微機監測在鐵路信號中的應用問題及處理對策

閆 森

（朔黃鐵路發展有限責任公司，河北 滄州 062450）

0 引 言

微機監測的功能原理是在鐵路運行的過程中，適時監測和記錄所有現場設備的工作狀態，并根據其特性的異常變化來發現和判斷哪些設備出現了問題和出現了什么問題，將這些信息通過信號傳輸的方式傳遞給電務部門，來做出迅速和準確的判斷。在系統運行的反應機制中，設定有危險預警功能，一旦相關設備超出某一設定限制，通過報警來引起管理人員的重視，并及時做出相應的處理措施。此項功能對于預防相關人員的違章操作和及時發現設備故障非常重要。對于在鐵路運行過程中出現的各種危險征兆，通過該系統不但可以及時發現，還會基于些做此最佳的解決方案，實現既控制了維修成本又縮短了維修時間，這對于保證鐵路安全和提高鐵路運輸效益非常重要。本文開展基于鐵路信號微機監測系統的工作原理研究，具有非常積極的現實應用意義[1]。

1 鐵路信號微機監測系統故障分析

在系統中，道岔道轉換是通過道岔轉換電流、曲線道岔轉換電流的調節來實現的，這也是鐵路信號微機監測系統有別于其他鐵路管理系統的特點。在此過程中，它必須做到能夠適時測量道岔轉換時的電流信息變化，通過變化特征來對故障做出判斷。常見故障表現有如下3種情況。（1）道岔傳感器的故障。其中道岔傳感器屬于直流電流傳感器，對于孔內電流變化通過該傳感器可以直接反映出來。該傳感器工作電源為±12 V，其工作原理是道岔傳感器孔內電流變化時，就會有0～5 V直流電壓輸出，此情況在岔道轉換時發生。道岔轉換完成以后，道岔傳感器孔內電流穩定不變，此時處于無信號輸出狀態。檢查模塊是否正常的方式是測量模塊輸出端子的兩端電壓，若電壓處于限定范圍，則證明模塊運行正常；若超出限定范圍，則說明模塊已出現故障。另外一種方式是測量模塊端子的電流變化情況，在道岔轉換時，若測量發現有輸出電流顯示，則說明模塊的道岔傳感器功能正常；否則，說明傳感器已損壞。（2）開關量采集器故障。該設備的功能是采集和記錄l DQ J一組的半空接點表現特征，并適時記錄每一次道岔轉換的時間。故障判斷方式是，用萬用表對測量輸出端子電壓進行測量，通過電壓是否出現異常變化來做出開關量采集器是否出現故障的判斷。在處于非道岔轉換時，開關量采集器端子與處于落下狀態的1DQ J通過接點接通，正常狀態下所測得的電壓為直流電壓，伏值為5 V；在道岔轉動期間，就不會有該電壓出現，這是該設備的正常表現規律，若違反了這一規律，則可以做出開關量采集器已經發生故障的判斷。（3）道岔采集機發生故障[2]。在實際的現場運用中，系統管理人員判斷道岔采集機是否發生故障的方式是通過兩方面來完成的。第一，道岔動作曲線；第二，道岔采集機指示燈。如果在道岔轉換時出現道岔動作曲線不記錄的現象，或道岔采集機指示燈做出異常指示的情形，就說明道岔采集機已經發生故障。

在監測站機的網絡系統中，判斷網絡系統是否發生故障需要借助相應網絡分析工具。通過網絡分析工具不僅可以找到故障發生的位置和原因，還可以對故障進行修復。常規的網絡故障判定以網絡連接處的指示燈提示結果為主，通常綠色表示正常，紅色表示異常。當網絡連接指示燈出現紅色時，說明網絡已經不通，已有故障發生。（1）IPcoN FIG命令用以對配置信息是否正常運行做出判斷，同時也反映出站機中網絡適配器中的相關信息是否正常，包括IP地址是否發生錯誤以及其他附帶性信息錯誤。（2）在系統的操作命令中，通過IPCoN FIG命令可以得到網關的配置信息。PCoN FIG命令的功能在于通過對網關配置信息的檢測分析，得到站機路由器的通信過程，找到發生故障的原因。此外，路由器端口信息也是判斷故障點和故障原因的重要依據。（3）借助于端口查詢命令對通信通道、路由器和轉換器進行檢查，是進行相關設備故障排除的重要方式[3]。

