主體化機車信號車載設備的故障診斷和處理

李晗

（中交機電工程局有限公司武漢技術中心，湖北 武漢 430060）

近年來，我國鐵路事業實現了跨越式發展，鐵路里程不斷增加，列車運行速度也不斷提升，保障列車安全運行的要求也越來越高。隨著中國列車運行控制系統分級標準的確立，保障列車的安全運行已成為了機車信號設備的主要功能，機車信號不再作為安全行車的輔助信號，轉而作為主體信號承擔了更多的安全責任，可以說主體化機車信號車載設備在列車的安全運行中起到了非常關鍵的保障作用。這對機車信號設備運行的穩定性、可靠性提出了更高的要求，也對電務設備維護人員對機車信號設備的高質量維護提出了更高的要求。快速故障診斷和快速故障維護是提高運維質量的重要衡量指標。因此，本文就主體化機車信號車載設備的故障診斷和處理進行研究。

1 主體化機車信號車載設備的組成

廣義上的主體化機車信號系統涵蓋了作為信息發送方的地面電碼化設備、作為信息傳輸通道的軌道電路以及作為信息接收方的主體化機車信號車載設備三個部分。本文只討論主體化機車信號車載設備部分，主體化機車信號車載設備通常由機車信號主機、信息采集裝置、信息記錄裝置、信號輸出裝置組成。各主要部分的功能如下。

1.1 機車信號主機

作為設備的核心部件，主要用于對收到的信號進行處理、分析，然后將分析結果傳送給機車信號機，實現信號的各種顯示。同時，還會將數據分析結果傳送給列車運行監控記錄裝置，為控制列車的安全運行提供信息。與通用機車信號主機相比，主體化機車信號主機還擴展了信息記錄裝置以實現數據存儲功能。

1.2 雙路接收線圈

作為設備的接收部件，主要是利用電磁感應原理對信號進行接收，接著將其傳遞給機車信號主機。

1.3 機車信號機

主機輸出的信號被直接呈現到信號機上，向作業人員提供相應的數據顯示。機車信號機一般應用的為LED顯示，總共有8種燈位。

在惡劣環境下車載設備需要滿足能保持穩定工作的高可靠性，目前，已經推廣使用的主體化機車信號系統車載設備主機采用的大多是雙機熱備二取二平臺，需要具有信息的采集和存儲功能；車載設備信號接收器采用互為冗余的信號線圈接收地面傳輸的電碼化信息。車載設備的故障機制需要滿足鐵路信號設備故障導向安全的準則。機車信號接收線圈采用繞組冗余設計，并且自帶檢測繞組，實現對信息接收線圈工作狀態的實時監控。每個接收線圈中都有2路主繞組和1套副繞組，其中，副繞組作為檢測線圈。左、右兩端I線圈串聯使用，作為I路隔離放大的輸入；左、右兩端II線圈串聯使用，作為II路隔離放大的輸入；左、右兩端III線圈串聯作為自檢測信號互感線圈。應用雙路接收線圈互為冗余，當一路出現故障問題時，另一路仍可正常工作，確保系統的穩定運行。

2 常見故障以及故障的判斷與定位

2.1 常見故障分析

2.1.1 機車信號電源故障

在開啟電源前，必須對輸入電壓進行仔細檢查，如果發現問題應及時解決。在開啟電源后，可以通過觀察指示燈的顯示情況來對其進行故障判斷。一般而言，供電正常時，指示燈正常點亮；當燈滅時，則表明無電源輸入，系統內部可能發生了斷線或是線路故障，需要進行檢查確認，通常檢查二極管是否擊穿或者限流器是否熔斷。

2.1.2 雙路接收線圈故障

對于雙路接收線圈而言，無論哪一路出現故障問題，都會發出故障告警，同時，另一路仍可保持正常工作，如此能確保系統的穩定運行。一般而言，常常發生的故障有線圈斷線、混線或相位接反等，可能維修人員并不熟悉移頻、移相等通信專業的技術，但是通常依據測得的電壓等參數也能對故障進行進一步判斷，從而盡快排除。

