有效降低列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障率的方法研究

張洋

【摘要】LKJ是中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)體系的重要組成部分，是列車安全運(yùn)行的保障，在日常運(yùn)行中，LKJ設(shè)備主要作用是輔助列車司機(jī)提高對(duì)列車的操控能力，同時(shí)也為防止運(yùn)行超速、列車冒進(jìn)信號(hào)事故提供依據(jù)。本文通過分析列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障原因，提出了一些處理方法，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】LKJ設(shè)備；模擬量通道；故障率

作為中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)體系的組成部分，LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）主要用于防止列車冒進(jìn)信號(hào)事故和運(yùn)行超速事故，同時(shí)也輔助列車司機(jī)提高操作能力，使司機(jī)能安全地完成對(duì)列車的操控，在保證列車安全運(yùn)行方面起著舉足輕重的作用。隨著對(duì)鐵路安全生產(chǎn)和運(yùn)營要求日益提高，加上初裝設(shè)備陸續(xù)達(dá)到壽命期限使設(shè)備故障率也逐漸增加，如何提高LKJ設(shè)備質(zhì)量、保證故障判斷和分析處理有效性已成為當(dāng)前我們面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面筆者主要就針對(duì)如何有效降低列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障率的問題進(jìn)行深入分析。

一、列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障原因分析

依據(jù)設(shè)備功能，列車LKJ設(shè)備主要分為機(jī)車信號(hào)、模擬量通道、語音錄音、數(shù)字量通道、TAX2綜合平臺(tái)和其他設(shè)備，而在設(shè)備總故障中，模擬量通道相關(guān)設(shè)備維修率相當(dāng)高，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，模擬量通道月平均故障率達(dá)6.25%，其檢修質(zhì)量有待提升。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體操作，從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)造成速度傳感器、模擬量入出板、監(jiān)控記錄板的故障原因進(jìn)行分析，以期找出導(dǎo)致模擬量通道故障率高的主要因素。

速度信號(hào)通過光電傳感器傳送到模擬量輸入出板，經(jīng)過整形處理和濾波處理后，傳送給監(jiān)控記錄主板。在運(yùn)行中如果列車速度突然變?yōu)?，說明發(fā)生了速度傳輸通道故障，使傳感器發(fā)出的脈沖信號(hào)不能傳入，那么LKJ限速就會(huì)突然發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致列車失控，具有很大危害性。若速度顯示不正確，應(yīng)檢查傳感器是否存在故障，輪徑輸入是否與實(shí)際相符合；若傳感器中進(jìn)入油污，會(huì)使傳感器本身出現(xiàn)不良情況，需更換傳感器，更換后故障仍然沒有消失則應(yīng)更換模擬量輸入出板；此后當(dāng)問題仍未得到解決，可能是由于接線盒內(nèi)進(jìn)水，絕緣低，致使速度下降、列車緊急停車。列車電磁環(huán)境非常復(fù)雜，容易受雜波干擾，而在大電流干擾下，目前的監(jiān)控記錄插件抗干擾能力尚存在缺陷，另外，速度傳感器與主機(jī)之間電纜線較長，感應(yīng)的電壓較大，若接地不良，對(duì)輸入的干擾信號(hào)將會(huì)增強(qiáng)。目前，機(jī)車速度傳感器已更新為四通道，在傳感器工作過程中，存在脈沖信號(hào)，極易受到電磁干擾，加上原有試驗(yàn)臺(tái)不能對(duì)現(xiàn)有速度傳感器進(jìn)行充分測(cè)試，存在漏測(cè)試項(xiàng)。

二、有效降低列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障率的方法

結(jié)合以上原因分析，要有效降低列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障率，需從速度傳感器測(cè)試設(shè)備、元件質(zhì)量、LKJ設(shè)備抗干擾能力等方面重點(diǎn)采取措施進(jìn)行整治。

首先，車載設(shè)備檢測(cè)人員應(yīng)及時(shí)清理速度接線盒，避免由污垢進(jìn)入速度傳感器內(nèi)造成的絕緣降低、干擾增大現(xiàn)象；采取一些防水措施對(duì)接線盒進(jìn)行處理，解決由于進(jìn)水造成的絕緣降低的問題；檢查主機(jī)接地線，并緊固接地線連接，使其保持良好接地。

