主体化机车信号（精选7篇）
主体化机车信号 篇1
一体化机车信号是由地面信号、接收线圈、电缆、接收主机、显示器等设备构成的系统。系统中任何部分故障都可能导致机车信号显示输出异常, 因此, 要做到系统故障的初步定位, 对系统原理的了解是故障分析处理的要点, 所以在处理一体化机信设备故障时, 根据该系统的原理, 可将故障范围分为以下几大板块: (1) 电源系统故障; (2) 输入信号系统故障; (3) 控制信号部分故障; (4) 输出信息部分故障。
1 电源信号故障
由于机车信号车载系统的电源是由机车配电柜提供的直流电压110V, 所以开机后, 如不上电时, 应先检查机务电源是否正常输入。根据JT-C系列机车信号主机的结构原理, 首先, 可从主机电源板1的I或II端指示灯是否正常做出初步判定 (注:此时应将试验/运行开关扳至在运行位, 进行还换端试验, 防止由于I或II控制部分有断线故障) , 如果指示灯显示正常, 则说明+110V输入断线故障。而如果指示灯灭灯, 则判为-110V输入故障或是电源极性反接。对此故障的处理应从X26航插的 (7+、9-) 、也可通过LX30的端子 (29+、30-) 进行测量, 航插X26如有电, 但电源板相应的指示灯不亮, 可能原因则是某一板上的保险断 (保险在电板上内置) , 应检查保险。如果保险测量良好, 可通过倒换两块电源板来测定是母板故障, 还是主机内的连线断线故障。
1.1 输出1:50V
电源板1、电源板2的50V为电源模块并供输出的, 对应指示灯与连接板电源指示灯并供, 因此, 单路的50V故障不会影响某一主机板的正常工作。
1.2 输出2:50VD
50VD为动态电源指示灯, 电源板1为A板独力提供动态电源, 电源板2为B板独力提供动态电源。
如果电源1的50VD或电源2的50VD指示灯灭灯时, 且相应的主板不工作, 不断复位, 观察连接板上相对应的A或B的正常、工作、电源均灯灭时, 则判定为连接板上的A机或B机保险断, 造成电源模块没有动态电源输给主机。
2 输入信号系统故障
JT-C一体化接受线圈采用的是双路接收线圈, 即为, A路输入信号和B路输入信号, A信号输入A主机, B信号输入B主机, 如果A路或B路信号输入故障时, 则会造成A、B不能正常切换, 主要原因有: (1) 线圈断线; (2) 线圈混线; (3) 线圈同名端相位反。根据JT-C系列线圈的技术标准:双线圈阻值不大于16Ω, 接收移频电化要求感应电压≥20MV, 接收UM71、ZPW2000要求感应电压≥100MV, 处理此故障时, 可以通过LX30端子A路 (15、16) 、B路 (17、18) , 或航插X26上的端子 (14、15 IA) , 端子 (19、20 IB) , 端子 (16、17 IIA) , 端子 (22、23 IIB) 进行测量阻值和感应电压值, 与技术标准对比后, 做出故障点的初步判定。
2.1 线圈断线故障
JT-C系列机车信号设备新添加了信号断线检查功能, 即在接收线圈断线时控制机车信号输出灯灭, 机车信号只有在无码时进行断线检查, 即在无码时, 断线大约1分钟后才出现机车信号显示机构灯灭现象, 当发生断线故障时, 主机小面板上的上下行指示灯周期2秒/次闪亮, 连接板上对应工作灯和正常灯同时灭灯, 同时电源板上的动态电源灯仍然点亮, 这样从主机面板上的显示就可以区别为主机板故障报警与断线报警, 当A、B两路信号均为断线报警时, 信号机构显示灭灯。
根据上述特点, 在进行A、B机切换时, 要特别注意主机板上的报警显示, 以作初步的判定。处理时, 首先测LX30的 (15、16) 或 (17、18) 端子, 如无阻值。再测X26的端子 (14、15、IA) , (19、20、IB) 或 (16、17、IIA) , (22、23、IIB) 如阻值正常, 则判为X26插座至主机内的引线断;如无阻值, 再测试线圈接线盒的输出阻值, 正常为X26A路或B路电缆断线;如不正常, 则再测单个线圈阻值, 来继一步判定是单个线圈故障还是接线盒故障。
2.2 线圈混线故障
在进行A、B机切换保持不住时, 处理步骤同上一部分, 不同的是线圈阻值为0Ω,
2.3 线圈A、B路相位反
在进行A、B机切换后均不上码时, 当从LX30端子上测得阻值正常, 但感应电压不符合标准时, 则为同名端相位反, 此时应检查线圈引出线各部插头安装是否与标识相对应。
3 控制信号系统故障
JT-C系列车载系统的控制信号包括 (1) I/II端控制信号; (2) 上下行控制信号; (3) 主机内跳线设置。
3.1 I/II端控制信号
I/II端控制为系统外直接控制, +110V有效, 一体化的I或II端同时控制着I或II端同时控制着I或II端A信号, B信号和I、II端操作端控制电源。运行状态I或II端控制由司机司机手柄供给控制, 即从X26 (10、11) 输入;在试验状态时将X26 (10、11) 切断由按钮控制。因此, 处理此项故障时, 应要先确认试运开关位置正确, 其次是当转换开关动时, 连接板上的继电器也相应动作, 电源板2上的I/II端指示灯显示正确。
3.2 上下行控制信号
