JWJ-C2型微機計軸設備在電氣化區段出現的問題和改進

馮 軍

馮 軍:蘭州鐵路局銀川電務段 工程師 750012 銀川

2011投入運營的太中銀鐵路在蘭州局管內是單線區段，由于地理環境較差，站間距離長，結合CTC系統的建設，必須選用單線自動站間閉塞模式。因此選用JWJ-C2型微機計軸設備，其站間傳輸通道利用2芯獨立光纖來傳遞計軸信息，通過結合電路，將計軸的區間檢查輸出條件和所傳遞的閉塞條件直接與車站聯鎖設備相結合，自動檢查區間空閑與占用，隨著辦理發車進路自動辦理閉塞，待列車出清區間后自動解除閉塞，從而實現一體化的計軸自動站間閉塞。但該設備自2011年1月開通以來運用狀態極不穩定，故障頻發。為此，銀川電務段會同設備廠家，于2011年10月26日在故障最為頻繁的高沙窩車站進行了連續16天的跟蹤、試驗和測試，找到了引發故障的主要原因，并進行了有針對性的技術改造。改進后的計軸設備在高沙窩站試用60天，運用狀態良好。現已在太中銀蘭州局管內其余18站推廣。

1 故障現象、處理過程及分析

當計軸設備出現故障時，計軸機柜內報警燈亮紅燈，運轉室內相關的軸數顯示窗不停閃爍，聯鎖設備也出現語音告警，提示車站值班人員計軸設備報警。控制臺顯示區間占用燈亮紅燈，默認為區間占用，導致已開放的出站信號機關閉或列車進站后不能復原。此時進行計軸復零操作也不起作用，只能通過更換室外檢測器板卡等方式消除故障，造成處理故障的時間很長。

通過數月大量的故障處理經驗來看，現場主要是采取3種措施進行故障排除:①重新拔插有關檢測板卡;②更換相關板卡;③甩除接地線。

根據處理過程分析認為，當重載列車通過時，由于牽引電流很大，軌面對地電壓增高，干擾信號從地線通過防雷單元竄入到通信線上，造成室內外通信中斷，此時，車站進行復零操作不能成功，計軸設備故障無法消除。現場維修人員重新拔插或更換室外檢測器板卡，相當于單元板重新上電復位，故障得以消除。此外，甩除了接地線，也就從某一條通路阻斷了牽引電流的干擾，消除了故障因素之一，但是計軸設備卻又要求必須接地。如何既保證計軸設備可靠接地，又能消除因牽引電流造成的干擾，即是必須要解決的問題。

2 改進方案

2.1 軟件改進

1．主控卡 (MCU)、計數卡 (ACU)、檢測卡(SDU)軟件改進。為提高總線的抗干擾能力，防止因錯誤引起總線長時間處在退出 (關閉)狀態，在軟件中增加了對CAN總線狀態寄存器的監控和自動復位功能。當檢測到CAN總線因數據被干擾發生嚴重錯誤而自動退出時，立即對CAN控制器進行復位，縮短了總線通道中斷時間。如:在總線出現幾次發送錯誤或接收錯誤后，及時對控制器進行自動復位操作。

2．系統軟件改進。為防止JWJ-C2型微機計軸設備因車輪傳感器單組磁頭故障，且未被提前檢測發現的特殊條件下，可能造成系統在列車經過車輪傳感器后不能可靠計軸這一危險后果，利用計軸設備故障情況下，列車輪對經過車輪傳感器時，能可靠接收到的單脈沖 (即無重疊區的單組磁頭軸脈沖或軋半軸)信息和引入的進站信號機內方第1個軌道區段 (車輪傳感器所在的WG或DG區段)狀態信息，通過軟件控制方式，實現對自動站間閉塞計軸設備的故障-安全防護。

當計軸設備接收到主傳感器任意一組磁頭的1個單脈沖信息時，判斷進站信號機內方第1個軌道區段 (WGJ或DGJ)的狀態。若該軌道區段在空閑狀態，則判定其為干擾;若該軌道區段在占用狀態，則判定軋半軸為有效并記錄。該狀態一直保持至接收到第2個單脈沖信息而控制區間軌道繼電器(QGJ)落下或主傳感器正常計軸后控制區間軌道繼電器 (QGJ)落下。

