淺談大連地鐵信號系統計軸設備

馮中帥

摘? ?要：計軸設備是地鐵信號系統的基礎設備，也是信號系統可以平穩運行的重要組成部分，如果計軸設備存在問題，那么對于信號系統的可靠運行將會產生重大影響，因此，文章將結合實際的大連地鐵信號系統計軸設備詳細介紹，從而為后續進一步維護信號計軸設備提供一定的理論基礎。

關鍵詞：大連地鐵;信號系統;計軸設備

1? ? 計軸設備的組成

計軸系統的設備主要分為室外設備和室內設備，室外設備就是車輪傳感器，室內設備有計軸板、電源板等。上述設備構成了計軸系統，同時也為信號系統提供了最大的保障。通過調查了解，計軸板分兩套設備，其計算單元是分開的，這是為了保障計算的準確性，因此，計軸板的兩套獨立設備是不一樣的設備，計算方式也是不同的，從而確保了計軸系統的穩定性和可靠性。

2? ? 計軸設備功能

計軸系統主要是通過計算軌道區段兩端進出入列車的軸數來判定該軌道區段是否被占用，從而輔助信號系統對區段占用情況進行統計和分析，具體計軸系統的功能如下。

（1）為信號系統提供軌道占用或者軌道空閑的數據支持，從而判斷軌道是否存在空閑的情況。

（2）可以通過計軸系統來判別列車的運行方向。

（3）可以通過計軸設備進行區段的復位和預復位，從而確保該區段的空閑狀態。

（4）與信號的監測系統、維護系統進行聯網，從而監測計軸設備的實際情況，一旦出現故障可以盡快告警，有利于設備的維修實時性，從而確保信號系統為地鐵運行提供有力保障，為地鐵乘客提供安全運行的設備環境。

3? ? 計軸設備的工作原理

計軸設備的基本原理是基于所監視的軌道區段兩端計數點駛入和駛出軸數的比較，以確定該區段的占用或空閑狀態。

列車從所監視區段的A端駛入，計入軸數為CA，列車從所監視區段的B端駛出，計出軸數為CB。當CA不等于CB時，區段占用;當CA等于CB時，區段空閑。

（1）軌道占用和空閑狀態檢查方式可以分解為兩個具體的操作：在軌道空閑狀態下，計入一軸或探測到車輪，軌道轉為占用狀態;在軌道占用狀態下，計出最后一軸，軌道轉為空閑狀態。

（2）計入一軸和計出最后一軸都由計軸板作出判斷，給輸出板傳送相應的信息。

4? ? 車輪傳感器工作原理

4.1? 傳感系統構成

車輪傳感器的殼體內有兩個單獨的傳感單元SⅠ和SⅡ，每個傳感單元獨立執行同種任務。車輪傳感器的內部電路由一個高頻有源振蕩器和相應的一系列附屬電路構成，電路的輸出端也就是電源供電端，由外部直流恒流源供電。當車輪接近傳感器時，車輪的鐵磁介質對內部元件有阻尼作用，致使電路的工作狀態發生變化，電路輸出端的端電壓將升高。

4.2? 車輪傳感器工作原理

車輪傳感器由相互獨立、電路分離的兩套傳感單元電路組成。這種個體系統獨立性是出于安全方面考慮，而且不能因為任何原因被取消。使用單套傳感電路或兩套傳感電路互相不獨立，都被認為是不安全的。車輪跨越車輪傳感器，兩套傳感電路分別感應出車輪輪軸信號。兩路輪軸信號必須滿足有先后、有重疊的特征，才被認為是有效的車輪信號。

4.3? 安全性分析

當車輪經過傳感器的時候，兩個相對獨立的傳感器可以分別給出車輪的接觸信號，通過信號的放大以及整合，輸出整個車輪的路過信號和行進方向。通過調查了解，目前線路上的兩個傳感器使用的是不同廠家的設備。采用不同廠家的設備是因為兩套不同的傳感器有兩套不同的算法，如果計算的結果相同，那么證明確實是有車輪經過，同時確保車輪的行駛方式，這種工作模式大大提升了信號系統的安全性和可靠性，確保信號為軌道列車提供最為準確的數據支持。

4.4? 計軸故障對CBTC系統的影響

在基于通信的列車自動控制系統（Communication Based Train Control System，CBTC）下，ZC能夠結合CI發送的線路情況和CBTC列車發送的列車運行情況，判斷計軸區段故障（Always Report Block，ARB）。當一列CBTC列車完整運行出清一個區段后，ZC確定此時區段內無列車占用，但區段在一定時間后仍然匯報占用狀態，此時將判定區段狀態故障。ZC判斷計軸區段故障后，將此故障信息發送給聯鎖系統，以便聯鎖進行進路處理時，忽略此計軸區段匯報的占用信息。

計軸故障將不對CBTC列車的運行產生影響，對已判斷ARB的計軸區段，ZC為CBTC列車計算移動授權時，移動授權可越過計軸故障的區段。

5? ? 系統接口

5.1? 電源接口

計軸系統的電源接口為斷路器干接點。外部電源接入計軸系統總開關（雙位斷路器）。

系統設備供電采用230 V AC電源，每臺機柜耗電總功能不大于360 W。

監測維護終端采用工控機，供電電源也采用230 V AC電源，每設備集中站需要配置一臺監測維護終端，單臺監測維護終端耗電功能不大于250 W。

5.2? 復零接口

計軸系統可以外接復零條件。復零信號應該持續作用至少2 s，然后撤銷，這樣才能對計軸系統進行有效的復零操作。

5.3? 與聯鎖接口

計軸系統與聯鎖采用安全型繼電器接口。計軸系統通過無源繼電器接點為聯鎖系統輸出軌道占用和空閑條件，使用歐洲安全小型繼電器。繼電器CL、Oc3和BRKDN的吸起接點與CLH的落下接點組成了軌道空閑檢查鏈路，在軌道空閑情況下，繼電器接點鏈路處于導通狀態。

5.4? 監測接口

計軸系統能夠將系統的實時運行信息和設備故障信息保存在自身內存中，也可將其通過外部監測接口傳輸至微機監測系統和管理支撐系統（Management Support System，MSS）等其他監測設備。

計軸系統的監測系統由監測機箱和監測維護終端組成。監測機箱和監測維護終端均可為微機監測和MSS等外部監測設備提供RS232/RS422/RS485/RJ45等類型接口。

計軸系統的監測機箱可以監測運營時軌道繼電器和復零繼電器狀態和故障診斷等數據，并能夠自動發送至外部的其他監測設備，如微機監測設備等。也可采用微機監測設備直接采集軌道繼電器和復零繼電器的狀態來監測設備的空閑、占用狀態和設備復零狀態。

[參考文獻]

[1]王辰鳳.軌道電路及計軸設備在軌道交通信號系統中的應用[J].鐵道建設，2009（1）：54-56.

[2]穆石.城市軌道交通信號系統計軸電源的可靠性研究[J].鐵路通信信號工程技術，2017（3）：83-86.