2.1.3 輸出信號顯示燈的故障

如果機車信號設備輸出的信號出現問題，則會對列車的安全運行造成極為嚴重的影響。如果出現了這種故障，需要進行機車入庫，方便徹底對故障的排查，主要可以檢查信號燈的電源供電部分和信號燈的信息接收部分是否正常。

2.2 故障的判斷與定位

當機車信號設備發生故障時，聯系機車扣車入庫。當機車進入測試區后，電務車載設備維修工作人員應馬上登車與乘務員進行溝通，第一時間了解故障現象和故障發生具體時間，接下來進行設備例行檢查，查看主機前面板的“運行/測試、運行/自檢”開關位置、各連接板的狀態指示燈顯示情況，與設備維修手冊進行核對確認是否存在問題；查看信號機的

“上/下行”開關位置是否存在差錯，再次確認燈顯的顯示情況；進行線纜檢查，確認各條線纜接頭插接是否牢靠，是否存在接觸不良問題，特別要注意檢查車下接收線圈是否能夠正常接收電碼化信號，如果發現問題，則及時予以處理。

如果確認主機發生故障，并且對故障的判斷比較明確，可直接更換電路板備品進行嘗試性維修；如果是在運行中偶然出現異常，則可記錄故障代碼，在維修手冊中查詢故障原因；如果在運行中出現了誤動作，則需要用示波器對信號的頻率、相位等參數的失真情況進行監測，從而實現故障的準確定位。利用記錄板的數據信息可以幫助實現故障的分析與判斷，結合專門的分析工具，能夠進行狀態信息的查詢等。查詢維護手冊中故障代碼的釋義，能夠實現迅速、準確的故障判斷。

3 通過主機故障代碼進行故障定位

機車信號主機會將機車信號故障代碼發送給記錄板，在使用記錄器讀取記錄板數據時能直接顯示出來。代碼信息具體含義可通過查閱廠商提供的文件得知，通常來說故障代碼分為3組，共12位，其中，第一組4位即是故障代碼。假如故障代碼中顯示C0，這就表明主機運行正常，沒有問題發生；假如故障代碼中未顯示C0，表明主機運行異常，發生了故障。需要指出的是，當第一組四位信息出現的是C7和E4時，后面的兩組數據表示的是故障位置。

4 通過工具進行硬件故障定位

具體包括以下3方面的內容：①使用專門的測試儀對主機進行功能測試，判斷主機發生何種故障；②使用萬用表檢測線圈的通斷是否正常，使用搖表檢測線圈的絕緣是否良好，可以判斷線圈是否出現故障；③利用主機面板上監測各插板運行狀態的指示燈來判斷是否存在故障。

5 故障的處理流程

對于運行中的設備，當表現出不良狀態時，維修工作人員應先向設備使用人員確認發生了何種故障，并進行相應的記錄；拷貝記錄數據，有針對性地進行分析，明確故障類型，也可以利用儀表測試進行故障判斷。具體而言，可依照以下流程對故障進行分析處理：①接到設備故障通知，對主備機進行切換，存儲記錄數據；②按照常見的幾種故障與可能導致該故障的原因進行試探性分析；③不能隨意地開關機或進行設備重置，要確保主機的異常狀態不會因重啟而消失，對于比較特別的故障問題，先要對異常情況進行認真記錄并對可疑環節進行檢測，比如對輸出電壓、電纜配線、更換部分器件看故障是否消失等；④如果故障問題已得到確認，則可以通過更換板件的方式進行處理，更換下來的板件盡快送修，修復好后要盡快換回原設備上，以保證設備使用年限的統一性；⑤如果設備故障已恢復，則要對記錄數據進行分析以查明故障原因，以避免其再次發生。

6 結束語

綜上所述，提高主體化機車信號車載設備維護水平有賴于經驗的積累和完善的設備維修制度的建設。本文通過介紹主體化機車信號車載設備的組成，進而對常見的幾種故障以及故障的判斷與定位、故障的處理流程進行了分析，從而能夠依據故障情況采取針對性的處理措施，對發生的故障問題盡快予以解決，這就能夠有效地降低故障的發生率，使機車系統能夠保持正常工作，為我國鐵路列車的安全、穩定運行提供技術上的保障。

參考文獻：

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