淺析信號集中監(jiān)測系統(tǒng)

劉生巖（大秦鐵路股份有限公司大同電務(wù)段，山西 大同 037005）

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淺析信號集中監(jiān)測系統(tǒng)

劉生巖
（大秦鐵路股份有限公司大同電務(wù)段，山西 大同 037005）

摘 要：鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)（Centralized Signalling Monitoringsystem，簡稱CSM）采用先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、傳感技術(shù)、軟件工程技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等科技手段，實現(xiàn)信號設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測、指導(dǎo)現(xiàn)場維修、輔助處理信號設(shè)備故障等目的，是信號設(shè)備安全的“黑匣子”。CSM作為一種反映設(shè)備運用狀態(tài)的設(shè)備，愈來愈受到維修人員的青睞、只要我們善于運用它，對所記錄的電氣參數(shù)進(jìn)行分析匯總，就可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，明確設(shè)備質(zhì)量走向，科學(xué)地將計劃修變?yōu)闋顟B(tài)修，極大地提高檢修質(zhì)量，達(dá)到安全生產(chǎn)有序可控的目的。

關(guān)鍵詞：鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)；CSM；鐵路信號；維修

一、CSM運用及數(shù)據(jù)分析

近年來我們通過対CSM系統(tǒng)數(shù)據(jù)和曲線變化進(jìn)行觀測分析，處理了不少設(shè)備隱患，確保了運用質(zhì)量，積累了不少經(jīng)驗，現(xiàn)將分析處理方法整理如下。

1 直觀瀏覽

監(jiān)測數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式有實時值、日曲線、月曲線及日報表等。每日早、中、晚三次，定時對車間與工區(qū)監(jiān)測終端數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行瀏覽，通過對不同類型的曲線分析，為查找設(shè)備異常狀態(tài)及處理設(shè)備故障提供依據(jù)。

2 狀態(tài)瀏覽

根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備電氣特性標(biāo)調(diào)后，測試值應(yīng)比較穩(wěn)定，但仍會略有波動，可根據(jù)正常值設(shè)置報警上、下限，如外電網(wǎng)相電壓AC220V：上限為220×（1+15%）=253V，下限為220×（1-20%）=176V。當(dāng)實時值在正常值范圍內(nèi)時顯示綠色字體，而當(dāng)超出報警上、下限時顯示紅色字體，可以很直觀地反映是否存在電特性超標(biāo)問題。

3 曲線瀏覽

監(jiān)測系統(tǒng)對所采集的模擬量信號，包括電源屏、軌道電路、信號機等設(shè)備的測量參數(shù)以日曲線的形式直觀地表現(xiàn)出來，通過分析可以了解設(shè)備的短期變化情況，便于設(shè)備早期診斷，有助于故障分析；月曲線和日報表則可反映測試項目較長時間的變化趨勢，維護(hù)人員可從宏觀上對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評估。

4 分析方法

軌道電路：電壓、電流正常時，軌道電壓曲線應(yīng)在某一值平穩(wěn)（以25Hz軌電為例）：

（1）若電壓突然冒險到正常值以外很多（40V以上），然后又回到原來值，可判定本區(qū)段有回流干擾，需要對回流通道進(jìn)行檢查，如吸上線、中心連接板、回流線是否虛斷，放電火花間隙是否短路，岔后絕緣是否燒壞，或換軌利用舊眼，未清除眼內(nèi)銹蝕造成回流不暢使電壓增高。

（2）若相鄰兩個區(qū)段的電壓同時降5V以上，則說明相鄰兩個區(qū)段間的絕緣不良，如絕緣軌縫頂死，肥邊短路等。

（3）若本區(qū)段電壓降8V左右，則說明本區(qū)段電流不平衡，如絕緣單邊破損。

（4）若本區(qū)段電壓不規(guī)則浮動降2V～3V左右，則說明本區(qū)段內(nèi)存在虛接處所，如導(dǎo)接線松動、斷路器虛接等。

（5）若本區(qū)段有空扼流及補償器，電壓升高6V左右應(yīng)檢查裝有補償器的軌道箱內(nèi)的斷路器是否斷開。

道岔：道岔檢修整治良好后，建立道岔動作電流曲線和功率曲線作為參考曲線存檔。

（1）正常情況下道岔運用曲線與設(shè)定的參考曲線相吻合。

（2）從電流曲線分析，若轉(zhuǎn)換時間增長且動作電流增大，則說明道岔轉(zhuǎn)換阻力增大，可根據(jù)道岔動作順序判斷在哪組道岔。一般為滑床板磨卡、夾有異物或調(diào)整過緊，需要及時現(xiàn)場處理，特別是鎖閉電流增大時必須重視積極處理。若鎖閉電流減小時則說明調(diào)整不良，也需積極做出處理。

（3）每日進(jìn)行電流曲線分析時還需要觀察道岔有無不到位的情況發(fā)生，沒有到達(dá)指定位置在微機顯示“故障位”，應(yīng)及時到現(xiàn)場查找原因。

（4）判斷故障時對轉(zhuǎn)換時間的分析是十分重要的，根據(jù)日常轉(zhuǎn)換到位所需的時間進(jìn)行分析判斷，便于壓縮故障延時。

道岔動作電流曲線是一條以電流為縱軸、時間為橫軸，以10ms測量間隔的各電流值逐點連接繪制而成的曲線，蘊涵了道岔轉(zhuǎn)換過程中的電氣特性和機械特性。

ZD6單機牽引道岔轉(zhuǎn)換電流曲線的時間及電流特性標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示。