上下行控制识别为+50V有效, 且在连接板上设有上下行控制自保继电器, 当没有控制电压时, 仍保持在原始状态, 如果已有上行或下行控制, 再有第二次不同控制时, 继电器不受控, 保持原位。在操作端, 扳动信号机上当的上下行开关, 对应信号电压送入主机同时点亮连接板上想对应的SX或XX指示灯, 主机判别正确后, 给出上或下行标识电压信号, 最后送到显示机构。
因此对在此部分故障分析时, 重点要明确上下行控制开关位置与连接板上的SX、XX指示灯的位置一致, 连接板上的指示灯是由上下行开关送给的, 而灯盒上的上下行表示是由主机送出的。
3.3 主机内跳线设置
机车信号主板上设有选择信号制式, 灵敏度短路线, 如果主机板上对某种制式的模式不作选择, 主机将对这种制式的信号不译码。另外, 机车信号只可固定设置接收一种模式的移频和一种模式的UM71信号, 如果模式选择同时存在两种, 则会造成主机板复位死机而无法译码。
处理此故障时, 先观察两个主机板是单板复位自检, 则通过倒板确认故障;而如果是两块主机板同时复位自检, 则应检查I/IISZ电缆及灯盒内的模式选择部分。
4 输出信息部分故障
机车信号主机在接收地面感应信号后, 译码输出灯位和速度等级等信息, 应将正确的信息送给信号机和监控设备, 如果输出信息部分输出错误或故障, 将会造成主机死机;如果当信号机部分、监控部分故障时, 例如信号机内部或连接电缆接线混线混连时, 主机反馈检查到两个大于35V电压时, 主机复位, 信号机灭灯。在处理此部分故障时, 可采用断线甩线法, 逐一判断排除。
参考文献
[1]铁电务1986-16[S].铁路信号维护规则.铁道部, 1986.
[2]林瑜筠.机车信号车载系统和站内电码化[M].北京:中国铁道出版社, 2008.
[3]邱宽民.JT-C系列机车信号车载系统[M].北京:中国铁道出版社, 2007.
主体化机车信号 篇2
机车信号机将轨道电路中表示占用的低频码信息通过接收线圈接受, 通过机车信号机主机分析处理后, 送到机车信号机的显示装置显示, 作为行车许可提供给司机, 同时送到LKJ列车运行监控记录装置中显示在LKJ列车运行监控记录单元的显示器上, 同时作为LKJ生成速度曲线的重要参数参与运算。
1 JT1-CZ2000型机车信号机的原理介绍
JT1-CZ2000型机车信号机包括显示机构、主机箱、接收线圈、接线盒四部分组成。
1.1 显示机构
为了提高显示器的可靠性, JTI-CZ2000型机车信号系统使用双面8色灯LED机车信号显示器或双面点阵式显示器。采用LED作为发光体, 克服了传统的机车信号机泡显示器在振动情况下长时间使用, 点灯显示的不断转换和新的机车信号信息定义标准中闪光信号带来的电源通断, 容易造成灯泡断丝及现场使用的灯泡功率不等, 种类多, 功耗较大, 质量参差不齐等缺陷。其光谱纯, 发光柔和, 抗震性强, 可靠性高, 耐压高。安装方式及安装尺寸与原八显示机车信号机兼容。同时显示器内部电路采用冗余措施, 防止单点故障而造成的完全无显示。完全符合作为主体性机车信号机的使用要求。
1.2 主机箱
主机箱包括主机板、信号记录板、电源板、连接板四部分
主板机是主机的核心部件。主机板完成信号的接收及输出工作, 两块主机板完全相同, 与接线盒的双套电源、双路接收线圈构成双套切换等功能。
记录板上插有能实时记录机车运行过程中各种动态信息的大容量的CF卡和用于完成信息转录的USB插口。
两块电源板电路基本上相同, 构成双套电源供电。
连接板主要是实现电源的分配, 主机A和主机B的自动或人工切换对主机、电源及上下行工作状态的监督等。
1.3 接收线圈
双路接线盒接收线圈, 保证信息冗余, 符合故障安全原则, 可以满足JT1-CZ2000型机车信号机作为主体型机车信号的要求。
机车信号系统中任何部分故障都可能导致机车信号输出异常。当出现异常时, 维修人员应对具体的现象进行调查和分析, 如是个别机车发生还是多台机车发生, 是固定地点发生还是随机发生等。
1.4 接线盒
作为主体化机车信号的车载设备的电源转换装置, 机车信号接线盒把机车上的110V电源通过滤波及转换变化成供主机工作的相对稳定的50V电源, 并把各路信号在接线盒的端子排进行汇流。
2 故障定义
机车信号故障是指机车车载设备不可能可靠接收地面的发码信息或机车车载设备的显示与地面发码信息不一致, 影响机车正常工作的事件。
当机车车载设备发生以下事件时列机车信号故障:
(1) 机车信号机灭灯或在机车运行方向设置正确情况下进入地面发码区段而机车不接码;
(2) 机车信号主、副机构显示不一致, 或显示不明;
(3) 区间通过信号机显示稳定灯光, 机车信号机连续跳闪超过下一个区间或一个交路中多次发生信号跳闪。
3 设备故障处理流程
JT1-CZ型机车信号系统维护做到以下几点:
(1) 通过机车信号记录器记录的数据进行一般分析, 初步确定故障类型。
(2) 使用便携式机车信号测试仪对车载系统进行测试, 初步判断故障地点。
(3) 在室内利用机车信号测试台检查和测试主机是否工作正常。
(4) 根据电路图测试接线是否良好, 维护电源电路, 更换故障元件。
(5) 用万用表测量线圈电阻, 用兆欧表测量线圈绝缘电阻, 确定接收线圈是否工作良好。
(6) 根据机车信号电路图检查内部电路是否完好, 更换电路内部器件。
