，以防止車輪打滑。當機車速度為零時，零速信號將被發(fā)送給防滑系統(tǒng)，使其進入待機狀態(tài)，以保護車輪和軌道的完整性。

零速信號的產(chǎn)生通常依賴于速度傳感器和計算器。速度傳感器可以實時監(jiān)測列車的速度，并將信息傳遞給計算器。當速度傳感器檢測到列車的速度降為零時，計算器會產(chǎn)生零速信號，并將其發(fā)送給防護裝置控制系統(tǒng)。[5]

6 零速信號在機車電氣控制中應用可能出現(xiàn)的故障及處理方法

6.1 車門不能開啟的處理

在機車電氣控制系統(tǒng)中，零速信號是一個非常重要的參數(shù)，用于判斷機車是否處于靜止狀態(tài)。然而，由于各種原因，零速信號可能會出現(xiàn)故障，影響機車的正常運行。其中一個常見的故障是車門不能開啟，當車門不能開啟時，首先需要檢查零速信號的傳感器是否正常工作，如果傳感器損壞或連接不良，會導致系統(tǒng)無法判斷機車是否靜止，從而禁止車門開啟。解決方法是檢查傳感器的連接并修復或更換損壞的傳感器。另一個可能的原因是零速信號的輸入信號線路故障。如果信號線路斷開或短路，系統(tǒng)將無法接收到正確的零速信號，導致車門無法開啟，處理方法是檢查信號線路的連接情況，修復斷開的線路或排除短路問題。此外，機車電氣控制系統(tǒng)中的零速信號可能受到其他電氣組件的干擾。例如，如果電磁閥或電動機等其他設備出現(xiàn)故障，可能會影響零速信號的傳輸，在這種情況下，需要修復或更換故障的設備以恢復零速信號的正常傳輸。

總之，當機車電氣控制系統(tǒng)中的零速信號出現(xiàn)故障時，車門可能無法開啟，解決這個問題的方法包括檢查傳感器的連接情況、修復信號線路故障以及排除其他電氣組件的干擾，確保零速信號的正常傳輸對于機車的安全和正常運行至關重要。

6.2 緊急制動不能緩解的處理

在機車電氣控制中，零速信號的應用可能會出現(xiàn)緊急制動不能緩解的故障，這種故障可能導致列車無法正常停車或無法解除緊急制動狀態(tài)，給運行安全帶來威脅，以下是處理這種故障的方法。

6.2.1 檢查故障信息顯示區(qū)

當緊急制動圖標經(jīng)處理消失后，司機應確認車輛屏故障信息顯示區(qū)是否顯示出“緊急制動”的信息。如果有該信息顯示，應報告相關負責人授權操作司機室設備內(nèi)的安全回路開關。

6.2.2 啟用安全回路旁路功能

在緊急制動圖標消失后的步驟處理中，司機可以啟用安全回路旁路功能。通過啟用安全回路旁路功能，可以限制列車的限速加運行，對于長距離限速加運行的情況，會對后續(xù)列車的正點運行產(chǎn)生影響。因此，在啟用安全旁路開關后，司機應根據(jù)情況及時組織列車到就近存車線退出服務。值得注意的是在處理緊急制動不能緩解的故障時，司機需要注意以下事項：不要嘗試重啟司機臺的操作，以避免觸發(fā)緊急制動無法緩解。避免通過按壓強制開門按鈕或確認按鈕指示燈是否點亮的方式對零速故障進行判斷，以免觸發(fā)緊急制動。如果車門零速信號一直存在，車門控制電機將不產(chǎn)生強制關門力。在這種情況下，如果有乘客解鎖車門，可以腳踩扳開車門，而不需要等待列車停穩(wěn)后才能操作。因此，在操作車門零速旁路開關開關車門后，如果列車繼續(xù)載客運營，司機在動車前必須將車門零速旁路開關恢復。注意安全回路旁路功能啟用后，緊急制動功能將失效，列車將固定在一模式。司機需要加強對列車相關設備狀態(tài)的監(jiān)控。

6.3 其他注意事項

零速信號在機車電氣控制中扮演著非常重要的角色。它是用來判斷機車是否停止運行的信號，對于保證機車的安全運行至關重要。零速信號通常由傳感器獲取，傳感器可以是通過檢測機車車輪轉(zhuǎn)動情況、車軸轉(zhuǎn)速等方式來獲取零速信號。一旦零速信號被觸發(fā)，機車電氣控制系統(tǒng)就會采取相應的措施，如停止機車的運行，斷開動力傳輸?shù)取?/p>

然而，零速信號在應用過程中可能會出現(xiàn)故障。其中一種常見的故障是零速信號丟失或不穩(wěn)定。這可能會導致機車無法準確判斷自身是否停止運行，從而影響到其他控制功能的正常運行。在機車電氣控制中，零速信號是一個關鍵的輸入信號，用于判斷機車是否停止運行。然而，零速信號在應用過程中可能會出現(xiàn)故障，影響機車的正常運行。其中一種可能的故障是零速信號丟失或不穩(wěn)定，導致機車無法準確判斷自身是否停止運行。

另外，還需要檢查零速信號的處理邏輯是否正確。在機車電氣控制系統(tǒng)中，零速信號通常與其他信號進行邏輯運算，用于判斷機車是否停止運行。如果邏輯運算錯誤，可能會導致機車無法正確判斷自身是否停止運行，進而導致車門不能開啟。因此，我們需要仔細檢查零速信號的處理邏輯，確保其正確性。

此外，還需要注意零速信號的實時性。在機車電氣控制中，及時獲取并處理零速信號對于保證機車的安全運行非常重要。如果零速信號延遲或丟失，可能會導致機車無法準確判斷自身是否停止運行，進而影響車門的開啟。因此，我們需要確保零速信號的實時性，可以通過增加信號采樣頻率、優(yōu)化信號處理算法等方式來提高實時性。零速信號在機車電氣控制中的作用非常重要，但也可能出現(xiàn)故障，為了保證機車的安全運行，需要注意零速信號的穩(wěn)定性、處理邏輯的正確性以及實時性的保證，更好的提升機車的運行效率，提升旅客的滿意度，為旅客提供更好的出行體驗。

7 結(jié)語

綜上所述，在機車電氣控制中，零速信號的應用是非常重要的。通過對車輛速度的準確監(jiān)測和控制，可以確保列車的安全運行和乘客的舒適乘坐體驗。零速信號不僅在信號系統(tǒng)控制中起到關鍵作用，還可以用于其他電氣控制功能，如制動系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)等，隨著技術的不斷發(fā)展，零速信號在機車電氣控制中的應用將會更加廣泛和精確，通過不斷改進和創(chuàng)新，我們可以進一步提升機車電氣控制系統(tǒng)的性能和效率，為鐵路運輸行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。

教育教學類項目：西安鐵路職業(yè)技術學院2023年度立項課題（XTZY23J16）。

參考文獻：

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[2]吳英帥，李惠，王鶴.城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)的零速信號和非零速信號方案選用及安全性分析[J].城市軌道交通研究，2021，24（12）：89-92.

[3]湯善成.廣州地鐵B2型車零速信號的應用與故障處理[J].科技風，2014，（10）：153-154.

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[5]朱慧勇.機車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主處理單元設計及應用[J].河北農(nóng)機，2020，（02）：67.