TY5駝峰無線機車遙控系統車載設備硬件結構及故障處理

李繼東 楊華昌 王偉彬

李繼東:中國鐵道科學研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

楊華昌:中國鐵道科學研究院通信信號研究所 副研究員100081 北京

王偉彬:鄭州電務段信息技術科 助理工程師 450052 鄭州

駝峰無線機車遙控系統是自動化駝峰的配套設備，在大型和中型編組站的解體作業中，實現推峰速度自動控制，提高解體效率，改善司機勞動條件，使車站值班員對推峰作業具備可干預性。該系統1995年升級為3U雙層VME控制計算機的硬件結構;2005年升級為6U立式AMD188CPU雙高AT96總線控制計算機的硬件結構。系統穩定性、可靠性得到了巨大的提高，故障率降低了，可維護性增強了。

目前，現場使用的無線機車遙控設備，有開通年代較早的VME結構，如衡陽北、濟南西上行場、濟南西下行場，也有近幾年開通的采用AMD CPU的新型結構。這樣就造成了現場維護不統一，故有必要對不同年代的機車遙控產品進行歸納和整理，使現場維護人員能夠更加方便地對設備進行維護。

1 三代車載設備的硬件結構

駝峰無線機車遙控系統的車載設備從硬件結構上可以分為3代。

第1代:邏輯電路階段。每一個具備單獨功能的板件都由邏輯電路搭建，系統軟件使用匯編語言開發，開發周期長，調試起來費時費力。這個階段主要是在上世紀80年代，目前這種設備在全國編組站已經絕跡，也就不需要進行維修了。

第2代:微型計算機控制階段。系統的控制計算機引入了在航空航天領域得到廣泛應用的VME總線工業控制機，使用 VME總線V40 CPU板(VME5086)。系統利用單高歐式卡的16位VME總線規范，采用標準的96針DIN416/IEC602-3連接器，提高了系統的可靠性。系統需要的硬件條件，如串口通信、脈沖計數、開入開出等都可以通過加載擴展板來實現。系統的主機箱采用雙層3U的結構，分為上下2層，上層為電臺和電源層，下層為主機層。車載主機箱的尺寸為530 mm(長) ×330 mm(寬) ×300 mm(高)。上層有通信電臺、轉換電源板、電臺電源板;下層有CPU板、計數板 (JSB)、開入板 (KRB)、開出板 (KCB)、串口板 (COM)、主機電源板(ZJPW)、測速板 (CSB)、接口電源板 (DYB)、繼電器板1(J1B)、繼電器板2(J2B)等。系統搭載MS-DOS操作系統，采用C/C++作為主要編程語言，極大地提高了開發效率和系統的穩定性。系統控制程序最后固化在EPROM中。遙控車載顯示器上的速度顯示采用數碼管邏輯電路，其余如信號顯示、遙控狀態、手柄狀態、制動等級等信息則采用指示燈表示，設備比較笨重。這個產品主要應用在上世紀90年代末期和本世紀初。

第3代:集成計算機控制階段。基于AMD80188ER CPU的雙高AT96總線模板的CPU板，將眾多系統使用的硬件資源集成在了一塊板子上，真正成為一塊集成板。系統控制主機箱采用6U結構，整個機車遙控機箱只有電臺板、轉換電源板、接口電源板、檢測控制板，共4塊板件。主機箱尺寸為 300 mm(長) ×240 mm(寬) ×295 mm(高)。CPU板集成了16路I/O，可以用作輸出和讀回。系統上傳和下載程序使用串口連接到終端計算機，通過終端軟件進行上傳和下載。CPU板內系統為KTDOS 2.20(與MSDOS 3.3完全兼容)，硬件資源包含串口、計數接口、語音接口、看門狗等功能。可以說，機車遙控在這塊CPU板的配合下，技術上提高了一大步。