(7) 对记录器记录的地面信息波形进行分析。通过对波形幅度、频率及其他参数的分析判断地面轨道电路信号是否正常。
(8) 用机车信号微机测试台或其他仪器测试机车信号的各项指标。
(9) 主机内部故障定位:主机故障后确定是主机板故障、连接板故障还是机箱内部配线故障。可用分析方法或电路板替换方法确定并排除故障。
(10) 主机板输入电路维修, 掌握主机板输入电路工作原理及各点输出波形参数, 进行输入电路的故障判断及修复。
(11) 主机板故障判断, 掌握故障代码显示器的故障说明, 根据故障代码显示的内容进行故障判断与处理。
4 典型故障案例分析
1) 故障现象
监控显示与机车显示不一致的故障分析
监控装置作为保安设备, 依据机车信号的点灯条件, 并结合车辆编组等情况给出相应的速度等级进行限速控制, 以防止列车越过关闭的地面信号机。如果监控装置与机车信号显示不一致, 特别是出现信号升级的情况下, 将会发生不可预想的后果。
2) 故障分析
机车次信号输入50V电平信号后, 通过X22-X23连线, 然后通过光电隔离后再并行接入数字量输入插件进行电平转换和光电隔离, 送到数据总线, 供监控记录插件读取。
(1) 如果机车信号显示正常, 监控装置无任何信号显示时, 应检查监控设备与机车信号的X22-X32连线是否连接正确, 有无断线情况, 在X32插头的1#、2#测量有无50V电压, 如果没有则联系机车信号人员进行处理。
(2) 如果监控装置 (见图3) 某一灯位与机车信号显示不一致时, 应检查X32插头 (其中3#--10#为点灯信号, 1#为地线) 上相应灯位的50V电压是否偏低或者有无50V电压。如果检查测试电压正常, 则观察数字量输入插件上的相应的灯位指示是否正常, 如果不正常则按原理分析中的处理方法对应灯位进行测量, 或者更换数字量输入插件。
(3) 如果更换数字量输入插件后, 故障仍未恢复, 则更换监控记录插件, 故障则可恢复。
如果机车信号显示正常, 而监控装置无任何信号显示, 多为机车信号条件地线断线或接触不良所致。如果某一个信号灯不显示或显示与机车信号显示不一致, 多为连线出故障或数字量输入插件上的某一通道故障。
5 结论
通过设备原理分析故障的方式, 不仅可以减少故障处理时由于误操作而造成的故障升级, 同时可以节约故障处理所需要的时间, 满足高效快速定位并排除故障, 恢复系统正常运行的需求。
摘要：机车信号是确保行车安全和提高行车效率的列车运行控制系统关键车载技术装备之一。在我国机车信号自20世纪80年代铁路迅速普及, 技术水准不断地提高, 对于行车安全起到了非常显著的作用, 已经成为列车运行控制系统不可或缺的组成部分。
关键词：机车信号机,典型故障,故障分析
参考文献
[1]张铁增.列车运行控制系统.北京:中国铁道出版社.2012.
[2]中国人民共和国铁道部.铁道信号维护规则技术标准.北京:中国铁道出版社.2006.
铁路机车信号车载设备记录系统 篇3
目前, 铁路机车信号车载系统设备的铁路一线运用技术日趋成熟, 要求进行铁路机车信号车载设备主机和记录分析装置进行一体化的设计, 实现对铁路机车信号运行的相关信息的采集和存储, 以便在地面进行数据的回放和分析, 为铁路机车信号的使用和维修提供有效的手段。
2记录系统组成及功能
铁路机车信号车载设备记录系统包括机车信号车载设备主机信息记录板和上位机数据分析处理系统。机车信号车载设备记录板主要实现:
记录铁路机车信号主机在铁路机车运行过程中的各种状态信息和接收到地面信号的波形信息;
对采集到的状态信息和接收到地面信号的波形信息数据存储;
对存储的数据进行转储。
2.1 记录信息来源
记录板自身采集信息:表1所示。
铁路TAX2机车安全信息综合监测装置信息:
铁路TAX2型机车安全信息综合监测装置采用通过装置中的信息传输单元 (如DMIS单元、TMIS单元等) 发送TAX2信息, 将列车运行的信息实时传送给有关设备, 以便实现对机车的动态跟踪管理。
TAX2信息主要包括:车次号、年月日、时分秒、车站、车种、区段号、公里标、运行速度、机车信号、机车号、信号机编号、信号机类型等。
机车信号主机运行数据:
铁路机车信号车载设备其他板卡是通过内部485总线 (RA+、RB-) 把运行数据传输给机车信号记录板的控制CPU, 总线波特率为115200。
其中数据主要包括:信号载频、信号低频、信号幅度、代码、股道号、应答器、编码、发送、430信号、UM71设置、I/II端状态、掉电记录。
2.2 上位机数据分析处理系统
机车信号记录板上位机数据分析处理系统 (以下简称:数据分析处理系统) 对机车信号记录板的数据进行分析和处理。在分析过程中, 用户可直接通过显示器与计算机之间进行信息交互:设置参数, 选择分析功能, 控制分析过程, 查看分析结果, 并将分析结果通过打印机进行打印输出。记录数据分析处理系统结构框图如1所示。
3 系统硬件平台
3.1 信号采样系统
铁路机车信号车载系统记录板采用双处理器设计思想, 根据他们功能差异, 以下把两个CPU分别称为采样CPU和控件CPU。
铁路机车信号车载系统记录板信号采集分为直流信号采集和交流信号采集。采样CPU采集直流信号, 控制CPU采集交流信号。其中直流信号采集包含50V直流信号采集和温度采集。采集电路结构如图2所示。
