泰雷茲AzLM-ZP30H計軸系統接口原理及故障分析

廣州市地下鐵道總公司 梁國勇

廣州地鐵二十一號線采用泰雷茲AzLM-ZP30H計軸定位系統。本文介紹該計軸系統的結構組成、基本原理、和聯鎖計算機的接口采集以及故障狀態，并結合分析為計軸系統接口故障提出排查建議。

1 計軸概況

在泰雷茲CBTC信號系統中，正常情況下軌旁與列車定位通信是基于無線傳輸技術，當無線通信傳輸失效時次級定位可利用軌旁計軸區段的占用狀態來確定列車位置。其基礎原理為比較列車駛入和駛出所監視軌道區段的輪對軸數并以此確定該區段的占用或空閑狀態，當輪對軸數對比不一致時則顯示為受擾狀態。

計軸系統與聯鎖系統存在一定的接口關系，以廣州地鐵二十一號線為例，采用的是泰雷茲AzLM-ZP30H計軸系統，該計軸系統與聯鎖之間存在兩種接口關系以適應正線和車輛段不同的應用場景。

2 計軸系統原理（如表1所示）

表1 ACE計軸評估器型號

AzLM型計軸系統核心部件為計軸評估器，根據每個站場的計軸檢測點數量、計軸區段數量可分為3種不同的配置，只有單層板件容量的型號為ACE 2-10，具有雙層板件容量的型號為ACE 2-26，三層板件容量的型號為ACE 2-42。ACE計軸評估器型號如表1所示，ACE計軸評估器如圖1所示。

圖1 ACE計軸評估器

ACE計軸評估器如圖1所示，主要由電源板、安全計算機板、補空板、串口板以及并口板組成，每個板塊各負責相應的功能。其中補空板不具備任何功能，只起板件位置填補作用。其余板塊功能如下：

電源板：60V電源的輸入，為ACE計軸評估器內的各種板卡提供穩定的5VDC、12VDC 的電源。

安全計算機板：接收室外點的軸數信息，并根據區段的配置進行占用/空閑的計算，同時將區段的狀態通過并口板送給聯鎖系統。接收并口板的復零命令并執行相應的復零進程，實現系統的診斷功能。

串口板：通過ISDN接口接收軌旁計軸點Zp30H的數據，并將數據處理后通過CAN總線傳送至安全計算機板。

并口板：每一板塊對應一個計軸區段，板內輸出2組繼電器接點（雙斷）來確認區段的占用/空閑狀態，同時可接收計軸復位命令，通過CAN總線傳輸數據至安全計算機板。

3 與聯鎖系統接口

計軸系統與聯鎖系統之間的數據傳輸由并口板完成，并口板內通過兩個干接點的斷開和閉合向聯鎖系統提供各個計軸區段的占用和空閑狀態。根據聯鎖需求，這兩個干接點既可以配置為邏輯相同，也可以配置為邏輯相反。當邏輯相反時則如表2所示“1”為接通狀態，“0”則為斷開狀態。

表2 接點表示邏輯

而聯鎖系統采集這兩個干接點也可以通過兩種方式，第一種方式為聯鎖直接采集這兩個干接點的狀態，第二種方式是通過復示軌道繼電器把這兩個干接點的狀態復示出來，再由聯鎖采集復示軌道繼電器的接點狀態。

直接采集干接點的原理如圖2所示，當區段狀態為空閑時，干接點GB和GF為吸起狀態，聯鎖系統采集干接點GF的上接點。當區段狀態為占用時，干接點GB和GF為落下狀態，聯鎖系統采集干接點GB的下接點。計軸系統通過GB和GF回路上互為相反的接通狀態而給出區段空閑和占用的邏輯表示，該接點采集方式常應用于正線場景中。

圖2 計軸系統與聯鎖系統接口一

圖3 計軸系統與聯鎖系統接口二

此外，并口板將通過外置的繼電器額外給出一種受擾狀態。原理為并口板在內部發光二極管和光敏三極管的配合作用下通斷繼電器供電回路，使外置繼電器吸起或落下。當區段狀態為非受擾/故障時，外置繼電器得電吸起并通過上接點接通聯鎖采集回路。當區段狀態為受擾/故障時，外置繼電器失電落下，聯鎖系統采集回路斷開從而給出受擾狀態表示，區段受擾復位后則需進行劃軸出清。

通過復示軌道繼電器接點的原理如圖3所示，并口板內部的GB和GF繼電器接通外置繼電器GJ的勵磁回路，當區段狀態為空閑時GJ繼電器吸起，聯鎖系統采集回路接通并給出空閑狀態表示。當區段狀態為占用時并口板使GJ繼電器落下，聯鎖系統采集回路斷開并給出占用狀態表示。此外，該型號并口板留有外部復零接口，當復零按鈕按下并接通時并口板接收區段軸數復零命令并使區段出清，該接口類型板常應用于車輛段場景。

由上述兩種接口原理可知，兩種類型的并口板在各場景下的應用需求點不同。正線上側重于安全，計軸區段受擾后需進行劃軸出清，而車輛段/停車場則側重于調車效率，計軸區段故障后可直接復位出清。

4 接口故障分析

計軸系統向聯鎖系統提供受擾狀態表示的外置繼電器供電為直流24V，當計軸系統輪對軸數對比不一致時通過并口板切斷24V供電并使繼電器落下。但當外置繼電器因故障性失電落下時，聯鎖系統的區段表示則視該區段的原狀態而定。區段原狀態為空閑時，外置繼電器故障后區段依然顯示為空閑。區段原狀態為占用時，外置繼電器故障則顯示為受擾，由此可知聯鎖系統在判斷計軸區段狀態受擾的邏輯前提為該區段處于占用狀態。外置24V繼電器 如圖4所示。

圖4 外置24V繼電器

在實際運營中，處于接口故障的計軸區段由于計軸系統軸數對比正確，則該區段占用后可正常出清為空閑狀態，列車再次占用時區段則顯示為受擾但不影響后續列車的追蹤運行。

故障處理時維護人員可對比并口板和繼電器燈位一致性以判斷是否為接口故障，當并口板燈位為空閑或占用狀態但外置繼電器燈位為滅燈時，應檢查繼電器自身和24V供電回路。當外置繼電器燈位為亮燈但區段狀態為受擾時，則應檢查聯鎖系統至繼電器之間的采集回路，確保聯鎖系統正確采集外置繼電器狀態。

在日常的信號設備維護和故障搶修中，計軸系統與聯鎖系統接口故障具有一定的隱蔽性，計軸區段占用時顯示受擾故障，計軸區段出清后則恢復正常，在故障處理時容易對維護人員產生干擾。本文通過對計軸系統接口原理的分析加深維護人員在系統邏輯判斷上的認知，提高維護人員故障判斷準確性。