鐵路信號微機監測系統在鐵路運行中的應用

崔鵬濤

摘 要：我國鐵路信號微機監測系統應當對監測采集點、低頻信息處理功能和監測模擬量的參數設置進行優化。介紹鐵路信號微機監測系統在我國鐵路運行中的實際應用情況，指出鐵路信號微機監測系統的常見問題，并給出相應的故障處理方法。

關鍵詞：鐵路信號;微機監測;實際應用;故障處理

引言

為了保證鐵路的安全運行，要積極設計鐵路信號微機監測系統，并將其應用在鐵路運行中，發揮出鐵路信號微機監測系統的在線實時監測作用，發現安全隱患并及時排除，為鐵路安全運行提供重要的保障。在這樣的環境背景下，探究鐵路信號微機監測系統在鐵路運行中運用具有非常重要的現實意義。

1 鐵路信號微機監測系統的功能

1.1 優化信號監測采集點

鐵路信號微機監測系統要想充分發揮其功能就離不開對數據的有效采集，因此，對信號監測采集點的設置是十分重要的。在鐵路運用中，通信信號、控制信號等各種內容都屬于重要的數據信息，信號微機監測系統需要對運行中產生的數據進行測量。在實際運用過程中，個別設備配置在列車的節點當中，而這些設備功能時常會與信號監測設備的功能發生重復， 弱化微機監測設備的功能，使鐵路信號微機監測系統難以全面發揮其作用。因此，優化信號監測采集點的工作是十分重要的。

鐵路信號微機監測系統的數據采集工作通常是和其他設備相互配合共同完成的，在對數據的采集和傳遞方面，部分較為先進的鐵路信號監控系統已被列控設備代替。因此，鐵路信號微機監測系統在數據采集方面的功能，時常局限在復制傳輸數據中的開關量與模擬量這方面，而其自身很多功能難以得到有效發揮。為了改善這種情況，可以采用分區分塊的方法設置鐵路信號的采集點，將收集到的信號歸屬到相應的區域，并對采集區所采集到的相關信號進行同步傳遞。

1.2 完善處理低頻信息的功能

相對于高頻信號，低頻信號的隱蔽性更強，觀察難度更大。分析其在鐵路信號微機監測中的表現，我國對于運行中鐵路低頻信號的處理是不夠完善的，迫切需要依賴新技術、新科技，實現對已有設備功能的拓展， 使低頻信息和實際信息全面結合，進一步提升我國鐵路系統的穩定性。為此，要想方設法理清各個參數之間的聯鎖關系，保證數據信息關聯準確。同時，要注意將低頻信息納入監控中心管理范圍，并以此為依據開展對數據的匯總與分析，幫助工作人員及時發現問題、處理問題。

1.3 合理設置各監測模擬量的參數

對運用中的鐵路的各種監測模擬量的相關參數進行合理設置，能夠有效提升監測設備監測數據的可靠性、準確性與真實性。由于微機信號監測系統能夠及時對大量的關鍵數據做比對分析，可以在第一時間發現故障、減少損失。如果所設置的各個監測模擬量能夠達到最佳界值，必然會在很大程度上增加鐵路信號微機監測系統的可信度。從另一角度來說，合理設置各監測模擬量的參數，必然會大大提升運行中鐵路的安全性和鐵路基礎管理的水平。

2 鐵路信號微機監測系統軟件設計

2.1 采集機處理

在軟件設計中，系統運行后，CAN、總線、串口均開始初始化，完成后采集數據，由CAN進行初始化數據包的處理和發送，檢測CAN緩沖區是否存在數據，解析命令并采集數據，由CAN發送數據，對信號狀態進行檢測，往復循環。在采集機處理中，先是初始化程序，并讀取開關量，并實施絕緣處理和模入處理，待40ms后進行樣本處理，穩定開關量，瞬間斷電，命令處理完成又開始讀數。

2.2 模擬量輸入處理

在該模塊中，首先進行模入處理，由CPU板利用總線選擇A/D通信線路，實現對CPU中A/D的控制，對模入板輸入模擬信號進行轉換處理，儲存到模擬量儲存區。

2.3 瞬間斷電處理

在電力外網發生故障而導致電源停電或是電壓波動的情況下，信號微機監測系統會立即產生瞬間斷電報警，每隔40ms進行瞬間斷電處理， Sample kgl是瞬間斷電儲存區，數值為1，其瞬間斷電計數器數值+1，當超過250時，表明還維持斷電狀態;若Sample kgl儲存區不是1，若在5-200之間，就說明瞬間斷電恢復原狀，不在5-200之間，就說明沒有發生瞬間斷電情況，瞬間斷電計數器為0時，自動返回到主程序。