采样CPU的ADC采样输入电压在0到3.3V之间, 50V直流信号经过电平转换后, 采样静态点为2.57V。采样需要的驱动电流小于0.3mA。由于能信号数目比较多, 采用分时采样的实现方案, 提高CPU资源利用率, 通过软件排除通道切换时信号对彼此的影响。
温度传感器采用MF58_103_36型热敏电阻。
在波形信息采样电路中, 实现隔直、滤波和信号驱动。
3.2 双CPU系统
出于功能和安全的需求, 机车信号车载设备信息记录板采用双CPU的设计方案, 实现电气分离, 功能分化。两个CPU之间通过内部485总线RA+、RB-进行通信和数据交换。其中控制CPU为主设备, 采样CPU为从设备。同时, 从设备还包括主机板, 连接板。它们之间的连接关系如图3所示。
机车信号记录板的控制CPU同时通过内部485总线RA+、RB-读取机车信号主机其他板卡的工作信息。
3.3 存储系统
控制CPU系统中扩展了一个8M比特的高速RAM (is64wv51216bll型) , 以满足控制CPU嵌入软件系统的内存需求。通过串行I2C总线扩展一个4K比特的非易失性随机存储器。
存储记录子系统使用MicroSD卡作为存储介质, 支持1G、2G、4G、8G、16G和32G卡。将SD卡按FAT32格式化, 没有文件和目录。需要提取的信息数据分为状态数据和传感器数据, 分别存储在对应区域, 如图4所示。
3.4 通信与接口
如图3所示, CAN、GPRS (LAIS) 通信接口为预留输出供电控制, TAX2_485为TAX数据接收端口, A+B-_485为程序升级总线, RA+RB-_485为内部数据交换总线。
3.5 USB转储接口模块
USB接口模块主要实现设备识别、数据的转存。采用480M (选用USB3370型) , 静电防护大于20000V。
USB应用软件结构如图6所示。
4 数据分析处理系统软件
铁路机车信号车载设备信息记录系统的上位机分析软件, 可实现对数据分析处理及显示。利用相应的数据转存设备将记录的机车运行数据以指定类型的文件形式转存到计算机中, 进行分析。图7为传感器记录信号分析效果图。
为实现快捷的铁路机车信号信息记录板的软件升级功能, 采样CPU和控制CPU嵌入软件均包含BIOS和APP, 通过USART6串口在线升级。
5 结束语
随着相关技术的不断成熟, 机车信号车载设备信息记录板功能还将逐步完善, 也将成为机车信号设备中不可或缺的组成部分。
在现场铁路机车上使用机车信号车载设备时, 可随时通过机车信号车载设备记录板面板上的指示灯跟踪观察记录板的工作状态 (数据记录、通信) 和主机其他板卡部分状态信息。
当需要查看机车信号主机运行情况, 只需接上一个U盘, 记录板将自动拷贝数据。并且在拷贝的过程中自动检测, 只拷贝新数据。这种模式大大加快了数据拷贝的效率。
随着相关技术的不断成熟, 机车信号车载设备信息记录板功能还将逐步完善, 也将成为机车信号设备中不可或缺的组成部分。为电务维修提供便捷手段, 确保机车信号车载设备检测质量, 避免隐患故障机车出行, 在保障铁路行车安全方面发挥积极作用。
机车制动缸压力开关信号输出改进 篇4
关键词：机车制动机,机械式压力开关,改进
0 引言
目前, 机车制动机采用了多个机械式的压力开关来检测或输出相应的容积压力状态, 一般包括:辅助压缩机启停压力开关、压缩机启停压力开关、停放制动与缓解状态压力开关、制动缸压力开关、总风低压保护压力开关等。这些机械式的压力开关直接或间接地影响到制动机和整车的正常功能。鉴于机械式压力开关本身固有的特性, 本文对制动缸压力开关信号输出方式进行了改进, 以消除机械式压力开关可能带来的隐患。
1 压力开关原理
机车制动机一般设置2个制动缸压力开关 (单点压力开关, 保证一个动作值准确, 压力上升或者下降到某个值产生动作) , 分别为40 k Pa制动缸压力开关和90 k Pa制动缸压力开关, 其中40 k Pa制动缸压力开关输出机车牵引封锁信号 (制动缸压力大于40 k Pa输出封锁信号, 防止机车抱闸运行) , 90 k Pa制动缸压力开关输出机车电制动切除信号 (制动缸压力大于90 k Pa输出电制切除信号, 防止机车空气制动与电制动力叠加) , 其一般结构如图1所示。
注:1压力接口;2感压膜片;3弹簧;4活塞;5 (6) 触点;7调整压力旋钮
其工作原理是:随着空气压力变化, 感压膜片带动活塞, 通过连接导杆推动活动触点移动, 当被监测点的空气压力高于或者低于压力开关的整定值时 (通过调整压力旋钮可以适当调节整定值) , 开关触点接通或断开, 从而实现利用空气压力的变化控制电路转换的功能。
2 压力开关特性及隐患
理论上40 k Pa制动缸压力开关的整定值应为40 k Pa, 90 k Pa制动缸压力开关的整定值应为90 k Pa。但由于压力开关的机械特性, 其动作分为升压动作和降压动作, 两个动作的整定值通常不相等, 如图2所示。当制动缸压力逐渐上升时在K2压力值压力开关动作, 随着制动缸压力降低在K1压力值时压力开关复位, K2与K1之间的差值称之为机械式压力开关的“死区”。
