站內(nèi)移頻電碼化集中監(jiān)測方案優(yōu)化的研究

摘 要：鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)是保證行車安全、加強信號技術(shù)管理、監(jiān)測鐵路信號設(shè)備運行狀態(tài)的重要行車設(shè)備，是鐵路裝備現(xiàn)代化的重要組成部分。該系統(tǒng)應用計算機和信息采集機實時監(jiān)測各種信號設(shè)備工作狀態(tài)及性能，是信號系統(tǒng)的“黑匣子”。該系統(tǒng)的應用中，存在對于站內(nèi)移頻電碼化的監(jiān)測采集信息少、缺乏故障報警信息等問題。基于此，結(jié)合工程實際，對站內(nèi)移頻電碼化的集中監(jiān)測方案進行了優(yōu)化，通過現(xiàn)場實施，總結(jié)經(jīng)驗為相關(guān)工程項目的設(shè)計、施工、調(diào)試提供參考。

關(guān)鍵詞：信號集中監(jiān)測；站內(nèi)移頻電碼化；開關(guān)信息量采集；移頻報警

中圖分類號：U284" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2023）09-0092-03

0 引言

鐵路信號集中監(jiān)測（CSM）系統(tǒng)是鐵路信號控制系統(tǒng)重要組成部分，根據(jù)《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》TB10007-2017第11.0.1要求：高速鐵路、城際鐵路、重載鐵路以及其他I、II級鐵路，信號設(shè)備的監(jiān)測應采用CSM系統(tǒng)；其他鐵路，信號設(shè)備的監(jiān)測宜采用CSM系統(tǒng)[1]。采用信號集中監(jiān)測系統(tǒng)，可以使電務(wù)維修人員能夠?qū)崟r、準確地掌握信號設(shè)備的工作狀況，出現(xiàn)故障后能及時報警，記錄故障信息并對故障原因進行智能分析。

站內(nèi)移頻電碼化是車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要組成部分，其提供列車機車信號的地面信息，使機車車載設(shè)備能夠正常工作，指揮列車安全運行。《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》（TB/T 2465-2010），進一步明確了列車占用的股道區(qū)段、經(jīng)道岔直向的接車進路所有區(qū)段、半自動閉塞接近區(qū)段、自動站間閉塞接近區(qū)段、自動閉塞經(jīng)過道岔直向的發(fā)車進路所有區(qū)段，均需要實施車站電碼化[2]。因此，實時掌握站內(nèi)移頻電碼化設(shè)備的工作狀態(tài)及故障情況，對電務(wù)維修人員就顯得非常重要。

基于此，本文結(jié)合新建福建可門港鐵路支線信號集中監(jiān)測工程，對站內(nèi)移頻電碼化的集中監(jiān)測方案進行了優(yōu)化研究，豐富了監(jiān)測的信息內(nèi)容和報警信息，完善了信號集中監(jiān)測的功能。通過現(xiàn)場實施，系統(tǒng)運行良好，滿足了電務(wù)維護人員的需求。

1 發(fā)現(xiàn)問題

依據(jù)鐵路信號站內(nèi)電碼化技術(shù)發(fā)展情況，為滿足電氣化牽引區(qū)段抗干擾的需求，現(xiàn)階段車站電碼化設(shè)備一般都采用移頻信息電碼化。移頻信息電碼化又可分為4信息移頻電碼化、8信息移頻電碼化、ZPW-2000系列移頻電碼化等。其中ZPW-2000系列電碼化均具有自診斷及自檢測功能，可以直接為集中監(jiān)測系統(tǒng)傳遞信息。

ZPW-2000A系列移頻電碼化設(shè)備利用在原站內(nèi)電碼化移頻發(fā)送檢測器內(nèi)部增加檢測處理板的形式，來實現(xiàn)采集發(fā)送檢測器，將采集的信息送到采集處理器進行信息處理。采集處理器是ZPW-2000A微機監(jiān)測子系統(tǒng)的關(guān)鍵處理設(shè)備，采集處理器采用的是windows操作系統(tǒng)平臺，并用C++語言編程。經(jīng)過處理后的電碼化發(fā)送功出電壓、電流、功出信號的載頻低頻等監(jiān)測信息，通過CAN總線將采集結(jié)果輸出給ZPW-2000A維修機，進而通過RS422串口或RJ45網(wǎng)線傳給集中監(jiān)測系統(tǒng)。

