AF-904軌道電路紅光帶故障處理方法

劉春洋 張大鵬 吳亮

AF-904軌道電路紅光帶故障處理方法

劉春洋 張大鵬 吳亮

在應用AF-904軌道電路的津濱輕軌信號系統中，因軌道電路故障影響列車運行的情況時有發生。針對AF-904軌道電路故障的特點和原因，總結了數字軌道電路的故障處理方法。

津濱輕軌;信號系統;數字軌道電路;紅光帶;調諧校正

津濱輕軌信號系統采用的是美國USSI公司設計的列車自動控制系統ATC，可以實現列車自動防護ATP、列車自動運行ATO、列車自動監控ATS等功能。該信號系統已在洛杉磯綠線、哥本哈根地鐵、上海地鐵2號線等重要線路中使用。

1 AF-904軌道電路在信號系統中的作用

AF-904軌道電路是ATC系統的基礎設備，它向聯鎖系統提供軌道占用的檢測信息，并向列車上傳送數字編碼的機車信號，這些數據可用于實現ATC系統的列車自動防護(ATP)。

AF-904軌道電路通過串行通信，從地面設備接收數據后，通過鋼軌回路向車載設備發送綜合數據信息幀。它與地面聯鎖采用雙向的串行數據鏈路，而與列車的通信接口是一個單向的鏈路，列車只有接收功能。

AF-904軌道電路通過軌道區段一端向鋼軌發送信息幀，內容包括:本區段軌道電路ID號、目標速度、線路速度、走行距離、停穩、方向、下一區段載頻、編組/解編組以及前方道岔狀態等，同時監視軌道電路另一端以檢測列車占用，并向地面聯鎖系統發送區段占用信息。

2 AF-904軌道電路組成及工作原理

AF-904軌道電路分為室內、室外2部分。室內由采用微處理器的信號處理單元組成，每個組匣包含4個相同的軌道區段，每個區段包含電源、軌道信號發送和接收板，軌道電路設備通過串行通信與計算機聯鎖系統交換信息;室外由軌道電路耦合單元和電纜環線組成，耦合單元安裝于軌道線路旁的信號箱盒中，實現與室內信號處理板及室外電纜耦合環線的連接，并通過調諧使不同區段長度的軌道電路達到相同的信號強度。與耦合單元連接的電纜環線同焊接在鋼軌上的棒線通過電磁耦合，實現調制數字信號向鋼軌上的傳輸。棒線是由500MCM標準的專用電纜焊接在2條鋼軌上，實現無縫軌道線路的軌道區段電氣分割。

AF-904軌道電路既可以檢查列車占用，同時又可以向列車傳送列車控制信號。地面聯鎖計算機根據軌道各區段的占用狀態，計算相鄰軌道區段允許的列車運行速度，并傳遞給軌道電路控制單元，由該控制單元通過FSK調制和編碼后傳送到軌道區段。當列車進入軌道區段時，安裝在列車底部的接收天線將接收FSK數字編碼信息，經過車載計算機解碼和處理后，獲得列車的控制信息。

3 AF-904軌道電路紅光帶故障現象

1.當發生軌道電路瞬間紅光帶時間超過2.75 s時，會使列車瞬間掉碼。

2.若軌道電路長時間紅光帶，則ATO、ATP模式均無法運行，區間內按ATO、ATP模式運行的列車停車;站間運行也會受到區間限速影響(45 km/h)。

3.若處于岔區的軌道電路出現紅光帶，除造成上述影響外，還會造成該岔區道岔無法操縱，只能采用手搖道岔，這將嚴重影響運營效率。

4 AF-904軌道電路紅光帶故障分析及處理

導致AF-904軌道電路紅光帶的原因很多，如室內外板卡故障、軌道參數變化、配線松動或脫落、繼電器故障、室外棒線脫落、噪聲干擾、外界溫濕度變化、雷擊等。現總結如下。

1.軌道電路瞬間故障。維修人員只需到現場查看室內軌道電路CPU板卡的狀態，查看內部故障代碼，根據顯示內容分析是簡單的復位，還是受鄰線的干擾信號影響。一般情況不用處理。