如果制动缸压力大于等于90 k Pa时压力开关动作, 那么压力开关复位将在90 k Pa以下某个值。如表1所示, 压力开关工作在弹簧的弹性范围内, 则压力开关的设定值偏移量较小, 可以保证在其精度范围内。
当压力开关的膜片或弹簧, 在承受远远超过其本身设定值的高压力后, 产生的形变将超出其弹性范围, 使其恢复到原始状态需要一定的时间 (压力开关延迟断开现象) , 甚至压力开关无法恢复到原始状态, 造成无法断开的故障, 从而影响正常的行车。以40 k Pa制动缸压力开关为例, 其弹簧及膜片复位力本身设置较小, 而机车制动缸的压力经常会处于0 k Pa到450 k Pa之间, 当制动缸压力长时间处于高压状态时, 弹簧或膜片的形变将有可能超过其弹性范围, 当制动缸压力由较高压力降为零后, 压力开关无法复位, 一直输出机车牵引封锁请求, 造成机车无法正常施加牵引。
3 改进方案及效果
鉴于上述机械式压力开关的特性, 本文提出的制动缸压力开关信号输出改进方案为:正常情况下由制动控制单元 (BCU) 采集制动缸压力传感器信号输出相应状态给机车中央控制单元 (CCU) 。
图3为改进前制动缸压力开关信号输出示意图;图4为改进后的制动缸压力开关信号输出示意图。压力传感器采集值为线性的模拟量, 不存在机械式压力开关的“死区”, 也不会出现整定值漂移的问题, 控制精度更高、更稳定。
改进后的方案在HXD1型机车DK-2制动机上进行了验证和装车试用, 改造后效果明显, 制动机未再输出错误的牵引封锁和电制动切除信号。
4 结语
主体化机车信号 篇5
站内采用97型25HZ相敏轨道电路叠加ZPW-2000A型电码化设备,是目前我国铁路推广使用的主要制式之一,以满足机车信号和超速防护的需求。但在近年来应用过程中,也出现了一些地面信号显示与机车信号显示不一致等故障,影响运输效率且危及行车安全。现对个别故障进行分析说明[3]。
1 问题提出
1.1机车信号瞬间错误显示
1.1.1故障情况
襄渝线某车站联锁试验中,在进站三接近发码电路中,当办理正线接车作业时,利用出站信号机的LXJ2F继电器落下,向3JG区段发送U码;当办理通过进路时,利用出站信号机的LXJ2F继电器励磁和进站信号机的LUXJF继电器励磁条件,向3JG区段发送LU(L)码。当办理了正线接车作业后,由于某种原因,将正线接车进路改通过进路时,瞬间错误发送U2码。3JG轨道区段标准编码电路原理图如图1-1所示
1.1.2原因分析
由于先办理了正线接车作业,计算机联锁采集到出站信号机LXJ2F继电器在落下状态,此时,将已办理好的正线接车作业改为通过进路时,计算机联锁软件将采集到出站信号机的LXJ2F继电器由落下状态变为励磁状态的信息后,进行逻辑判断运行,2秒左右才驱动进站信号机的LUXJF(TXJF)励磁,由于2S的逻辑判断时间,造成3JG区段利用出站的LXJ2F继电器励磁和进站的LUXJF落下(还未励磁)条件,使得瞬间错误发送U2码。
1.3.3解决办法
为了解决上述3JG瞬间错误发U2码的问题,将原3JG轨道区段编码电路图进行修改。如图1-2所示(粗虚线框内为修改内容)。图中将进站信号机LUXJF继电器后接点与出站信号机LXJ2F继电器后接点进行连通,当将正线接车进路改通过进路时,在计算机联锁软件对采集到的出站信号机LXJ2F继电器状态进行逻辑判断时,再逻辑判断2S时间内,即可瞬间发送正常U码。
2 机车信号升级显示
2.1.1故障情况
在ZPW-2000A型站内电码化N+1电路中,公共配线端子+24-1通过各FBJ的第1组接点接至F1端子上,如图2-1所示。将公共段子接至F18端子。当主用发送器故障时,FBJ落下,通过FBJ第3、4、5、6组接点,切换至N+1工作,此时当FBJ继电器接点动作不一致或第1组接点发生粘连时,如果此时机车地面信号是U、LU、UU显示时,将会造成机车信号升级显示。
212原因分析
信息定义中规定F18对应低频信息103HZ,而低频103HZ对应机车信号显示为L码,如将公用端子+24-1接至F18端子时,主发送器正常时,由主发送器进行发码,N+1发送器仅仅为备用,接至F18端子上不会出现机车信号升级现象。当主发送器故障,且FBJ各接点状态不一致或第1组接点发生粘连时,未处于正常状态,不能与正常的编码电路进行连接,而是仍接至F18端子上,此时虽倒至N+1工作,且发码通道已经接通,但是瞬间发低频码10.3低频码,那么这时会将本应为U、LU、UU显示升级为L显示,造成机车信号升级显示。
2.13解决办法
将公用端子+24-1接至F1端子上,如图2-2+1FS电码化修改电路示意图所示(图中虚粗线框为修改)。信息定义中F1对应的低频信息为29HZ,此低频信息对应机车信号显示为H码,如出现上述主发送故障情况,那是N+1发送器发出H码,未造成机车信号升级显示,实现了故障倒向安全。
结语
现场进行了上述电路的改进,从电路上解决了信号错误显示及机车信号升级显示的问题,通过对其进行细致的联锁试验、测试,经过现场实际运用,再未发生信号显示错误及机车信号升级显示的情况,达到预期的效果。
参考文献
[1]中华人民共和国铁道部.TB/T3060-2002机车信号信息定义及分配[S].2002
[2]中华人民共和国铁道部.铁路技术管理规程[M].第10版.北京:中国铁道出版社,2006.