關于CAN總線故障分析。按照總線布置理論，用萬用表對工控機和采集機兩端進行測量，在正常情況下，所測得阻抗值為6 Ω左右。按照系統的設置，這兩個設備的連接形狀為蛇形，而實際上，系統的總線布置呈另外兩種表現形式，分別為環形和樹形。這兩種布線方式實際上是錯誤的，糾正的方法是必須去掉中間的多余部分，如去掉環形的中間部分，去除后能回歸正規的蛇形形狀；對于樹形結構的處理方式是，從中找出1～2個端子，從其對應的采集機上引出電阻，通過這一方式，將其阻值調整到與CAN總線要求符合的阻值范圍內，同時，也保證總線阻值處于正常水平。在實際應用中，CAN總線通常有如下3種故障表現形式，分別是總線過長；CAN總線的環限不合理；采集機信息傳輸阻滯，工控機無法接收。

2 微機監測系統故障處理策略

2.1 系統故障處理

第一，XP系統故障處理。解決辦法是，采用正規的系統盤重裝系統，新系統安裝完成以后，再繼續安裝機監測軟件。如果系統安裝不成功，要考慮是否由于異常斷電引起磁盤損壞，則必須對系統盤進行重新分區，并修復壞道，隔離硬盤壞的扇區，再在主分區上重裝系統和相應的監測軟件。

第二，數據庫發生故障。需要借助數據庫修復軟件，對數據庫進行修復，如修復不成功，必須將原數據庫進行限載，重新安裝并生成新的數據庫。

2.2 CAN總線故障處理

產生故障的原因一般有兩種情況，一種總線過長，另一種是工控機與采集機連線不規范。對于前者的解決方法是，在對CAN總線進行設置時，應盡量把線扯直繃緊，若有多余長度的線一定要去掉，不要盤留在里面，否則會增加線路電阻和影響電流的正常。對于后者的解決方法是，在關掉所有的采集機電源的情況下，對每個采集機后面的總線利用萬用表進行阻值測量，將萬用表檔位設定在200 Ω電阻檔，測量時要根據電流的順序，從工控機近端的采集機開始，逐漸向遠路延伸，循序漸進，逐一排查。當發現斷點以后，就需要對斷點進行焊接，以恢復線路的暢通，焊接完成后，插好CPU板進行測試。利用萬用表測量總線電阻，若總的電阻值為60 Ω左右，說明這一問題已經解決，這時可重新啟動采集機，系統恢復正常工作。

此外，還有一種產生故障的原因是采集機不響應。造成這一現象的原因有兩個：一個是采集機與CAN總線的接點接觸不良，通過重新布線可以解決；另一個是CPU板發生故障，主要表現為80c250片損壞或CPU板的個別地址開關失靈，需要對損壞配件進行更換[4]。

2.3 采集機故障處理

采集機故障通常表現為如下兩種情況。（1）指示燈不亮，無法通過指示燈獲知相關電壓電流信息，表明電源模塊已壞，需更換；（2）如果位于采集機上的模擬板工作燈閃爍，說明CPU板有問題，可在進一步檢測后對CPU板進行維修和更換。在對CPU板進行更換時，一定要注意新舊板的地址開關必須一致，同時還需要關注CPU總線電阻有無跳線設置，若沒有，則可以不管，若有，則需跳接到新板。更換完成后，重啟所有設備[5]。

2.4 開關故障處理

開關若出現故障，首先表現在配線端子無法通電或斷電。在斷電的情況下，應從小端子開始排查，若小端子正常，再排查其他端子。若故障由采集機端子無法過電引起，可從CH列、環線和6502側面配線等處檢測，發現問題部件，馬上更換。更換完成后，須對采集機設置進行重置[6]。

3 結 論

本文圍繞鐵路信號微機監測的現實應用，分別分析和闡述了應用中容易出現的問題，并探討和揭示了這些問題產生的原因，提出了切實可行的解決辦法，對于提高系統的管理效率、降低運輸成本及提升運輸質量意義重大。