重載鐵路信號微機監測信息分析與應用

韓 文

（國能朔黃鐵路原平分公司運輸生產部 山西 原平 034100）

1 引言

朔黃線原平分公司2016年在寧武西站大修升級使用TJWX-2010版信號微機監測系統，該系統具備完善的信息監測功能，監測點、采集數據類型更貼近于維修所需，為分析信號設備狀態提供了詳實的數據信息，同時向信息處理智能化發展，報警信息及數據智能分析功能日趨完善[1]。信號設備維護人員需解讀監測數據與設備狀態及電路動作的對應關系，通過處理設備問題來驗證設備狀態與監測數據的對應關系，提升通過監測信息來預判信號設備狀態的能力。

（1）信號設備維護人員要能解讀信號設備監測數據與設備狀態及聯鎖電路動作狀態的對應關系，清楚信號設備電氣特性數據標準，能熟練掌握信號微機監測系統各項功能及操作方法，通過數據曲線等對比分析能發現電氣特性數據異常。同時要加強監測設備維護，保證監測設備運用正常。

（2）提前進行監測設備校核及數據精度校核，確保監測設備與實際設備一致，數據精度符合《普速鐵路信號維護規則》的規定[2]。

（3）合理設置各類監測數據報警上、下限，實現電氣特性超限及時預警。

（4）加強微機監測信息分析與應用推廣交流工作，不斷完善分析方法及技巧，提高各級綜合分析能力[3]。

2 UM71自動閉塞設備采集原理與限值

2.1 UM71自動閉塞設備采集原理

發送器信息采集位置為發送器輸出端，采用互感器穿芯的方式。采集原理如圖1所示：通過綜合采集器采集發送器參數有中心頻率、上邊頻、下邊頻、低頻、功出電壓和電流等信息。

圖1 發送器采集原理圖

接收器信息采集位置為接收器輸入變壓器的輸出端，即接收器的限入調整端。采集原理如圖2所示：通過綜合采集器采集接收器參數有中心頻率、上邊頻、下邊頻和限入電壓等信息。

圖2 接收器采集原理圖

2.2 微機監測上下限的設定

微機監測的智能分析是建立在一定的參數設置和流程設計基礎上，同一設備的電氣特性也有所不同，故障判斷流程又是以設備的電氣特性為依據。所以，微機監測的參數修改設置對正確判斷設備故障，提高瀏覽效率，發現設備隱患十分重要。但是，當前微機監測在報警上、下限參數的設置上：一是不規范，有些監測項目沒有具體的標準，只有原則性的要求；二是不科學，有些報警上下限設置過寬過大，影響查詢效率，影響隱患及時發現，影響微機監測設備功能的發揮。原平分公司依據《普速鐵路信號維護規則技術標準》，結合管內線路條件及運行狀況等因素，科學合理的設置上下限值，并修改Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級預警和報警條件，達到不同數值給出不同級別的報警信息，實現微機監測各項功能的有效應用[3]。UM71設備發送器和接收器等監測參數上下限值如表1所示。

表1 微機監測上下限制設置標準表

3 微機監測案例分析與應用

3.1 發送器性能不良的分析及應用

案例一：2017年9月9日3時33分，北大牛站C3G紅光帶（曲線如圖3），經電務人員檢查發現C3G1區段紅光帶，測試該區段限入電壓133 mv（正常420 mv），測試功出電壓為10.44 v（正常32.8 v），判斷為發送器故障，更換發送器后于3時38分恢復正常，通過微機監測曲線直觀發現該時間段功出曲線為下降明顯。

圖3 C3G1發送器故障曲線圖

3.2 接收器性能不良的分析及應用

案例二：2017年4月2日1時35分，龍宮站B5G紅光帶（曲線如圖4），經電務人員檢查發現B5G1和B5G2兩個區段均紅光帶，由于大軌切小軌原理，故判斷為B5G2區段故障，立即測試發送器功出電壓49 V（正常），限入電壓80 mV（正常為519 mV），再測試分線盤電壓16.9 V（正常），判斷故障在室內側，此時，故障自動恢復。為進一步分析判斷，只能通過微機監測曲線回放進行查看，經查看微機監測自1時10分開始接收曲線存在30～70 mv范圍的波動，通過曲線總結此類故障多為容性元件不良居多，分析室內回路上只有接收器存在容性元件，遂要點更換接收器后，持續觀察設備運行穩定，徹底消除故障。

圖4 B5G2接收器曲線圖

3.3 鋁熱焊焊縫拉開故障分析及應用

案例三：2018年12月8日11時53分，龍宮站B4G紅光帶，經電務人員檢查發現B4G1和B4G2兩個區段均紅光帶，遂判斷為B4G2區段故障。立即測試B4G2限入電壓35 mv，于是依次測試功出75.4 V（正常）、送端分線盤80.5 V（正常），受端分線盤0.6 V～2.1 V來回波動（正常為13.1 V），初步判斷為室外故障，于是甩開受電端分線盤一根電纜芯線測試電纜側電壓為1.1～1.2 V波動，根據數據判定故障在室外，12時13分，經現場人員檢查發現鋁熱焊焊縫拉開。相關軌道參數如圖5～7所示。

