列車軸報聯網測試系統設計與實現

鄧曉東

(南寧局集團有限公司南寧車輛段，助理工程師 廣西 南寧 530001)

1 軸報聯網測試與檢修現狀

隨著我國旅客列車提速范圍越來越大，運行速度越來越高，確保安全的任務十分艱巨。在列車運行中如何及時發現故障，并引入信息化檢修作業，成為目前保證旅客列車運行安全急需解決的問題。KZS/M-型集中式軸溫報警器(以下簡稱軸溫報警器)是用于鐵路客車軸溫監測和報警的高技術產品。采用最新的微型計算機芯片，結構簡單、工藝先進、可靠性高、抗干擾能力強、體積小。軸溫報警系統通過列車播音干線或通訊線連接各車控制顯示器，實現列車的軸溫通訊。軸溫報警儀聯網后就具有全列報警和單獨報警的功能，乘務員在列車的任一節車廂都可以知道任何一個車廂任何一個軸位的軸溫，這既方便乘務人員的工作也能提高旅客列車的安全性能。軸報系統包括控制顯示器、溫度傳感器、軸溫記錄儀、外置聲光報警指示燈等部件。為確保列車運行安全，2015 年《鐵路客車電氣裝置檢修規則》要求對軸溫報警器進行軸報聯網測試試驗，以檢測列車軸報系統功能是否正常。目前沒有合適的聯網檢測系統設備，仍采用傳統方法進行測試：即短接車上軸溫報警器通訊線的輸出BY1/BY2 接頭，分別測量車廂的1、2、3、4 位端頭的插頭、插座或是通訊座的11/12號插腳的電阻，如果顯示阻值為0 則表示聯網通訊線良好。由于該方法效率低，無法滿足當前列車軸溫報警器檢修需要，本文介紹設計、開發的列車軸報聯網測試系統，解決了客車E2、E3 檢修時車輛軸溫報警器無法聯網測試和開展客車軸報聯網試驗的問題，對于及時發現問題，提高檢修效率，確保列車運行安全具有現實意義。

2 軸報聯網測試系統的設計與實現

根據《鐵路客車電氣裝置檢修規則》技術規程要求，對軸溫報警器聯網檢測進行測試時，須滿足表1所示的功能和技術指標。

表1-1 軸溫報警器聯網檢測功能與指標

表1 -2軸溫報警器聯網檢測功能與指標

從表1 可以看出，軸報聯網測試系統在段修檢查客車車輛時，不僅要達到《鐵路客車電氣裝置檢修規則》要求：即必須具有檢修良好的軸溫報警器所有的功能，還要能夠測試出連接軸報器的播音干線的技術狀態，同時檢測出軸報聯網狀態是否良好。在運用客車中，使用軸報聯網測試系統可調取列車中任一輛車的軸報數據，檢查全列軸報器的技術狀態。基于上述分析，本文設計的軸報聯網測試系統主要由以下3個模塊組成：電源模塊，軸溫報警記錄儀、信號傳輸模塊。軸報聯網測試系統的功能模塊組成示意圖如圖1所示。

圖1 軸報聯網測試系統組成示意圖

1）電源模塊功能與設計。電源是軸報播音聯網測試儀工作的動力來源，選擇合適的電源可以保證儀器有效、可持續的工作，增加儀器的使用壽命。由于音頻發生器未確定，電源應根據軸報器額定工作電壓進行選擇，KZS/M-型軸溫報警記錄儀額定電壓為DC7V、功率為5 W，考慮到壓降問題，選擇電源電壓高于額定工作電壓20%左右，可選9 V電源。

軸溫記錄儀兼具軸溫記錄、顯示和數據存儲功能，耗電功率為5 W，記錄儀的工作電壓為DC 35～140 V降壓至DC 7 V；另外考慮到成本問題，經過一系列試驗對比和數據測定，確定電源使用850MAH容量歐寶鎳氫電池。

2)軸溫報警記錄儀分析設計。在設計上軸溫報警器主機不但具有軸溫報警器的所有功能，結構上還比軸溫報警器多了一個軸溫數據的IC 卡接口和相關的電源線路，如果選用軸溫報警主機改造則能滿足《鐵路客車電氣裝置檢修規則》的所有要求。

軸溫報警器主機改造只要把48 VDC/DC 7 V電源轉換器（模塊）去掉然后加裝9 V電源即可。因此確定選用帶有數據存儲功能的KZS/M-1 和KZS/M-2 型軸溫報警器主機進行改造并進行尺寸對比，確定將改造的KZS/M-1 軸溫報警記錄儀主機做為軸報聯網測試裝置。

3)軸溫報警記錄儀分析設計。選用的KZS/M-1主機數據傳輸方式為串口方式，接口為RS 232，通過使用多功能的USB 串口轉換RS 232 數據線串口方式，即可實現信號數據的安全可靠傳輸。分別對KZS/M-1主機所測試得到的軸報器的軸溫、位數、車號等數據進行比對分析，以確保信號傳輸方式穩定可靠。

根據軸報聯網測試系統的設計分析，通過表2所述的技術方案與工藝措施即可完成系統的研制與實現。

表2-1 軸報聯網測試系統的技術工藝措施

表2 -2軸報聯網測試系統的技術工藝措施

3 試驗驗證

根據軸報聯網試驗標準和檢修要求，結合客車檢修的相關流程，分別組織開展了段修客車和運用客車車列的軸報聯網試驗，對軸報聯網測試系統的功能和技術指標進行試驗驗證。段修客車和運用客車車輛的軸報聯網測試試驗結果分別如表3和表4所示。

表3 段修客車軸報聯網測試試驗結果

表4-1 運用客車軸報聯網測試試驗結果（K1562/1次）

表4-2 運用客車軸報聯網測試試驗結果（K1562/1次）

從表3和表4的試驗對比結果可以看出：采用本文介紹的軸報聯網測試系統進行軸報聯網測試，不僅測試結果準確無誤，能夠快速有效完成列車檢修，實現了軸報聯網監測與報警設計功能，同時還能做到分類歸總監測數據，為后續數據的分析奠定了良好基礎。

4 結束語

本文介紹設計、開發的列車軸報聯網測試系統，解決了鐵路客車E2、E3 檢修時，車輛軸溫報警器無法聯網測試和開展客車軸報聯網試驗的問題，對于及時便捷發現檢修漏洞，提高檢修效率，確保列車運行安全具有重要意義。由于軸報聯網測試系統可以有效快速完成列車軸溫信息的采集與分析，后續工作將基于該系統，完成軸報聯網測試平臺相關數據庫的搭建，并在此基礎上開展列車故障的數據分析與安全評估。