車載顯示器采用帶彩色液晶顯示屏的小型結構，尺寸也從 2代的 480 mm(長) ×140 mm(寬) ×100 mm(高)，降到了275 mm×90 mm×125 mm。車載顯示器提供豐富的人機界面，方便了司機使用。地面設備和駝峰自動化系統相結合，能夠實現3～12 km/h自由調速，給車務人員提供了方便。車載設備面板指示燈能夠指示設備的一些運行狀態，方便了現場維修人員處理故障。

2 三代車載設備的特點和使用情況

2.1 特點

第1代:設備笨重，不方便維護。

第2代:設備維護相比第一代方便了許多，設備也小型化了許多。但系統結構還比較復雜，處理故障不夠方便。出現一個故障，需要把可能出現這個故障的相關設備都檢查一遍才能判斷故障點。設備接插件在機車長時間的震動下也會變得不穩定。

第3代:設備小型化、維護方便，故障處理思路清晰，現場維護方便，設備穩定性有大幅提高，在現場得到了廣泛應用，得到了現場使用單位、維護單位的一致好評。

2.2 使用情況

第一代已經不再使用;第二代應用在濟南西上行場、濟南西下行場、衡陽北站;第三代目前應用在喬司編組站，昆明東、株洲北 (上行)、洪塘鄉、徐州北 (上行)、豐臺西 (下行)、哈爾濱南(上行)、哈爾濱南 (下行)、新豐鎮 (上行)、新豐鎮 (下行)、柳州南，豐臺西 (上行)、安康東、鄭州北 (下行)、寶雞東、株洲北 (下行)、襄樊北編組站、石家莊南站 (新)、懷化南等編組站。

目前全國正在使用無線機車遙控設備的有20余個路網性編組站。其中采用第3代硬件結構的設備，現場使用情況最穩定。

3 車載設備的常見故障及其判斷方法

3.1 制動控制機換向閥及制動機控制箱故障

使用遙控控車時，司機進行小閘制動即可切除遙控，此時就是切斷了遙控換向閥內的氣動接點。由于氣動接點動作頻繁，并且機車內部氣路濕氣等原因，氣動接點容易損壞，造成遙控狀態不能被切除或者不能進入遙控狀態。遙控的建立原理圖如圖1所示。

正常情況下，氣動接點XA處在導通狀態，按壓自復式遙控按鈕YKA使繼電器YKJ得電吸起，通過YKJ的一組接點形成自保電路。如果氣動接點XA處在常斷狀態就會影響自保電路的形成，導致不能進入遙控。如果氣動接點XA處在常通狀態就會影響小閘切除遙控的功能，導致不能切除遙控。換向閥故障處理流程圖如圖2所示。

圖1 遙控建立原理圖

圖2 換向閥故障處理流程圖

機車制動控制箱是機車遙控的制動裝置，內部有3個電磁閥可以產生七級制動壓力，每級制動壓力的大小調整在0.7～0.9 kPa。機車遙控制動控制箱故障處理流程圖見圖3。

3.2 查詢器系統故障

機車查詢器采用CXZ-97型新型查詢器系統，主要包括查詢器主機和查詢器。有以下幾個常見故障:①機車不能正常接收股道號;②遙控車載顯示器報點式故障;③接收應答器時有時無。

機車不能正常接收股道號主要是查詢器主機或者查詢器天線故障，需要進行更換;遙控顯示器報點式故障主要是查詢器主機和遙控車載主機之間的通信中斷造成，需要對查詢器主機和機車遙控主機以及二者之間的通信電纜進行檢查;應答器時有時無，主要是由于查詢器安裝位置有偏差、查詢器主機發送功率不足引起。查詢器應該安裝在機車底部兩側輪對之間的中軸線位置，現場安裝時應確保其與中心位置偏差小于10 mm。查詢器系統故障處理流程圖見圖4。