ZPW-2000R站內(nèi)移頻電碼化設(shè)備在研發(fā)時就有一套自監(jiān)測系統(tǒng)，利用發(fā)送采集器采集ZPW·UAN型站內(nèi)功放組合及ZPW·UFN型站內(nèi)發(fā)送組合內(nèi)站內(nèi)功放器、站內(nèi)發(fā)送器等單元設(shè)備的電壓、電流、頻率及工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并與集中監(jiān)測等上位機進行數(shù)據(jù)通信，從而在集中監(jiān)測站機上實現(xiàn)對電碼化信息的監(jiān)測。

相比較而言，早期的站內(nèi)電碼化設(shè)備，如信息移頻電碼化，是一種無自診斷、檢測報警信息的站內(nèi)電碼化設(shè)備。作為早期出現(xiàn)的移頻電碼化設(shè)備，其有投資較少的優(yōu)點，但也具有無法進行自診斷和自監(jiān)測、無法為信號集中監(jiān)測系統(tǒng)傳遞信息、電務(wù)維護工作量大等不足之處。目前大多在一些不太繁忙的鐵路支線或?qū)Ｓ镁€采用，如在新建福建可門港鐵路支線工程中，可門港支線車站均使用8信息移頻電碼化設(shè)備。由于該設(shè)備研制時沒有考慮集中監(jiān)測自診斷、檢測報警信息的接口問題，在現(xiàn)階段工程設(shè)計中與集中監(jiān)測分機系統(tǒng)接口時，只能采用在外部增加電碼化電壓、電流采集傳感器的實采方式，來滿足關(guān)于電碼化電壓、電流、頻率的采集條件的需求。

對于移頻電碼化設(shè)備的監(jiān)測，根據(jù)《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》（Q/CR442-2020）要求，需要采集發(fā)送器的電壓、電流、載頻、低率信息，電碼化電纜側(cè)電壓、電流、載頻及低頻頻率，以及模擬量對應區(qū)段的CJ狀態(tài)，軌道繼電器狀態(tài)[3]，存在采集信息量少，缺乏故障報警信息等問題。迫切需要對目前的站內(nèi)移頻電碼化集中監(jiān)測方案進行補充優(yōu)化完善，充分發(fā)揮鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的綜合分析等功能。

2 方案優(yōu)化研究

依托新建福建可門港鐵路支線集中監(jiān)測工程，在滿足《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》（Q/CR442-2020）和《鐵路車站電碼化技術(shù)條件》（TB/T 2465-2010）的基礎(chǔ)上，結(jié)合《南昌鐵路局信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》（NCG/DW204-2014），對站內(nèi)移頻電碼化設(shè)備的監(jiān)測方案進行了優(yōu)化研究。

對于移頻電碼化設(shè)備的監(jiān)測，傳統(tǒng)的方案只監(jiān)測發(fā)送器的電壓、電流、載頻、低頻等模擬量信息，缺乏對站內(nèi)電碼化報警的監(jiān)測。在實際工作中，電務(wù)維修人員還需要關(guān)心一些電碼化繼電器電路中的關(guān)鍵性繼電器的工作狀態(tài)是否正常。如：站內(nèi)電碼化發(fā)碼狀態(tài)JMJ（接車發(fā)碼繼電器）、FMJ（發(fā)車發(fā)碼繼電器）。JMJ或FMJ是表達電碼化電路是否工作的關(guān)鍵性繼電器。當列車接近車站時，JMJ或FMJ就應隨著列車進入車站的運行情況，保持在吸起狀態(tài)，完成機車信號的地面發(fā)碼工作。機車接收到正確的地面信息，指揮列車安全運行。若因故障不能正常吸起，車站地面發(fā)送信號失效，機車接收不到地面相關(guān)信息后，列車將停車而不能運行。