時間特性：

T1～T2為1DQJ吸起時間+2DQJ轉(zhuǎn)極時間，≤0.3s；

T2～T3為電機上電時間，≤0.05s；

T3～T4為道岔解鎖，尖軌開始動作時間。T1-T4≤0.6s；

T4～T7為道岔尖軌移動時間，時間的長短視轉(zhuǎn)換阻力而變，取T4～T7間的平均電流作為道岔動作電流；

T7～T8≤0.25s為尖軌密貼至道岔鎖閉的時間，其電流值對應(yīng)道岔的密貼力；

T8～T9≤0.05s為ZD6轉(zhuǎn)轍機完成機械鎖閉，自動開閉器接點斷開電路的時間；

T9～T10為1DQJ緩放時間，≥0.4s；

（2）電流曲線各段的含義

電機啟動時（T2-T3段）曲線驟升，形成一個尖峰，峰頂值通常為6A～10A。若峰值過高，說明道岔電機有匝間短路。

電流至峰點后迅速回落（T3-T4段），弧線應(yīng)平滑。若有臺階或鼓包則為道岔密貼調(diào)整過緊造成解鎖困難。

T4-T5段曲線基本呈水平狀，略微向下。

T6-T7段為一略微向上的平滑曲線。T5-T6段為一大半徑，方向朝下的弧，谷底值與T4-T5或T6-T7段的平均值之差，不應(yīng)大于0.4A，若大于則說明工務(wù)尖軌有轉(zhuǎn)換障礙（根部阻力、滑床板缺油、尖軌吊板等）。

T4-T7段平均值為轉(zhuǎn)轍機工作電流。曲線應(yīng)平滑，若電流幅值上下抖動則有如下可能：滑床板凹凸不平、炭刷與整流子面接觸不良或有污垢、電機有匝間短路。若此段曲線有的回零點，則為電機轉(zhuǎn)子斷線。

T7-T8段為鎖閉電流，一般高于T6-T7段，但不應(yīng)高出0.25A以上，若高則為道岔密貼調(diào)整過緊。當(dāng)?shù)啦磉M(jìn)行4mm試驗時，在T8后有一串逐漸下滑的波動段，波峰與波谷間的電流之差不應(yīng)大于0.35A，若大于則為磨擦帶不良。

T9-T10段為1DQJ緩放時間。

T1-T2在橫軸上的長度為1DQJ吸起和2DQJ轉(zhuǎn)極時間，約為0.2s～0.3s；

T2-T9段為轉(zhuǎn)轍時間。T2-T4段時間過大則說明道岔啟動機械解鎖困難。T4-T7段時間與轉(zhuǎn)動阻力有關(guān)，阻力越大，電流越大，時間越長。若T7-T8段時間過長則可能有：轉(zhuǎn)轍機鎖閉困難、密貼調(diào)整過緊、道岔卡異物（甚至出現(xiàn)T7-T8段電流值達(dá)到故障電流值的現(xiàn)象）。

雙動道岔時，曲線在T9后再添加一條T2-T10的曲線。

二、對比法

對瀏覽發(fā)現(xiàn)的問題可用對比法進(jìn)行判斷，即對曲線進(jìn)行對照比較。正常曲線近似于直線，基本穩(wěn)定在某一值的范圍內(nèi)，變化不大，故障曲線上下波動較大，甚至突然冒險增高或者降低。只要在給定的上、下限范圍內(nèi)變化，不突破都視為正常的，但曲線的變化是反映設(shè)備運用狀態(tài)的，因此必須以過去的曲線值作為參考進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)變化趨勢，查處問題的根源。對個別變化微小但是曲線向下發(fā)展的也須引起足夠的重視，保證曲線的變化不突破給定的上下限警戒值。

以電碼化電流為例進(jìn)行分析：通過微機監(jiān)測來分析檢查機車信號地面設(shè)備是否良好。方法是利用發(fā)碼電壓和發(fā)碼電流曲線進(jìn)行對比檢查是否掉碼：當(dāng)列車壓入發(fā)碼區(qū)段時，發(fā)碼電壓呈下降趨勢，此時就會有發(fā)碼電流。如果此時沒有發(fā)碼電流，則機車信號肯定不會接收到碼，檢查發(fā)碼設(shè)備解決問題；如果有發(fā)碼電流則檢查發(fā)碼通道處理問題。這樣就可通過日常檢查來防止機車掉碼。

圖1

三、追蹤法

針對微機監(jiān)測巡視發(fā)現(xiàn)的問題，即使是偶然發(fā)生的現(xiàn)象，我們也不能輕易放過，必須追蹤檢查。偶然背后一定會有必然問題的存在，必須做好記錄，并且逐班交接，組織力量進(jìn)行查找。即使對已經(jīng)找出問題的設(shè)備也應(yīng)進(jìn)行追蹤檢查一段時間，看找出的問題是否是唯一的，有時問題是由多個原因造成的，但處理了一個就恢復(fù)了，其他的還隱藏著，到一定的條件下就會重復(fù)發(fā)生。

另外，在CSM測試曲線的調(diào)閱過程中也會出現(xiàn)誤判的問題，如單機經(jīng)過復(fù)式交分道岔時軌道電壓曲線易出現(xiàn)階梯狀現(xiàn)象；一送多受區(qū)段，車占用其中一區(qū)段時，其他區(qū)段出現(xiàn)殘壓超高現(xiàn)象等。

隨著鐵路新設(shè)備的不斷應(yīng)用和維修體制改革，要求數(shù)據(jù)分析和故障診斷更準(zhǔn)確，通過不斷總結(jié)積累，掌握科學(xué)的分析運用方法，才能讓監(jiān)測設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號：TP39

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A