关于防止机车冒进调车信号的探讨 篇6
1 机车冒进调车信号的原因分析
1.1 人员问题
在调车作业中, 人控失控是造成机车冒进调车信号的主要原因。具体表现在以下几个方面:①司机、副司机互控不到位, 瞭望不彻底;②单机返头信号时, 停车距信号机过近产生瞭望死角;③调车交接班时, 着急交班, 简化作业, 盲目操纵, 臆测行车;④中间站调车作业时, 不按规定使用平面调车装置;⑤在机车出入库、调车时, 不按要求使用调车监控系统;⑥遇天气不良调车作业时, 不按相关规定执行办法作业;⑦管理人员在摆“检”字牌检查时, 乘务员只打点, 不看信号、道岔。
1.2 设备问题
目前, 监控装置在调车作业方面的控制还存在盲区, 当机车出入库、站场调车作业时, 机车在关闭的调车信号机前失控。由于调车信号机没有发码, 在调车状态下, 机车无法接收地面调车信号机的信息而做出相应的自动控制。
2 防止机车冒进调车信号的措施
2.1 人员控制措施
(1) 调车作业中道岔、信号必须逐个确认、呼唤;牵出和单机动车前第1个调车信号副司机必须打开司机侧司机室门确认信号并高声呼唤, DF7型机车副司机必须开门到走廊板上确认信号。
(2) 单机返头信号时, 必须保证距返头信号一定距离, 消除瞭望死角, 动车前确认好信号显示及道岔开通状态。
(3) 交接班时, 一批作业完了才可交接班。
(4) 中间站调车作业时, 必须使用平面调车装置, 并按规定与监控装置接口, 退勤时对调车作业全过程认真分析, 做好记录。
(5) 在机车出入库、调车作业时, 按要求正确使用调车监控系统。
(6) 遇天气不良调车作业时, 有关行管人员必须到现场添乘把关。
(7) 加强单机和调车作业“检”字牌的检查, 坚持添乘指导和抽查相结合, 强化乘务作业验收工作, 规范乘务员的作业行为。
2.2 设备控制措施
2.2.1 调车监控系统方案的确定
经反复论证发现, 调车信号轨道电码化在技术上有难度, 且投资、施工量巨大;无线电台或GSM-R传输调车信号正在研发阶段, 且必须有连锁电路采集系统支持;数字微波传输装置技术成熟, 可传递多种综合信息, 实现多种控制, 但地面、车载设备昂贵, 不利于推广使用。最后决定采用特殊设计的无源感应器运用射频技术, 在地面装设地面感应器 (以下简称地感) , 将调车信号传递到机车监控装置, 通过监控装置发出相应的指令, 实现对机车的监控。
将信号灯的一根电源线穿过电流互感器 (见图1) , 信号灯亮时, 大约产生2A的电流, 当电流从互感器中心穿过时, 在互感器二次侧产生电流使得继电器的常开触头闭合, 从而接通相应的振荡回路。当机车感应器 (以下简称机感) 接近地感时发生电磁耦合, 使地感的谐振电路产生振荡电流, 为地感的发送电路供电, 使其发出相应的数字信息。同时机感的接收电路接收相应的信息, 由调控主机将其信息处理后, 经485通讯口传送至监控装置进行监控。由于地感工作无需供电, 仅需用套在信号灯电路的互感器来感应信号状态的变化, 没有电气连接, 因此对连锁设备和调车信号不会产生任何影响, 地感不主动发射电磁波, 对环境无电磁污染。该方案工程量小, 投资少, 见效快, 切实可行。
2.2.2 调车监控系统的控制方式
机车处于牵出运行状态时, 最高限速40 km/h。当机感接近地感发生电磁耦合后收到白灯、蓝灯、无灯、土挡点信息时, 将信息送入调控主机, 由调控主机分析处理后通过485串行接口送到机车监控装置。监控装置分别进行相应语音提示, 并调出防冒控制模式。根据牵引辆数、距前方信号距离、风管状态等参数对限制速度进行实时计算, 保证在关闭的调车信号机前控制列车停车, 如图2所示。
以调车机牵引50辆货车, 运行速度40 km/h时实行紧急制动为例, 根据机车牵引紧急制动距离计算公式:
S =Sk +Se +Sa =Votk/3.6+4.17 (Vo2-Vm2 ) / (1000ϕhθhβc+ωo+ij) +Sa
式中:Sk为制动空走距离;Se为有效制动距离;Sa为附加距离;Vo为初速度;tk为空走时间;Vm为末速度, 紧急制动时为0;ϕh为换算摩擦因数;θh为换算摩擦因数;βc为常用制动系数;ωo为基本阻力;ij为坡道千分度。
计算紧急制动距离为118 m, 加上机车设备反应延时, 不良天气对制动距离的影响等, Ⅱ号地感距调车信号机的最小距离设计应为150 m。为了防止列车越过Ⅱ号地感停车后人为解除停车控制越过信号机, 同时也能对调车信号的显示状态加以记录, 在距信号机5 m处加设了I号地感。
2.2.3 调车监控系统各项控制