因此，需要在現(xiàn)行《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》（Q/CR442-2020）對開關(guān)量采集的基礎(chǔ)上，補充對電碼化關(guān)鍵開關(guān)量的監(jiān)測，電氣集中車站采集站內(nèi)電碼化發(fā)碼狀態(tài)JMJ、FMJ、YMJ、QMJ繼電器，計算機聯(lián)鎖車站采集站內(nèi)電碼化發(fā)碼狀態(tài)JMJ、FMJ繼電器[4]。通過與聯(lián)鎖機上位機的接口，增加對站內(nèi)電碼化報警的監(jiān)測，并將其納入集中監(jiān)測二級報警類型里。控制臺站內(nèi)電碼化報警燈亮，持續(xù)1 s以上則報警，控制臺站內(nèi)電碼化報警燈熄滅，報警消除。

移頻電碼化的集中監(jiān)測新增開關(guān)量采集信息及站內(nèi)電碼化報警監(jiān)測信息的設(shè)計，由硬件、軟件兩部分完成。外部硬件采集電路的設(shè)計，由站內(nèi)電碼化電路繼電器邏輯電路中的JMJ、FMJ、YMJ、QMJ繼電器相應接點來完成開關(guān)量的采集工作。

采集開關(guān)量的方式有兩種：當電碼化電路中的JMJ、FMJ、YMJ、QMJ繼電器相應接點有一組以上空接點時，可直接利用該組空接點進行采集開關(guān)量，將空節(jié)點通過側(cè)面端子直接引至集中監(jiān)測機柜的開關(guān)量輸入板，直接采集該繼電器開關(guān)量的信息。當JMJ、FMJ、YMJ、QMJ繼電器的空接點占用時，可利用半組空接點通過增設(shè)開關(guān)量采集模塊，進行相應的開關(guān)量信息的采集。新增站內(nèi)電碼化報警的監(jiān)測要求，采集條件是通過聯(lián)鎖機的上位機（維修機），將電碼化報警信息通過RS485串口傳送到集中監(jiān)測站機。集中監(jiān)測軟件及數(shù)據(jù)對站內(nèi)電碼化部分，需要進行相應的配置完善及解析，并進行實驗室仿真模擬實驗。新增電碼化開關(guān)量采集原理如圖1所示。

3 工程實施后的效果

在新建福建可門港鐵路支線集中監(jiān)測工程中，實施了站內(nèi)移頻電碼化集中監(jiān)測的優(yōu)化方案，新增了電碼化開關(guān)量的信息采集。經(jīng)集中監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)配置、核實、運算，集中監(jiān)測形成了相應的顯示信息，方便了電務(wù)人員及時了解車站電碼化設(shè)備在列車運行過程中的工作情況。新增電碼化開關(guān)量的信息采集顯示界面圖如圖2所示。

通過計算機聯(lián)鎖設(shè)備將電碼化發(fā)送器的工作情況，通過采集移頻發(fā)送器報警YBJ的條件，將電碼化的報警信息傳遞給集中監(jiān)測設(shè)備，使電務(wù)人員能夠及時通過信號集中監(jiān)測系統(tǒng)得到站內(nèi)電碼化報警的信息。移頻電碼化報警信息監(jiān)測圖如圖3所示。

通過對站內(nèi)移頻電碼化集中監(jiān)測方案的優(yōu)化，豐富了集中監(jiān)測的監(jiān)測內(nèi)容，完善了站內(nèi)移頻電碼化的監(jiān)測功能，進一步滿足了電務(wù)段日常維護的使用需求，提升了監(jiān)測設(shè)備的整體水平。

4 結(jié)束語

本文以新建福建可門港鐵路支線集中監(jiān)測工程為依托，提出了站內(nèi)移頻電碼化集中監(jiān)測優(yōu)化方案，新增了移頻電碼化的開關(guān)量信息監(jiān)測及報警信息監(jiān)測，豐富了信號集中監(jiān)測的信息，完善了信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的功能，旨在方便以后同類項目的設(shè)計施工，為同行借鑒。

參考文獻

[1]國家鐵路局.TB 10007-2017 鐵路信號設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2017.

[2]中華人民共和國鐵道部.TB/T 2465-2010 鐵路車站電碼化技術(shù)條件[S].北京：中國鐵道出版社，2010.

[3]中國國家鐵路集團有限公司.Q/CR442-2020 鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件[S].北京：中國鐵道出版社，2020.

[4]《南昌鐵路局信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》（NCG/DW204-2014），南昌鐵路局，2014-7-29.