2.軌道電路參數變化超出允許范圍。當發生單區段STR值低于100%，或接近200%時，僅需臨時要點，在室內進行軌道校正或CPU板重啟即可。如當時是雨天，只校正不保存過程數據;若涉及其他參數不正常，需在運營結束后，室內、外配合進行調諧校正，將參數性能調整正常。

3.板卡顯示工作狀態異常。板卡常發生的故障有電源板輸出不正常、CPU板無顯示、輔助板燈亂閃等，此時只需更換故障板卡即可。如果CPU板上的通信燈閃爍，說明AF-904與軌道聯鎖(MT)之間通信建立不上，導致MT無法處理軌道電路信息，造成AF-904軌道電路顯示紅光帶。該故障一般會引發多個區段紅光帶，需要綜合分析，通過檢查通信線路及更換板卡(含MT板)進行解決。

4.排列反向進路引起的故障。夜間施工作業時，經常需要排列反方向的進路，如不及時排回正向進路，因軌道電路反方向的狀態參數不穩定，經常會發生紅光帶情況，影響正常運營。此類故障區段雖進行多次調諧校正，但效果不明顯。經過深入分析，改變思路，從硬件著手，對室外箱盒的電路板進行了更換，更換后發現軌道狀態參數可長時間保持穩定，此類故障明顯減少。

5.相鄰兩區段紅光帶且STR值不穩。當發生相鄰兩區段軌道紅光帶，受列車通過影響較大，一般判斷為室外棒線接觸不牢或箱盒內板卡上的元件、接線虛接，此類故障需運營結束后上線處理。

6.當使用以上方法故障都無法解決時，可通過測試手段判斷故障點。具體步驟:①從分線盤斷開故障區段接收端CU箱盒內的相鄰區段發送電纜(須提前要點登記);②在分線盤測量本區段接收端的電壓，如果接收端電壓為0.3 V左右，設備正常值相差小于0.1V，則可以判斷室外設備正常;③如果接收端電壓小于0.1 V，再測量該區段發送端電壓，如果低于正常值(與測量記錄中數值比較)，則可以判斷為室內發送故障;如果發送端電壓正常，則可以判斷為室外設備故障。

5 預防性維護措施

為了保證AF-904軌道電路始終處在安全、滿意的運行狀態，必須進行有計劃地預防性維護。通過定期必要的參數調整來防止電路性能惡化，避免一些潛在的故障發生。每年9—10月間，津濱輕軌維修部都對全線的AF-904軌道電路重新進行一次調諧校正。

調諧提高了軌道環線在選定載頻上的電抗，提升了小電流在長距離電纜中的傳輸效率。同樣，當一個軌道環線被選定為接收器，從軌道環線來的低電壓將被升壓以驅動回送設備室的電纜。軌道環線的調諧使接收信號的能量有一個小的增加。由于接收器和發送器的阻抗不同，耦合單元是可調的，從而在發送器和接收器之間均衡分配。校正過程在調諧過程之后執行，主要是設置鋼軌電流、分路門限和分路靈敏度。校正時必須觀察其電平相對值及方差值符合標準才可存儲，否則應重新進行校正。

6 結束語

津濱輕軌自運營以來，AF-904數字軌道電路性能日趨穩定，作為準移動閉塞信號系統不可或缺的重要基礎設備，它將會在日益發展的軌道交通中扮演越來越重要的角色。

As for the AF-904 track circuit used in the signaling system of Tianjin—Binhai LRT，train operation is often affected by the failures of track circuit．Based on the characteristics and reasons of the failures of AF-904 track circuit，we summarize failure handling approaches for digital track circuit．

Tianjin－Binhai LRT;Signaling system;Digital track circuit;Red light strip;Calibration

劉春洋:天津濱海快速交通發展有限公司工程師300451天津

張大鵬:天津濱海快速交通發展有限公司工程師300451天津

吳亮:中國鐵道科學研究院通信信號研究所工程師100081北京

2012-12-12

(責任編輯:溫志紅)