(1) 调车牵出控制。
机车处于牵出运行状态时, 最高限速40 km/h;当机感接近地感后收到白灯、蓝灯、无灯、土挡点信息时, 监控装置分别进行相应语音提示, 并调出防冒控制模式, 保证在关闭的调车信号机前停车。当信号再次开放后, 司机确认调车信号开放后, 可按压“解锁”键解除防冒控制;但车列必须在蓝灯、土挡点前停车后, 才能解锁。白灯为调车允许信号, 当监控装置在收到“前方白灯”这个信号后, 在屏幕左上角显示白色信号, 同时语音提示“白灯请确认进路”, 此时允许按调车限速通过白灯信号机。
(2) 调车推进控制。
机车处于推进运行状态时, 由于无法确定车列前方调车信号显示状态, 因此不进行防冒控制, 只限制最高运行速度30 km/h, 调车作业按平调指挥进行。
(3) 前方信号故障控制。
机车压上前方地感, 如果地面感应点无法判断出色灯情况则发送故障信息, 监控装置语音提示“信号故障”, 此时按前方蓝灯信号显示制动曲线, 乘务员必须停车, 确认地面信号开放后, 按压“解锁”键解除控制, 并通知车站地面信号机调车监控系统故障, 由车站组织电务进行处理。如车站通知调车监控系统地面感应点故障, 在未消除故障前, 其他机车以低于5km/h的速度压上第1点后, 按压“解锁”键解除控制, 通过该信号机。
(4) 调车监控系统故障控制。
如果调车监控系统故障在30 s内还不能自动恢复, 此时彩色显示屏发出“呜呜”报警声7 s后监控状态转为普通调车模式。
3 调车监控系统实施效果
现场试验结果表明, 当地面信号是蓝灯, 以正常调车速度行进时, 接收到Ⅱ号地感上的蓝灯信息后, 监控装置语音提示蓝灯停车, 乘务员可及时采取措施将机车停于信号机前。当乘务员不采取任何措施开始加速, 如果机车速度超过10 km/h自停动作, 监控实施紧急制动, 机车停于信号机前10 m左右。当机车接收到Ⅰ号地感蓝灯信息时, 速度只要高于1 km/h则监控实施紧急停车。因此, 只要机车在调车状态下, 前方是蓝灯或信号故障无灯时, 机车都无法越过信号, 即使考虑其他因素如机车制动力差异、调车时挂有车辆等因素, 机车也无法越过信号机, 从而避免了冒进调车信号的发生。
调车监控系统的应用弥补了监控装置在调车状态下对蓝灯、白灯的失控, 同时也杜绝了白灯突变蓝灯、地面返头信号及土挡信号拦截时的停车控制, 使监控记录装置实现了对调车作业的有效安全防护和作业数据记录, 同时通过系统记录的历史数据, 还可以分析事故原因, 给安全管理提供依据, 为机车出入库、调车作业的安全增加了一道防线。
摘要：分析了造成机车冒进调车信号的主要原因, 通过应用调车监控系统实现了调车信号的自动控制, 有效地防止了机车冒进调车信号的发生。
主体化机车信号 篇7
井下漏泄通信系统以漏泄电缆作为通信网络传输介质, 通过在井巷内铺设漏泄电缆, 将地面或井下机房内的基地台发射的无线电波沿电缆向井巷纵深传播, 同时“漏泄”到电缆周围的井巷内, 使处于井巷中的移动手持机可以收到这个信号。移动手持机发出的无线电波也经同一路径反向传输至基地台, 从而实现基地台与移动手持机之间、移动手持机与移动手持机之间的双向无线通信。由于漏泄通信具有语音清晰、抗干扰能力强、适用于井下巷道环境、通信距离远、信号相对稳定、组建方便、性价比优良等诸多优点, 目前已成为国内外矿山井下移动通信的主流系统, 特别是在矿井机车运输监控系统的辅助通信领域得以广泛应用[1]。
井下机车运输监控系统主要用于对大巷轨道机车运输系统的信号机状态、转辙机状态、机车位置、机车编号、运行方向、车皮数、空 (实) 车皮数等进行检测, 并实现信号机和转辙机的闭锁控制、地面远程调度与控制等功能。在井下机车运输监控系统中, 信号机以灯显和语音提示告知司机前方状态, 机车司机依据信号机状态行车。由于井下环境恶劣, 机车运行时噪声很大, 司机视野和听觉会受到一定的影响, 往往会产生误判, 从而导致安全生产事故。
本文提出一种基于漏泄通信技术的矿井机车信号传输设计, 以漏泄通信网络为通信平台, 将机车运输监控系统中的机车前方信号通过无线方式快速、及时、准确地传递至机车司机的手持机上, 作为司机行车信号的复核, 以确保行车安全。
1 漏泄通信网络结构
漏泄通信是利用特制的表面连续开孔或疏编的同轴电缆 (又称漏泄电缆) 沿巷道传输无线信号的通信方式。漏泄电缆是一种连续型天线, 在通信系统中具有传输线和天线两方面的特性, 电磁波的传播以电缆内导体作为去线, 以外导体作为回线。漏泄通信网络结构如图1所示, 当基地台电磁波沿电缆导线传输时, 在漏泄电缆内传输的电磁波从开孔或疏编孔辐射到周围空间产生漏泄场, 各个移动设备 (手持机) 可以从中获取能量, 从而实现与基地台通信;同样, 移动设备发出的电磁波也会耦合到漏泄电缆内, 实现与基地台通信[2]。