當計軸設備接收到主傳感器任意一組磁頭的連續2個及以上單脈沖信息時，判斷進站信號機內方第1個軌道區段 (WGJ或DGJ)的狀態。若該軌道區段在空閑狀態，仍判定其為干擾;若該軌道區段在占用狀態，則系統立即控制區間軌道繼電器(QGJ)落下，使區間處于占用狀態并記錄和報警。

當計軸系統發生未正常計軸而控制區間軌道繼電器 (QGJ)落下，使區間處于占用狀態的故障后，不能隨進站信號機內方第1個軌道區段 (WGJ或DGJ)的出清和傳感器故障的排除而自動恢復，須經確認區間空閑，并采用人工復零方式復原后，才能恢復計軸設備正常工作。在傳感器故障未修復前，如經人工復零方式復原并發出列車后，該故障狀態仍將重復出現。

3．為減少±1軸干擾對運輸的影響，恢復原軟件利用2JGJ與WGJ(或DGJ)并聯條件，判別實現±1軸容錯的功能。

2.2 硬件改進

對室內主控卡 (MCU)、室外計數卡 (ACU)和檢測卡 (SDU)中有關數據傳輸通道CAN總線收發器、控制器的元器件參數進行優化調整和更換，以改善總線的抗干擾能力。即減小短路保護電阻阻值、更換通信斜率電阻、調整終端匹配電阻、增加高頻濾波電容、完善CAN總線保護電路等。具體內容見表1、表2及表3。

表1 主控卡 (MCU)硬件更改表

表2 計數卡 (ACU)硬件更改表

表3 檢測卡 (SDU)硬件更改表

2.3 防雷器件改進

將原有信號防雷器底座 (PT 1×2-BE)更換為帶有氣體放電管的底座 (PT 1×2+F-BE)，接線不變，用于隔離來自于地線的干擾。

2.4 其他改進

1．更改室內至室外計軸點間計軸專用電纜及室內通道屏蔽線的屏蔽接地方式。在室內分線柜處分別將車站兩端電纜鋁護套和通道屏蔽線的屏蔽層，單獨引7×0.57軟線接至綜合接地匯流排。

2．檢查室內計軸機柜柜體是否按標準接至綜合接地匯流排。如未按標準接地良好，進行補接(要求接地電阻小于1 Ω)。

3．檢查室內至室外計軸點間計軸專用電纜通信線對和電源線對使用情況。通信線對和電源線對應使用不同的4芯組且對絞使用。存在不符時，應進行調整，并將通信線對由原0.9 mm線徑的芯線調整為1.0 mm線徑的芯線。

4．檢查和更改室外計軸點設備及電纜鋁護套接地情況。電纜鋁護套應不接地，如存在接地或接觸其他金屬體的情況時，應可靠斷開;檢查計軸檢測器外殼是否與計軸軌道箱絕緣良好，如存在絕緣不良時，應更換和修復絕緣;檢查計軸軌道箱箱體和通道及電源防雷器件，是否設置了獨立地線和接地良好 (接地電阻應≤1 Ω)，如存在不符時應予補做。

5．2JGJ采集配線更改。計軸設備原采集1JGJ和2JGJ前接點串聯條件，改為只采集2JGJ前接點條件，具體更改見圖1。

圖1 2JGJ采集配線圖

3 結束語

經過堅持不懈的長期跟蹤、試驗、摸索，蘭州鐵路局管內太中銀線JWJ-C2型微機計軸設備從2011年的故障頻發到2012年一季度以來保持穩定工作的態勢，此次的改進起著決定性的作用。通過數月的穩定運行，證明此次改進值得鞏固和推廣。

［1］ 賈新民．鐵路常用詞典［M］ ．北京:中國鐵道出版社，2005．

［2］ 中國鐵路通信信號總公司研究設計院．鐵路工程設計技術手冊(信號)［S］ ．北京:中國鐵道出版社，2007．

［3］ 當代中國鐵路信號(2001－2005)編委會．當代中國鐵路信號(2001－2005)［M］ ．北京:中國鐵道出版社2007．