西門子FTGS 917軌道電路常見故障分析與排除

楊 濤 李小兵 何世星

（1.西門子信號有限公司，710016，西安；2.南京地下鐵道有限公司，210012，南京∥第一作者，工程師）

西門子FTGS是西門子遠(yuǎn)程控制無絕緣音頻軌道電路的德語縮寫，其采用選頻和數(shù)字位碼復(fù)用檢測軌道空閑占用，已經(jīng)被廣泛運用到世界各地的正線鐵路和城市軌道交通中。國內(nèi)運營的地鐵線路如廣州地鐵2、8號線，深圳地鐵1、4號線，南京地鐵1號線都使用的是FTGS 917型軌道電路。城市軌道交通信號系統(tǒng)是保證列車行車安全、提高運輸效率和管理水平的關(guān)鍵，而軌道電路在信號系統(tǒng)中起著非常重要的作用，如果軌道電路發(fā)生故障，將會影響到列車的行車安全以及運輸效率，因此軌道電路故障的快速排除是運營維護(hù)的一大重點。

1 FTGS 917軌道電路的工作原理

FTGS 917軌道電路的頻率范圍從9.5kHz到16.5kHz，調(diào)制模式分為FSK（頻移鍵位）和PSK（相移鍵位）。國內(nèi)使用時，一般軌道電路空閑時調(diào)制模式為FSK，占用時調(diào)制模式為PSK。其工作原理是：發(fā)送器向鋼軌發(fā)送交流電壓，由位于區(qū)段另一端的接收器將收到的電壓進(jìn)行計算；當(dāng)列車進(jìn)入軌道區(qū)段，車軸分路電壓阻止了電壓進(jìn)入接收器，導(dǎo)致其輸出指示為“軌道區(qū)段占用”。FTGS 917對一段軌道電路的空閑檢測過程可分為三步：

·幅值檢測，檢測接收到的電壓。

·調(diào)制檢測，檢測接收到的電壓的頻率是否和預(yù)置頻率一致。

·位模檢測，檢測接收到的電壓的位模是否和預(yù)置的位模一致。

當(dāng)空閑檢測過程中任何一步不滿足條件，則表現(xiàn)為軌道區(qū)段占用，此時軌道電路向軌面發(fā)送攜帶ATP（列車自動防護(hù)）報文的信號。

2 FTGS 917軌道電路常見故障及處理

在運營過程中，軌道電路會出現(xiàn)一些故障，主要表現(xiàn)形式為紅光帶（物理占用）或粉紅光帶（邏輯占用），從而影響正常運營。因此，要求對軌道電路故障能有一個快速的判斷和處理。

2.1 常見紅光帶故障分析及排除

當(dāng)列車進(jìn)入某段軌道區(qū)段后，對應(yīng)LOW機上相應(yīng)的軌道區(qū)段顯示為紅色，表示物理占用。紅光帶故障一般指列車還未到達(dá)該區(qū)段時LOW機上顯示該區(qū)段物理占用。此類故障通常由室內(nèi)板件故障、電纜故障或室外硬件故障引起。因此，首先要分析是室內(nèi)故障還是室外故障。在CTR（電纜終端架）測量對應(yīng)故障區(qū)段室內(nèi)發(fā)送出去的電壓和室外接收回來的電壓是否正常來判斷故障點。CTR電壓測量故障排除見表1。

根據(jù)表1可以很快判斷出是室內(nèi)板件故障還是室外硬件故障或電纜故障，并找出故障原因。

室內(nèi)板件故障判斷：每個板件都有其對應(yīng)的工作指示燈及其正常工作電壓，當(dāng)軌道電路發(fā)生故障時，首先檢查室內(nèi)各個板件工作指示燈是否正常，繼電器是否吸起，然后測量電壓做比較（見表2），以盡快做出判斷是否為板件故障，如果為板件故障應(yīng)立刻更換新板件。常見的板件故障如圖1所示。