2 机车信号传输设计
2.1 工作流程
如图1所示, 漏泄通信网络中设置一台接口服务器, 该服务器与机车运输监控系统通过以太网连接, 与基地台通过串口连接。接口服务器上运行一套站场状态监测软件, 实时监测机车运输监控系统的站场状态数据, 即每台机车运行前方信号机的状态。当发现状态数据发生变化时, 站场状态监测软件立即将采集到的变化数据 (0.5 s内变化的数据) 以一定格式通过串口发送给基地台;基地台对接收到的数据进行DTMF (Dual Tone Multi-frequency, 双音多频) 编码, 再以无线方式将编码后的数据传输至对应的机车司机的手持机上;手持机将数据解码后, 通过液晶屏进行汉显提示, 同时通过灯闪和语音提示司机。
2.2 数据格式
在机车运输监控系统中, 信号机通过灯显和语音提示告知司机前方状态。每个信号机有16种工作状态, 每一种状态表示一种含义, 具体工作状态如表1所示[3]。信号机号及机车号都以3位数字表示。机车运输监控系统下发给接口服务器的数据格式:机车号 (3 B) +前方信号机号 (3 B) +工作状态 (2 B) , 数据类型为字符型。
由于漏泄通信网络中没有机车信息, 只有手持机号, 因此需要在接口服务器中建立一个机车号和司机手持机号的对应表。当接口服务器接收到监控系统下发的信息后, 将机车号自动转换为相应的手持机号, 并通过串口方式转发给基地台。接口服务器下发给基地台的数据格式:CC (类型识别码, 2 B) +手机号 (3 B) +前方信号机号 (3 B) +工作状态 (2 B) +奇偶校验 (1 B) 。
2.3 DTMF编码传输
DTMF[4]信令是各种有线、无线通信系统中使用最广泛的一种用户信令。DTMF基本原理:在300～3 400 Hz的音频频带中选择8个单音频率, 将其分为高频率组和低频率组两个组;每次从两组中各取出一个频率, 两个频率叠加在一起构成一个DTMF信号, 最后将其发送出去, 实现拨号、寻址和各种控制功能。DTMF的主要优点:呼叫接续时间较短, 抗干扰能力强, 可靠性较高, 技术比较成熟, 有各种型号的DTMF芯片可供选择, 而且体积小, 价格低。DTMF双音多频编码表如表2所示。
从表2可知, DTMF信令有16个编码, 由0～9十个数字和A、B、C、D、*、#六个字母组成。表1中信号机的工作状态也是16种, 可与DTMF的16个编码一一对应。由于DTMF的16个编码都是单字节, 这样就可以节省1个字节, 提高发送效率。
基地台在接收到需要下发的数据后, 将工作状态编码转变成对应的DTMF编码, 并重新打包下发。例如原始下发数据为CC+212+D12+15+1, 共11 B;对应的实际下发数据为CC+212+D12+D+0, 共10 B。根据标准的DTMF信号的持续时间和间隔时间都是50 ms计算, 10 B需要耗时1 s。
2.4 手持机的汉显提示
手持机具备汉字显示功能, 机内写入机车号与手持机号的对应表信息、信号机状态编码表信息。手持机收到基地台下发的数据后, 对其进行解码, 并通过液晶屏显示实际的信号机状态, 同时通过灯闪和语音提示司机。具体显示格式:第××号机车前方信号灯状态为×××。
3 结语
提出了基于漏泄通信技术的矿井机车信号传输设计方案, 具体分析了机车信号传输的工作流程、信号的数据格式及其编码和显示。目前该方案已在某矿山机车运输监控系统和漏泄通信系统中成功应用。
摘要：提出了基于漏泄通信技术的矿井机车信号传输设计方案, 具体讨论了如何将机车的状态信息通过漏泄通信平台以DTMF编码方式快速、准确、实时地下发至指定的手持机上并以文字形式显示的方法。该方案实现了机车信号的无线传输, 可提高井下机车运输的安全性及机车调配和调运的安全管理能力。实际应用验证了该方案的可行性和有效性。
关键词：矿井,机车运输监控,信号传输,漏泄通信,DTMF
参考文献
[1]孙继平.矿井移动通信的现状及关键科学技术问题[J].工矿自动化, 2009 (7) :110-114.
[2]韩江洪, 蒋建国, 方仁忠, 等.KJ15A矿井机车运输监控系统设备原理与使用[M].北京:煤炭工业出版社, 1997.
[3]李成银, 王功忠.计算机控制“信集闭调车系统”的应用[J].山东煤炭科技, 2000 (S1) :95-96.