廣州地鐵2/8號(hào)線信號(hào)機(jī)系統(tǒng)改造及實(shí)現(xiàn)探討

陳裕波 譚 波

廣州市軌道交通2/8號(hào)線是在2號(hào)線萬(wàn)勝圍站至三元里站基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)曉 (港)至江 (南西)區(qū)間進(jìn)行拆解，對(duì)拆解后的線路分別進(jìn)行延伸構(gòu)成的。新2號(hào)線為南北方向，8號(hào)線為東西方向。本次信號(hào)機(jī)系統(tǒng)改造范圍是:更換原有2號(hào)線萬(wàn)勝圍站至三元里站相關(guān)車站的信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈單元;對(duì)DESIMO驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行線路改造、調(diào)試。

1 信號(hào)機(jī)系統(tǒng)工作原理

廣州地鐵2/8號(hào)線的信號(hào)機(jī)系統(tǒng)是由德國(guó)西門子信號(hào)控制系統(tǒng) (室內(nèi))與國(guó)產(chǎn)信號(hào)機(jī) (室外)相結(jié)合的。在本地工作站 (LOW)上操作排列進(jìn)路命令或相應(yīng)信號(hào)機(jī)打開(kāi)了自排 (或追蹤)功能，經(jīng)過(guò)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)判斷該信號(hào)機(jī)是否可以開(kāi)放信號(hào)，把開(kāi)放信號(hào)命令通過(guò)光纖發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)接口柜 (DSTT)內(nèi)的相應(yīng)信號(hào)機(jī)對(duì)應(yīng)的STEKOP板，在板內(nèi)通過(guò)光/模轉(zhuǎn)換，把信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 (SICAS)的光信號(hào)轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)傳給信號(hào)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 (DESIMO)進(jìn)行相應(yīng)的燈位轉(zhuǎn)換，DESIMO再將燈位轉(zhuǎn)換命令通過(guò)分線架傳到信號(hào)機(jī)內(nèi)的點(diǎn)燈單元驅(qū)動(dòng)燈位轉(zhuǎn)換。

2 信號(hào)機(jī)系統(tǒng)改造及實(shí)現(xiàn)

2.1 常見(jiàn)問(wèn)題

自2號(hào)線開(kāi)通以來(lái)，有關(guān)信號(hào)機(jī)的故障頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響列車的正常運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年1月到2009年11月，共發(fā)生33起信號(hào)機(jī)故障事件。造成信號(hào)機(jī)故障頻繁的原因主要集中在信號(hào)機(jī)燈泡、STEKOP模塊、點(diǎn)燈單元及信號(hào)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊DESIMO這4個(gè)方面。

原2號(hào)線室內(nèi)信號(hào)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 (DESIMO)和室外信號(hào)機(jī)XDZ-B型多功能信號(hào)點(diǎn)燈裝置，從使用至今，容易出現(xiàn)以下問(wèn)題:

1．室外點(diǎn)燈單元電路工作電流較高，容易造成DESIMO內(nèi)部繼電器接點(diǎn)粘連。出于安全考慮，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖SICAS在采集設(shè)備信息時(shí)，對(duì)這種接點(diǎn)信息所出現(xiàn)的異常情況，會(huì)命令STEKOP模塊安全關(guān)閉，使信號(hào)機(jī)停止工作，在LOW上顯示信號(hào)機(jī)灰顯等故障信息。

2．信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈單元主燈絲電路中的電流較大，燈端電壓較高，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)燒壞燈泡的故障。同時(shí)該回路中的電容在使用一段時(shí)間后會(huì)對(duì)信號(hào)機(jī)造成一定影響。

3．設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的時(shí)間約為300 ms，而XDZ-B型點(diǎn)燈單元，為了保護(hù)燈泡燈絲，存在一定的軟啟動(dòng)時(shí)間，可在燈絲點(diǎn)亮瞬間加載燈絲上的電壓遠(yuǎn)低于額定電壓，延長(zhǎng)信號(hào)機(jī)燈泡的使用壽命，其主絲軟啟動(dòng)時(shí)間參數(shù)為50～200 ms。當(dāng)點(diǎn)燈單元裝置使用了一定時(shí)間后，就會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，此時(shí)軟啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)裝置本身所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖SICAS在規(guī)定的采集時(shí)間內(nèi)，無(wú)法正確采集到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，而產(chǎn)生信號(hào)機(jī)故障。

2.2 改進(jìn)措施

1．先進(jìn)行信號(hào)機(jī)系統(tǒng)的室內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路 (DESIMO)的改造，解決室內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路 (DESIMO)內(nèi)部工作電流較高，造成DESIMO內(nèi)部繼電器接點(diǎn)粘連問(wèn)題。

2．更換室外信號(hào)機(jī)信號(hào)點(diǎn)燈裝置，滿足二次側(cè)電壓值可調(diào)，并解決燈端電壓過(guò)高和設(shè)備存在軟啟動(dòng)的問(wèn)題。