表1 CTR架電壓測量故障排除表

表2 室內(nèi)板件工作參考電壓

燈位指示及繼電器狀態(tài)故障分析及處理：

狀態(tài)1——表示軌道空閑，G方向無故障；

狀態(tài)2——表示軌道空閑，A方向無故障；

狀態(tài)3——表示軌道空閑，B方向無故障；

狀態(tài)4——表示轉(zhuǎn)換運行方向的那一刻，無故障；

狀態(tài)5——表示軌道占用，也可參照狀態(tài)17；

狀態(tài)6——220V電源故障，檢查220V電源（或保險單元里的6.3A的保險）；

狀態(tài)7——5V電源故障，檢查5V電源；

圖1 板件燈位指示及繼電器狀態(tài)故障判斷表

狀態(tài)8——12V電源故障，檢查12V電源；

狀態(tài)9——頻率或位模插件沒有插好；

狀態(tài)10——ASü（內(nèi)部芯線短路監(jiān)控電路）被觸發(fā)（6.3A），檢查 ASü 電路的保險；

狀態(tài)11——此類狀態(tài)在運營中不可能發(fā)生；

狀態(tài)12——軌道占用，但沒有LZB（列車自動保護(hù)）報文。檢查是否有錯誤的LZB報文，如果沒有，更換B44報文轉(zhuǎn)換板；

狀態(tài)13——沒有列車在對應(yīng)軌道電路區(qū)域繼電器卻落下，發(fā)送板燈位顯示不正常，更換B30發(fā)送板；

狀態(tài)14——發(fā)送板故障，更換B30發(fā)送板；

狀態(tài)15——發(fā)送板故障，更換B30發(fā)送板；

狀態(tài)16——拔出B40放大濾波板，插入B30的延長單元，檢查B30面板上的LED是否點亮，若點亮，則更換B40板，若不亮，先更換B30板，再按上述方法檢查；

狀態(tài)17——參照狀態(tài)5或測量I5／II8電壓，如果測量電壓高于或與軌道電路數(shù)據(jù)表格記錄的電壓一致，則更換B33接收1板，如果較低或很低，則檢查室外部分。B33接收1板更換后需立刻做軸分路測試，以確保軌道電路可以可靠占用；

狀態(tài)18、19——如果沒點亮的那個通道I5／II8的電壓大于6.5V，則更換B33接收1板。B33接收1板更換后需立刻做軸分路測試，以確保軌道電路可以可靠占用；

狀態(tài)20～25——拔下電源模塊的插頭重新插一次，如果軌道部分依舊占用，則測量I5／II8電壓，如果電壓大于6.5V，則更換B35調(diào)制板；

狀態(tài)26～28——解調(diào)板故障，更換B36解調(diào)板；

狀態(tài)29——報文轉(zhuǎn)換板故障，更換B44報文轉(zhuǎn)換板；

狀態(tài)30——通過LZB轉(zhuǎn)換運行方向的開關(guān)接通故障。

還有一種情況：LOW上顯示紅光帶，但檢查軌道電路室內(nèi)繼電器為吸起狀態(tài)，各電路板的工作指示燈正常。該現(xiàn)象通常是由于軌道電路瞬間短路或瞬間有不完全的物理占用的狀態(tài)，出于安全考慮邏輯上會給出占用表示。出現(xiàn)此故障時，排除紅光帶常用的方法是讓該段軌道電路重新占用、出清一次，如短接接收1板上的E1／E2，或重新插拔一次放大濾波板或繼電器板。

2.2 常見粉紅光帶故障分析及排除

粉紅光帶又稱為邏輯占用，室內(nèi)繼電器瞬間落下吸起，LOW機上表現(xiàn)為列車通過某軌道區(qū)段后或未通過某軌道區(qū)段，LOW機上顯示為粉紅色，也是軌道電路經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障。粉紅光帶產(chǎn)生的原因較復(fù)雜，且不易找到原因。常見的幾種粉紅光帶故障及排除方法有：