圖5 B4G2接收器曲線圖

圖6 B4G2接收器中心頻率曲線圖

圖7 B4G2接收器低頻曲線圖

通過該起故障分析，焊縫拉開后曲線變化較為明顯：一是接收器低頻曲線呈漂移狀態，幅值明顯超過50 Hz，分析為50 Hz牽引電流明顯竄進接收回路里；二是接收器中心頻率、上邊頻和下邊頻等頻率曲線明顯變得較為密集。針對類似故障在甩開分線盤測試的同時可以采用CD96-3Z選頻表50周交流計數檔來測試50 Hz牽引電流是否竄入軌道回路，更為快捷。

3.4 道床漏泄的分析與應用

案例四：2019年4月24日，龍宮管內突降大雨導致C1G4區段限入電壓短時間內大幅下降（曲線如圖8），低于報警下限值，電務人員接到微機監測報警信息，立即組織人員分析查看，14時35分，接收限入電壓在9分鐘內由632 mv下降至265 mv，通過一趟列車運行后繼續下降至237 mv，該數值已經接近UM71軌道電路的最低調整值，結合該區段多年的運行經驗，綜合判斷初春時節降雨道床漏泄大，導致限入電壓下降快且幅值大，立即組織對接收等級進行調整，電壓升至335 mv，恢復軌道可靠運行。

圖8 C1G4接收器曲線圖

4 微機監測功能升級與補強建議

微機監測設備在日常數據分析、故障處理以及指導維修等方面發揮了關鍵性作用，但隨著現代設備維護要求的提高，現有的監測項目和內容也暴露出在設備管理和數據分析等方面的弊端，收集了日常需要功能升級和補強的建議，以完善微機監測功能[4]。

（1）站間聯系電路、熔絲報警等硅整流器電源保險管沒有熔斷檢查和報警功能，仍是日常巡視和檢修的重點，建議增加類似硅整流保險管的監測和報警功能。

（2）增加監測與其他系統功能的接口，如設備履歷系統、診斷系統等，一旦設備出現問題，可以從相應系統中調出相關設備的基礎信息，如設備運行數據、故障數據、圖紙電路等，便于對設備問題分析處理。

（3）為確保設備良好的運行環境，電務專業擬對室外設備箱盒的溫濕度以及防塵狀況等項目納入建設和整治重點，建議在微機監測上同步增加室外箱盒溫濕度及塵密監測功能。

（4）對電纜間等場所的電纜外皮增加溫度傳感器，便于在電纜密集場所溫度異常時及時預警報警。

（5）開發視頻聯動功能。為減少施工或外界干擾，鐵路線路將逐步實現視頻監控的無死角覆蓋，建議增加異常曲線的分析與視頻聯動功能，在設備異常時，視頻監控自動追蹤異常設備處所，便于準確及時掌握現場設備狀況，快速查找和排除故障。

（6）增加微機監測語音報警功能。通過上述案例分析，尤其是道床漏泄區段電壓需及時調整，這就需要預報警信息及時傳達到電務值班人員。為此，建議在行車室、班組、值班室等場所設置語音報警裝置，及時快速地通知到電務值班人員。

5 提升微機監測管理

隨著山區鐵路科技保安等技術創新的大力投入，現場信號設備維修由原來的計劃修、周期修向狀態修轉變，而如何提高天窗點內的作業效率，如何在有限的“天窗”點內解決更多的設備問題，就迫使我們把維修重心轉移到如何高效利用微機監測上，向狀態修要安全、要效率。從周期維修變為帶著問題有重點的狀態維修，逐步實現安全生產的高效可控[5]。

（1）壓縮報警數量、提升監測設備報警精準度。對現有報警標準結合故障數據分析、牽引回流干擾、異常天氣影響等進行探討修訂，完善報警機制、壓縮Ⅰ級Ⅱ級報警數量、提升Ⅰ級Ⅱ級報警精準度。

（2）利用大數據分析，將管內歷年設備故障障礙進行分類統計，對導致設備故障的前期報警參數進行分析比對，修正設備報警門限值及報警級別。

（3）針對牽引回流干擾區段，對牽引回流干擾導致的設備異常進行二次研判，降低I級報警數量，提升報警精準度。建立車務（道岔清掃不良）、工務（尖軌爬行、扣件封連、搗固不良等）、電務和供電（牽引電流干擾）聯動機制，對異常天氣導致的設備報警信息同步推送相關單位，明確報警原因，合理安排人員處置。

6 結語

綜上所述，隨著近年來電務設備新技術的不斷發展，微機監測版本功能的不斷優化升級，電務專業對微機監測數據的依賴也越來越重要。尤其在電務專業發展智能運維、智慧鐵路、智能防護等大數據應用方面，微機監測監控技術的運用將更加廣泛，其在鐵路科技保安中的作用也必將更加突出。