圖1 DDXL型插接式防雷信號(hào)點(diǎn)燈轉(zhuǎn)換單元原理框圖

3 室內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路 (DESIMO)的改造

在正線上原使用的信號(hào)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊工作方式下，信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路工作電流較高，容易造成DESIMO繼電器內(nèi)部接點(diǎn)(S0、S1)粘連，當(dāng)SICAS對(duì)其外設(shè)狀態(tài)進(jìn)行采集時(shí)，出于安全考慮，對(duì)于接點(diǎn)信息異常情況，會(huì)判斷為信號(hào)機(jī)故障。

在DESIMO改造后的電路中，通過(guò)短接5和2兩個(gè)接點(diǎn)，減小回路電流，保護(hù)繼電器的內(nèi)部接點(diǎn)，降低信號(hào)機(jī)故障。

4 室外信號(hào)機(jī)信號(hào)點(diǎn)燈裝置技術(shù)改造

鑒于目前室外點(diǎn)燈單元的實(shí)際使用狀況，把室外信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈單元，更換為DDXL型插接式防雷信號(hào)點(diǎn)燈轉(zhuǎn)換單元，見(jiàn)圖1。

DDXL型插接式防雷信號(hào)點(diǎn)燈轉(zhuǎn)換單元由變壓器、繼電器、九位插接件三大部分組成。其中變壓器端子板上有表示燈變壓器BDB、紅色 (白色)發(fā)光二極管BD(HD)，在正常情況下點(diǎn)亮主燈絲，當(dāng)主燈絲斷絲時(shí)，通過(guò)燈絲轉(zhuǎn)換繼電器JZSJC點(diǎn)亮副燈絲，同時(shí)端子板上的表示燈BD也被點(diǎn)亮。如果要檢查主、副燈絲轉(zhuǎn)換功能時(shí)，可用短路線迅速將表示燈下1、2兩個(gè)螺絲釘短路，則繼電器線圈短路而落下，表示燈亮，表示副燈絲回路及繼電器轉(zhuǎn)換功能良好。二次側(cè)電壓通過(guò)Ⅱ2，Ⅱ3，Ⅱ4，Ⅱ5的不同引出排列方式，可以得到不同的電壓值 (即信號(hào)機(jī)燈端電壓)，滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要。由于此電路上沒(méi)有電容元件，室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備在采集外圍設(shè)備狀態(tài)信息時(shí)，就不存在延時(shí)采集的現(xiàn)象，不會(huì)因?yàn)檐泦?dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖SICAS在規(guī)定的采集時(shí)間內(nèi)，無(wú)法正確采集到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，產(chǎn)生信號(hào)機(jī)故障的現(xiàn)象。

表1 信號(hào)機(jī)故障統(tǒng)計(jì)

5 改造后的技術(shù)測(cè)試

當(dāng)室內(nèi)、外改造工作完成后，需對(duì)信號(hào)機(jī)進(jìn)行一致性測(cè)試。其中，需分別對(duì)紅、綠、黃、引導(dǎo)信號(hào)和斷絲報(bào)警等進(jìn)行試驗(yàn)，確保室內(nèi)、室外、LOW上顯示完全一致，并記錄改造前、后，切換為夜間模式后的燈端電壓值，以便檢驗(yàn)改造效果。

前期為解決信號(hào)機(jī)故障問(wèn)題，主要采取了定期更換信號(hào)機(jī)燈泡的措施，這雖然從一定程度上降低了信號(hào)機(jī)故障率，但是故障率仍然較高，對(duì)地鐵的運(yùn)營(yíng)安全以及人力維護(hù)成本都存在著不小的影響。后期對(duì)信號(hào)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，從根本上降低了信號(hào)機(jī)故障頻發(fā)的現(xiàn)象。從表1即可以明顯看出，改造前后，信號(hào)機(jī)故障大幅度降低，成果顯著，保障了列車安全運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

地鐵信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)支持和保障已成為一項(xiàng)綜合性工作，既要考慮技術(shù)維護(hù)成本，又要兼顧設(shè)備的使用壽命，以及保障地鐵運(yùn)營(yíng)中實(shí)際運(yùn)行的安全。通過(guò)信號(hào)機(jī)系統(tǒng)技術(shù)改造，在降低地鐵運(yùn)營(yíng)中信號(hào)機(jī)的故障率、保證信號(hào)系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，也節(jié)約了維護(hù)成本。

［1］ 陳菊紅．電工基礎(chǔ)［M］.北京:機(jī)械出版社，1998，10(2000．4重印):1～63

［2］ 李晉．信號(hào)檢修工［M］.北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)出版社，2010.

［3］ 林瑜筠．鐵路信號(hào)基礎(chǔ)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2006．8:59 －61.

(責(zé)任編輯:張 利)