3.3 機車電臺信號故障

遙控車載電臺天線采用吸盤天線，其天線桿在現場使用過程中容易脫落，造成接收信號不穩定。現場應該定期檢查天線狀態，確保其不受損。個別機車也發生過機車電臺損壞造成接收信號不穩定的故障。電臺部分故障處理流程圖見圖5。

3.4 接口箱內繼電器故障

遙控接口箱內采用24V歐姆龍繼電器，每個繼電器有3組接點，各有不同的用途。由于遙控接口箱的接線端子是機務和電務的分界，因此故障必須確認到接口箱接線端子上。首先，按照繼電器狀態和輸出條件的對照關系檢查輸出條件;然后，檢查主機箱輸出條件和接口箱內繼電器吸起關系。接口部分的故障應按照 (接口箱端子→接口箱繼電器→繼電器板→開出板)順序依次進行檢查。機車控制狀態和繼電器的對應關系:后退→1JF↑，2JF↓，3JF↑，5JF—8JF↓;前進→1JF↓，2JF↑，3JF↑，5JF—8JF↓;前進1位→2JF↑，3JF↑，5JF↑，1JF↓，6JF—8JF↓;前進保位→2JF↑，3JF↑，5JF↑，6JF↑，8JF↑，1JF↓，7JF↓;前進升位→2JF↑，3JF↑，5JF—8JF↑，1JF↓;制動1→ZDJF1↑;制動2→ZDJF2↑;制動4→ZDJF3↑。

3.5 速度傳感器故障

機車遙控的速度采集采用雙通道，起到互為校驗的作用。第2代遙控車載速度信號主要是通過測速板輸入到計數板中。測速板的指示燈含義:L1為總柴油機轉速總表示;L2、V1為一路機車速度表示;L3、V2為二路機車速度表示;L4、N1為一路柴油機轉速總表示;L5、N2為二路柴油機轉速總表示;L6、N3為三路柴油機轉速總表示。測速燈不亮說明速度信號沒有進入主機，檢查速度傳感器及其接線。速度線纜故障主要發生在機車換裝時。速度傳感器故障處理流程圖見圖6。

圖5 電臺部分故障處理流程圖

圖6 速度傳感器故障處理流程圖

3.6 機車遙控車載顯示器故障

機車顯示器常見故障表現為:顯示器不能正常顯示，沒有語音，信號燈不顯示，顯示器白屏。顯示器故障處理流程圖見圖7。

3.7 顯示器語音報警

顯示器上顯示注意時，會進行語音提示。顯示器顯示的注意和語音提示對應關系如下。

注意1:點式通信故障表示機車遙控主機與應答器主機通信故障。

注意2:測速故障表示速度信號故障。

注意3:制動報警表示制動控制故障。

注意4:牽引報警表示牽引控制故障。

注意5:過載報警表示牽引過載。

3.8 故障判斷原則

遙控車載設備的故障判斷應該依照從外到內的原則。先確認外部故障，再確認內部故障。然后檢查設備各部分連接線是否正常，查詢器主機和查詢器、遙控主機之間連接是否正常，車載主機到接口箱、查詢器主機、電臺天線、顯示器各部分連接線是否正常。再對設備各部分工作電壓進行測量。設備有可能是幾個故障同時發生，這種情況下要沉著冷靜，一個一個處理，避免故障之間互相干擾，影響判斷。判斷出故障設備后，應及時進行更換。

4 結束語

隨著計算機技術的進步，機車遙控車載設備也有了很大的進步。設備的穩定性、抗干擾能力都有了很大提高。在堅持采用安全電路設計的基礎上，采用新型的、可靠的硬件結構必將提高車載設備的應用水平。

希望通過努力，能使其更好地服務于現場，并發揮更大的作用。

［1］ VME5000系列工業控制機系統ⅡV40 CPU板(VME5086)使用說明書．康拓工控，1995．

［2］ 林通源．TY5駝峰無線機車遙控技術手冊．2008．