3 鐵路運行中鐵路信號微機監測系統的運用

3.1 電壓曲線故障分析

針對鐵路軌道電路設備故障的排查，利用鐵路信息微機監測系統電壓曲線可以準確判斷安全隱患的種類，若其中任意區段的電壓波動發生異常， 也可以利用電壓曲線準確地呈現，了解其中的短路問題。導致該問題的原因是，周邊環境對于鐵路信號設備軌道電路外部帶來干擾，從而引發短路問題。例如，鐵路鋼軌上方存在魚鱗形狀鐵屑，鐵屑受到碾壓之后會噴射至鋼軌絕緣位置，導致絕緣破損，引發軌道電路斷路。除此之外，通過相關工具檢修期間，鋼軌絕緣的保護工作不到位，同樣會引發軌道電路短路的現象。若鐵軌鐵路鋼軌連接導線存在接觸不良的問題，利用鐵路信號微機監測系統電壓曲線可以更加詳細的了解，鋼軌連接線如果發生虛接狀況，連接線電阻值會增加，在電壓曲線圖內電壓值與正常電壓值相比較低，一旦虛接情節嚴重，電壓曲線內部電壓值便會大幅下降，甚至會形成軌道紅光帶。

電壓曲線內電壓波動發生異常，必須要及時總結異常原因，采用針對性的解決措施規避安全隱患。軌道電路內部絕緣桿阻值降低，會直接影響到絕緣性能和電壓曲線，建議以典型電壓波動曲線圖為分析的參考，測定軌距桿阻值。如果發生阻值降低的現象，可以替換新的軌距桿，以規避鐵路運行中的安全隱患。

3.2 道岔電流故障判斷

采用鐵路信號微機監測系統，其中道岔電流可以更加真實地反映道岔運行現狀，種類不同的道岔，其電流值動作時間也存在差異。工作人員采集道岔電流通過道岔采集機，可以對道岔運行電流進行檢測與分析，判斷道岔轉換所呈現的機械特性與電氣特征。例如，ZD6單機牽引道岔動作， 引發后續一系列電流特性，解鎖區域電流值較高，道岔解鎖結束后，空動距離啟動轉轍設備，繼續進行后續相關動作，同時道岔運動至指定位置進行封閉作業。此時道岔電流值也相對較高，道岔電流曲線包括緩放曲線， 其中的電流值始終為零。如果道岔啟動區段中電流值高于正常運行圖線電流值，代表道岔啟動電流可能有短路、半短路等問題，解鎖區域電流存在異常，證明道岔包括機械阻力，使其在解鎖環節形成較大卡阻。如果動作區域電流較高，則證明道岔滑床可能會有雜物存在，吊板與桿件等機械位置面臨機械卡阻。

除此之外，道岔電流也可以檢測密檢器故障。針對道岔電流曲線進行分析，發現其中存在異常狀況，緩放區的電流曲線臺階隨之消失，此時道岔定位并沒有出現。將到道岔調整至反位，此時道岔電路曲線恢復至正常狀態，反位同樣表示恢復正常狀態，判斷道岔到位，代表密檢器存在故障。通常導致該現象的原因有兩種：一是道岔調位環節密檢器節點沒有處于正確位置，二是密檢器接點并未有任何動作發生。

結語

綜上所述，在鐵路運行中，要完善和優化鐵路信號微機監測系統，加強硬件結構設計和軟件結構設計，擴大界面操作功能，并將鐵路信號微機監測系統應用實際，通過信號微機監測系統，在線監測道岔電流，通過道岔轉化過程中的電氣特征，繪制道岔電流曲線，查看微機監測數據，通過對比確定道岔電流轉換中的異常現象，及時排除鐵路運行中的故障，進而保證鐵路運行的可靠性和安全性。

參考文獻：

[1]張靜.基于CAN總線的鐵路信號微機監測系統研究與設計[J].科技信息， 2011，（9）：438，429.