（1）列車過后連續(xù)三個區(qū)段出現(xiàn)粉紅光帶。這種故障通常是由于中間的那段軌道電路狀態(tài)不穩(wěn)定造成的，其原因可能為中間軌道電路分路狀態(tài)不良、繼電器板性能不佳、信息反饋電路電氣特性不良等。

（2）某區(qū)段突然出現(xiàn)紅光帶，繼而轉(zhuǎn)為粉紅光帶，或無車情況下突然出現(xiàn)粉紅光帶。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，說明該段軌道電路曾有過物理占用，因此該故障肯定不是由于軌道電路分路狀態(tài)不良引起的，而往往是由于室外某處的接觸不良或絕緣破損造成的瞬間短路或帶有繼電器的板件上的繼電器性能不良引起的。

（3）某區(qū)段列車過后出現(xiàn)粉紅光帶。這種情況通常是由于該區(qū)段分路狀態(tài)不良、鋼軌生銹，或室外某處接觸不良、絕緣破損瞬間短路、帶有繼電器的板件上的繼電器性能不良引起的。

（4）排列進(jìn)路過程中出現(xiàn)粉紅光帶。排列進(jìn)路時某些區(qū)段會進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換，室內(nèi)方向轉(zhuǎn)換板、室外方向轉(zhuǎn)換單元上的繼電器節(jié)點不良或性能不佳通常會造成這種情況。如果是道岔區(qū)段出現(xiàn)該情況，則應(yīng)檢查室外道岔的絕緣情況。

2.3 有車占用無紅光帶顯示的故障分析及排除

當(dāng)有車占用時LOW機上無紅光帶顯示的故障是非常危險的，發(fā)生此類故障時，應(yīng)首先通知車站值班員停用信號設(shè)備，然后立即進(jìn)行搶修。這類故障發(fā)生的原因通常在室外設(shè)備，可先檢查LOW機上光帶表示是否有故障，以及對應(yīng)區(qū)段的軌道繼電器是否落下。故障的主要原因有：

（1）軌面電壓調(diào)整過高或室內(nèi)接收1板分路電壓調(diào)整過高，造成不能分路。

（2）一發(fā)送兩接收軌道區(qū)段因各個接收端距離遠(yuǎn)，軌面電壓調(diào)整不平衡，有的接收端軌面電壓過高，造成分路不良。

（3）鋼軌軌面生銹、車輛自重較輕或輪軸電阻過大等，使得輪軸分路不良。

（4）有其他干擾電壓進(jìn)入，如牽引電流干擾等。

3 結(jié)語

軌道電路出現(xiàn)故障時，應(yīng)了解清楚當(dāng)時情況，排除由于臨時施工造成的故障；測量室內(nèi)故障軌道區(qū)段組匣接收1板上Ⅰ5、Ⅱ8的接收電壓，根據(jù)了解到的情況，按照軌道電路傳輸走向逐一進(jìn)行檢查。本文分析的故障只是在運營中經(jīng)常出現(xiàn)的，軌道電路由于對室外軌道條件要求較高，還會出現(xiàn)其他一些干擾故障，如牽引供電系統(tǒng)在鋼軌上產(chǎn)生的雜散電流、雷雨天氣積水造成的軌道短路等，這就要求維護(hù)人員要非常熟悉設(shè)備性能的狀況，以便能根據(jù)故障情況靈活運用各種方法在短時間內(nèi)進(jìn)行故障處理。

［1］ 吳汶麒.城市軌道交通信號與通信系統(tǒng)［M］.北京：中國鐵道出版社，1998.

［2］ 西門子信號有限公司.軌道電路概述及故障處理［G］.西安：西門子信號有限公司，2007.

［3］ 林于曉，李威，王禹橋.FIGS—917型軌道電路放大濾波單元探析［J］.城市軌道交通研究，2011（7）：72.