ZPW-2000軌道電路室外采集設備配置方式的探討

陳曄 李虎 馮博

（河北省軌道交通信號技術創新中心1)河北廊坊065500石家莊鐵路職業技術學院2)河北石家莊050041）

1 概述

為提高普速鐵路區間設備冗余度和運用可靠性，ZPW-2000軌道電路發送器采用“1+1”雙套冗余方式，同時配置室外監測及診斷系統，為現場維護人員提供設備故障預警、報警及維修建議，可進一步壓縮故障處理時間，提高鐵路運輸效率。

室外采集設備作為室外監測及診斷系統的采集終端，集成在信息匹配調諧單元中，分散放置于軌旁。室外采集終端需要配置其地址編號，與所對應的信息匹配調諧單元一一對應，以確定其所監測設備的設置地點。

室外采集終端地址的配置，目前有以下兩種選擇：一是在室內對室外采集終端逐一進行地址配置，之后按照區段對應表進行室外設備安裝；二是設備安裝完畢，在室外現場逐一進行地址配置。由此可見，兩種方式都給施工、調試和維修帶來諸多不便，尤其是新建線路的施工。為此，研究探討現有室外采集設備地址配置方式的改進方法與措施，提高施工、調試和維修的效率顯得十分必要。

2 室外采集設備構成

室外監測設備由通信主機、通信分機、采集分機、電流傳感器、溫度傳感器組成。其中，采集分機、電流傳感器和溫度傳感器組成室外采集設備，集成在信息調諧匹配單元中。室外采集設備負責采集每段軌道電路連接調諧匹配單元的鋼軌引接線電流、電纜單根芯線電流，以及調諧匹配單元內部的溫度信息，并利用電纜芯線，通過電力載波技術將采集的信息發送到通信分機。

室外采集設備采用電力載波通信技術，將ZPW-2000軌道電路的一對電纜芯線作為傳輸介質，既為室外采集設備供電，又將采集到的信息回傳給室內通信分機、通信主機。所有室外采集設備集聯于一對電纜芯線上，每套室外采集設備由唯一的標識地址，通過電力載波通信制式，自動組網，自動中繼。在系統單個節點故障時，可以通過路由表重新建立后續節點跨過故障節點，將數據傳輸到室內通信分機。可快速定位結點故障位置，實時反應移頻軌道電路室外設備運用狀態、預防窒外設備故障發生、實現故障點快速定位.縮短故障維修延時，實現室外數據的遠程傳輸。室外監測設備結構示意圖如圖1，信息調諧匹配單元示意圖見圖2。

圖1 室外監測設備結構示意圖

圖2 信息調諧匹配單元示意圖

3 配置方式

依據室外采集設備原理及其所采用的電力載波通信技術，室外采集設備采用地址作為唯一性標識，從而保證現場應用時其所采集的軌道區段及送受端的唯一性及可識別性。

實際現場應用過程中，針對室外采集設備的地址配置主要采用在室外進行逐點配置的方式。目前常用的地址配置方式如下：

3.1 采用撥碼開關配置方式

采用室外采集設備內部撥碼開關進行設置，通過對撥碼開關的高低位地址進行置0、置1，確保每套室外采集設備地址的唯一性。

這種配置方式的優先是地址設置操作簡單方便，不需要額外配置設備。缺點是目前室外采集設備已集成到信息匹配調諧單元內部，設置撥碼開關時需要打開信息匹配調諧單元以及內部的采集分機防塵防水蓋。操作不當可能會對室外采集設備的IP防護性能產生影響。

3.2 采用終端有線配置方式

采用配置工具通過電力載波端子以有線方式對室外采集設備進行地址配置，確保每套室外采集設備地址的唯一性。

這種配置方式的優點是不需要打開信息匹配調諧單元內部采集分機防水防塵蓋。缺點是需要提供專用地址配置設備，同時需要打開信息匹配調諧單元，通過電力載波端子逐一進行地址配置，作業工作量大。

3.3 采用終端無線配置方式

采用配置工具通過NFC、近場天線等無線方式對室外采集設備進行地址配置，確保每套室外采集設備地址的唯一性。

這種配置方式的優點是不需要打開信息匹配調諧單元，貼近采集分機內部感應天線，在有效距離內即可完成地址配置。缺點是需要提供專用地址配置設備，現場需要逐一進行地址配置，作業工作量大。

由圖3可見，上述既有地址配置方式，均需要在室外進行逐點配置。從技術上來，其原因是共用通信分機同一通道的室外采集設備，均連接在同一個電纜芯線組上。室內通信主機需要知道某一室外采集設備通道號、地址才能進行通信，若一個電纜芯線上有多個同一地址室外采集設備，因室外采集設備采用自動組網、自動中繼技術，則室內通信主機可能某一時刻隨機與其中一套室外采集設備通信，下一時刻是另外一套室外采集設備，無法準確定位到某一具體室外采集設備。因此，需要采用手段及措施，將室外采集設備的地址進行唯一性標識。目前采用的方式大都為事先將室外采集設備安裝在室外，然后逐點進行配置的方式。該類配置方式工作量大，給施工、調試及維修帶來不便。

圖3 室外采集設備既有地址配置方式示意圖

4 展望

結合目前室外采集設備現場配置的方式及特點，參考其他設備配置方式，為提高施工、調試及維修的效率，提出如下室外采集設備現場配置改進方法。

4.1 采用室內地址可配置方式

對同一站的所有室外采集設備地址進行統一管理，分配不同地址，確保地址唯一性。現場安裝時無特殊要求，不需要進行地址與區段對應。調試時，在室內通過逐區段上電，識別地址與區段、送受端對應關系，并根據需要對室外采集設備的地址配置信息進行修改。

該配置方式直接出廠時或在檢修所、車間設置成唯一地址，不需要再去室外進行逐點配置，在室內完成室外采集設備地址與區段關系對應，節省了工作量及施工調試難度。

4.2 采用MAC地址配置方式

隨著技術進步，有些室外采集設備內部自帶唯一性標識的MAC地址。可以進一步探索，由室內通信主機、通信分機通過具備唯一性標識的MAC地址與室外采集設備進行通信，完成地址配置信息的修改，實現地址與區段關系對應。

該配置方式不對信息匹配調諧單元安裝進行約束，同時不需要提前對室外采集設備地址進行預設定。在調試時，通過MAC建立地址與區段、送受端對應關系即可。可進一步節省工作量及施工調試難度。

由圖4可見，改進后室外采集設備地址配置方式，均在室內進行地址配置，不需要去室外進行逐點配置，可大大節省現場調試、施工工作量及難度。

圖4 室外采集設備改進地址配置方式示意圖

5 結論

本文針對ZPW-2000軌道電路室外采集設備既有不同地址配置方式、優缺點，以及涉及不同程度施工、調試及維修工作量進行探討。基于進一步減少現場工作量及施工調試難度的出發點，對室外采集設備地址配置方式提出改進，希望為室外采集設備的開發、改進及現場配置提供建議及參考。