DMS監測系統監測功能的改進探討

張耀回

CTCS－300T列控車載設備配備的DMS監測系統，只接收來自JRU和TCR記錄的部分數據，沒有對CTCS－300T列控車載設備各部分電源開關、安全輸入輸出模塊 （VDX）、旁路繼電器 （BP）、制動反饋繼電器 （BFB）、冗余繼電器 （RB）、緊急制動繼電器1（EB1）、緊急制動繼電器2（EB2）等狀態進行監測。而CTCS－300T列控車載設備在正常運行或換端啟機的過程中，卻頻繁因VDX和BP、BFB、RB、EB1、EB2等故障導致動車組中途停車或無法正常啟機，使ATP應急指揮人員依托既有DMS監測系統，無法掌握VDX和關鍵繼電器、A／B系等運行情況，從而導致ATP設備故障延時擴大，嚴重干擾了正常的運輸秩序。

為此，探討應用無接觸式相差磁調制測量原理，對ATP機柜內安全輸入輸出模塊、電源開關和繼電器動作狀態等進行監測，無需對既有動車組列控系統和車輛接口電路做任何變更，對ATP系統不會造成任何安全隱患。

1 DMS系統增加監測部分組成原理及功能

利用非接觸式直流小電流監測傳感器，通過DMS采集單元，建成A／B系、安全輸入輸出模塊（VDX）和繼電器控制接口等關鍵設備監測系統，并將監測結果存儲在DMS存儲單元中，用無線方式實時傳回地面，實現對動車組列控系統與外部設備控制接口狀態的實時監測，并根據采集到的信息，快速定位制動接口相關的故障點。

DMS系統中VDX及其驅動、采集繼電器、A／B系監測原理圖如圖1所示。

DMS系統增加監測部分由智能繼電器電流采集儀 （傳感器）、數據采集單元、數據存儲傳輸單元、安全輸入輸出模塊 （VDX）和繼電器工作狀態智能判斷模塊等組成。

1．智能繼電器電流采集儀 （傳感器）的功能是將監測的 A／B系、VDX 和 BP、BFB、RB、EB1、EB2等繼電器狀態信號，通過非接觸方式，轉換為數字信號。

圖1 VDX及其驅動、采集繼電器、A／B系監測原理圖

2．數據采集單元負責采集傳感器轉換后的數字信號，支持多路輪詢采集。

3．數據存儲傳輸單元的功能是將得到的數字信號，分析、篩選、存儲及遠程傳輸。

4．設計開發列控車載設備安全輸入輸出模塊（VDX）和繼電器工作狀態智能判斷模塊，采用嵌入式Linux實時操作系統，使系統運行具備良好的實時性和穩定性。

2 DMS監測系統分析、判斷原理

CTCS－300T列控車載設備正常啟機自檢時，繼電器動作次序如圖2所示。

圖2 ATP啟機自檢時繼電器動作次序圖

CTCS－300T列控車載設備啟機后 （系統上電），除反饋繼電器 （BFB）外，所有AG繼電器全部落下；ATP啟機7s左右，通過MVB總線將FSB和TCO指令發送給車輛CCU；1＇36"，RB↑，EB1和EB2交替閃爍；1＇38"，RB↓，EB1和EB2保持交替閃爍；1＇42"，RB↑，EB1保持閃爍，EB2↑，BFB↓。

1．A、B系使用判斷：①傳感器6有信號，傳感器7無信號，A系在使用；②傳感器7有信號，傳感器6無信號，B系在使用。

2．主控端與隔離開關位置判斷：①傳感器6無信號，傳感器7無信號，傳感器5有信號，非主控端或主控端ATP未開機；②傳感器6無信號，傳感器7無信號，傳感器5無信號，非主控端或主控端ATP開關隔離位。

3．ATP啟機到待機過程判斷：①時間1＇36"，傳感器2有信號，則正常 （RB↑），傳感器2無信號，則報VDX1故障；②時間1＇38"，傳感器2信號消失，則正常（RB↓）；③時間1＇42"，傳感器2再次有信號，則正常 （RB↑），傳感器4有信號，則正常 （EB2↑），無信號，則報VDX2故障；④傳感器5信號消失，則正常 （BFB↓）。上述步驟正常完成，則ATP正常進入待機模式。

4．從待機到完成制動測試過程判斷：①傳感器1瞬間有信號又消失，則正常 （BP瞬間吸起），無信號則報VDX1故障；②傳感器3瞬間有信號又消失，則正常 （EB1↑），無信號則報 VDX2故障。

5．ATP運行中發生故障判斷：①傳感器4信號消失，傳感器3有信號，則ATP正常輸出緊急制動；②傳感器2信號消失，傳感器4信號消失，傳感器3有信號，則ATP異常。

DMS系統增加監測部分安裝在CRH380B－3658動車組ATP機柜內的實物圖如圖3所示。

3 結束語

通過在長沙電務段CRH380B－3658動車組ATP設備中，加裝非接觸式傳感器采集A／B系電源開關和繼電器等關鍵數據的方式，不但能成功實現正常情況下，對動車組列控車載設備控制接口監測數據的實時傳輸，而且使異常情況下列控車載設備故障能夠智能定位。加裝該設備后，CRH380B－3658動車組的良好運用，充分說明了在既有的DMS監測系統中，設計開發的列控接口安全輸入輸出模塊 （VDX）、繼電器工作狀態智能判斷模塊，不但可使系統運行具備良好的實時性和穩定性，而且還可以通過在ATP機柜內利用平衡式相差磁調制測量原理，對監測系統和接口電路進行隔離，在不影響動車組安全運行的前提下，實現了對CTCS－300T列控車載設備啟機或運行過程中A／B系、安全輸入輸出模塊 （VDX）、繼電器工作狀態的實時跟蹤，并結合啟機過程中，列控車載設備在制動測試時各繼電器的動作情況，自動判斷出VDX、繼電器工作是否存在異常，并在DMS客戶終端進行實時報警。為ATP應急指揮人員指導司機 （機械師、ATP應急處置人員）進行應急操作提供有效信息，可以極大的壓縮ATP設備故障延時。

圖3 VDX及其驅動、采集繼電器、A／B系監測實物圖

［1］ 劉孝凡，肖湘紅．高速鐵路列控車載設備［M］．北京：中國鐵道出版社，2011．