列車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄧曉東

(南寧局集團(tuán)有限公司南寧車輛段，助理工程師 廣西 南寧 530001)

1 軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試與檢修現(xiàn)狀

隨著我國旅客列車提速范圍越來越大，運(yùn)行速度越來越高，確保安全的任務(wù)十分艱巨。在列車運(yùn)行中如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并引入信息化檢修作業(yè)，成為目前保證旅客列車運(yùn)行安全急需解決的問題。KZS/M-型集中式軸溫報(bào)警器(以下簡稱軸溫報(bào)警器)是用于鐵路客車軸溫監(jiān)測和報(bào)警的高技術(shù)產(chǎn)品。采用最新的微型計(jì)算機(jī)芯片，結(jié)構(gòu)簡單、工藝先進(jìn)、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、體積小。軸溫報(bào)警系統(tǒng)通過列車播音干線或通訊線連接各車控制顯示器，實(shí)現(xiàn)列車的軸溫通訊。軸溫報(bào)警儀聯(lián)網(wǎng)后就具有全列報(bào)警和單獨(dú)報(bào)警的功能，乘務(wù)員在列車的任一節(jié)車廂都可以知道任何一個(gè)車廂任何一個(gè)軸位的軸溫，這既方便乘務(wù)人員的工作也能提高旅客列車的安全性能。軸報(bào)系統(tǒng)包括控制顯示器、溫度傳感器、軸溫記錄儀、外置聲光報(bào)警指示燈等部件。為確保列車運(yùn)行安全，2015 年《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)則》要求對軸溫報(bào)警器進(jìn)行軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試試驗(yàn)，以檢測列車軸報(bào)系統(tǒng)功能是否正常。目前沒有合適的聯(lián)網(wǎng)檢測系統(tǒng)設(shè)備，仍采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行測試：即短接車上軸溫報(bào)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(lián)網(wǎng)通訊線良好。由于該方法效率低，無法滿足當(dāng)前列車軸溫報(bào)警器檢修需要，本文介紹設(shè)計(jì)、開發(fā)的列車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)，解決了客車E2、E3 檢修時(shí)車輛軸溫報(bào)警器無法聯(lián)網(wǎng)測試和開展客車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)的問題，對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高檢修效率，確保列車運(yùn)行安全具有現(xiàn)實(shí)意義。

2 軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)則》技術(shù)規(guī)程要求，對軸溫報(bào)警器聯(lián)網(wǎng)檢測進(jìn)行測試時(shí)，須滿足表1所示的功能和技術(shù)指標(biāo)。

表1-1 軸溫報(bào)警器聯(lián)網(wǎng)檢測功能與指標(biāo)

表1 -2軸溫報(bào)警器聯(lián)網(wǎng)檢測功能與指標(biāo)

從表1 可以看出，軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)在段修檢查客車車輛時(shí)，不僅要達(dá)到《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)則》要求：即必須具有檢修良好的軸溫報(bào)警器所有的功能，還要能夠測試出連接軸報(bào)器的播音干線的技術(shù)狀態(tài)，同時(shí)檢測出軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)是否良好。在運(yùn)用客車中，使用軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)可調(diào)取列車中任一輛車的軸報(bào)數(shù)據(jù)，檢查全列軸報(bào)器的技術(shù)狀態(tài)。基于上述分析，本文設(shè)計(jì)的軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)主要由以下3個(gè)模塊組成：電源模塊，軸溫報(bào)警記錄儀、信號傳輸模塊。軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)的功能模塊組成示意圖如圖1所示。

圖1 軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)組成示意圖

1）電源模塊功能與設(shè)計(jì)。電源是軸報(bào)播音聯(lián)網(wǎng)測試儀工作的動(dòng)力來源，選擇合適的電源可以保證儀器有效、可持續(xù)的工作，增加儀器的使用壽命。由于音頻發(fā)生器未確定，電源應(yīng)根據(jù)軸報(bào)器額定工作電壓進(jìn)行選擇，KZS/M-型軸溫報(bào)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(shù)據(jù)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(jīng)過一系列試驗(yàn)對比和數(shù)據(jù)測定，確定電源使用850MAH容量歐寶鎳氫電池。

2)軸溫報(bào)警記錄儀分析設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)上軸溫報(bào)警器主機(jī)不但具有軸溫報(bào)警器的所有功能，結(jié)構(gòu)上還比軸溫報(bào)警器多了一個(gè)軸溫?cái)?shù)據(jù)的IC 卡接口和相關(guān)的電源線路，如果選用軸溫報(bào)警主機(jī)改造則能滿足《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)則》的所有要求。

軸溫報(bào)警器主機(jī)改造只要把48 VDC/DC 7 V電源轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)存儲功能的KZS/M-1 和KZS/M-2 型軸溫報(bào)警器主機(jī)進(jìn)行改造并進(jìn)行尺寸對比，確定將改造的KZS/M-1 軸溫報(bào)警記錄儀主機(jī)做為軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試裝置。

3)軸溫報(bào)警記錄儀分析設(shè)計(jì)。選用的KZS/M-1主機(jī)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換RS 232 數(shù)據(jù)線串口方式，即可實(shí)現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸。分別對KZS/M-1主機(jī)所測試得到的軸報(bào)器的軸溫、位數(shù)、車號等數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，以確保信號傳輸方式穩(wěn)定可靠。

根據(jù)軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，通過表2所述的技術(shù)方案與工藝措施即可完成系統(tǒng)的研制與實(shí)現(xiàn)。

表2-1 軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)的技術(shù)工藝措施

表2 -2軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)的技術(shù)工藝措施

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢修要求，結(jié)合客車檢修的相關(guān)流程，分別組織開展了段修客車和運(yùn)用客車車列的軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)，對軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)的功能和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。段修客車和運(yùn)用客車車輛的軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試試驗(yàn)結(jié)果分別如表3和表4所示。

表3 段修客車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試試驗(yàn)結(jié)果

表4-1 運(yùn)用客車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試試驗(yàn)結(jié)果（K1562/1次）

表4-2 運(yùn)用客車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試試驗(yàn)結(jié)果（K1562/1次）

從表3和表4的試驗(yàn)對比結(jié)果可以看出：采用本文介紹的軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)進(jìn)行軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試，不僅測試結(jié)果準(zhǔn)確無誤，能夠快速有效完成列車檢修，實(shí)現(xiàn)了軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與報(bào)警設(shè)計(jì)功能，同時(shí)還能做到分類歸總監(jiān)測數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)的分析奠定了良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

本文介紹設(shè)計(jì)、開發(fā)的列車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)，解決了鐵路客車E2、E3 檢修時(shí)，車輛軸溫報(bào)警器無法聯(lián)網(wǎng)測試和開展客車軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)的問題，對于及時(shí)便捷發(fā)現(xiàn)檢修漏洞，提高檢修效率，確保列車運(yùn)行安全具有重要意義。由于軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試系統(tǒng)可以有效快速完成列車軸溫信息的采集與分析，后續(xù)工作將基于該系統(tǒng)，完成軸報(bào)聯(lián)網(wǎng)測試平臺相關(guān)數(shù)據(jù)庫的搭建，并在此基礎(chǔ)上開展列車故障的數(shù)據(jù)分析與安全評估。