其次，利用廢棄通道接線盒制作接線盒至試驗(yàn)臺(tái)連接線，解決四通道速度傳感器地面測(cè)試問題。筆者在實(shí)際工作中，主要是利用廢棄2通道速度接線盒來制作接線盒至試驗(yàn)臺(tái)連接線的，連接線兩端分別是14芯和7芯插頭，兩插頭其中7芯分別一一對(duì)應(yīng)連接，接線盒7芯插頭1、2通道與14芯插頭3、4通道對(duì)應(yīng)連接。這樣以來，對(duì)速度傳感器的1、2通道進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可直接在試驗(yàn)臺(tái)上實(shí)施，如圖1。測(cè)試3、4通道只需將試驗(yàn)臺(tái)14芯測(cè)試接口連接起來即可進(jìn)行。

圖1 四通道測(cè)試示意圖

監(jiān)控記錄主板數(shù)據(jù)總線信號(hào)是三態(tài)雙向信號(hào)，主要是向CPU和其他外圍元件之間提供數(shù)據(jù)通道。一般情況下，CPU對(duì)16位讀寫寬度外部設(shè)備進(jìn)行讀出或?qū)懭氩僮鲿r(shí)，是將16位數(shù)據(jù)一次性讀寫的，也就是說同時(shí)記錄文件目錄和內(nèi)容，那么受到高頻脈沖干擾時(shí)的CPU的讀寫操作很容易出現(xiàn)失誤，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)算失誤，而反映到模擬量通道上的運(yùn)算管壓和速度值也會(huì)出現(xiàn)很大誤差?；诖耍P者建議增加電容，使調(diào)整后的電容不僅能支持8位數(shù)據(jù)傳送，還能保證16位數(shù)據(jù)的可靠傳送，這樣以來，傳輸性能將會(huì)得到有效提升。在CPU對(duì)16位讀寫寬度外部設(shè)備進(jìn)行讀出或?qū)懭氩僮鲿r(shí)，可以對(duì)16位寬度進(jìn)行一次性讀寫，也可分別進(jìn)行高8位和低8位數(shù)據(jù)讀寫，保證獨(dú)立運(yùn)算。16位寬度外設(shè)與全部數(shù)據(jù)總線連接、8位寬度外設(shè)RAM與高8位數(shù)據(jù)總線連接，傳輸周期將會(huì)大大縮短，CPU與外部設(shè)備RAM數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性也會(huì)得到保障，這對(duì)于確保各個(gè)參數(shù)運(yùn)算的準(zhǔn)確性和設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的穩(wěn)定性具有重要作用。

LKJ設(shè)備可同時(shí)引入四路壓力信號(hào)，這些信號(hào)主要是通過壓力傳感器將0-1000kPa的信號(hào)轉(zhuǎn)為0-5V的電壓信號(hào)，然后由模擬量輸入出板對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，傳送到監(jiān)控記錄主板，這也就造成在LKJ設(shè)備受到輸出通道高壓干擾時(shí)，過壓抑制板被擊穿，啟動(dòng)列車時(shí)會(huì)受到較高的脈沖干擾，機(jī)車壓力變化，出現(xiàn)壓力抖動(dòng)。經(jīng)分析驗(yàn)證，模擬量入出板故障多為壓力抖動(dòng)，故障多發(fā)生在同一批次設(shè)備上，而且兄弟站段也會(huì)多次發(fā)生故障，但對(duì)其他批次插件調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)模擬量入出板運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，這可能是由于出現(xiàn)故障批次的插件部分元件質(zhì)量較差。為此在實(shí)際操作中，不僅要檢查壓力傳感器連線、工作電壓，清掃壓力管路，清除管路雜質(zhì)，必要情況下還應(yīng)更換模擬量輸入出板接口電路，比如我們可對(duì)管壓直流電平信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，若測(cè)量結(jié)果顯示電阻阻值不正常，需更換新的電阻，再上機(jī)進(jìn)行管壓測(cè)試。

三、結(jié)語

總之，LKJ設(shè)備作為中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)體系的組成部分，在保證列車安全運(yùn)行方面起著舉足輕重的作用，針對(duì)模擬量通道相關(guān)設(shè)備維修率高的問題，我們應(yīng)采取一系列措施有效降低列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障率。據(jù)上文分析，列車LKJ設(shè)備模擬量通道故障的發(fā)生大多數(shù)由設(shè)備本身引起，為此，檢測(cè)人員應(yīng)掌握有關(guān)模擬量通道信號(hào)輸出、輸入原理和LKJ設(shè)備信號(hào)處理原理，加強(qiáng)入庫檢測(cè)，深入開展故障分析、查找和防范工作，發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時(shí)處理。在此過程中，我們應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和范圍實(shí)施檢修作業(yè)，把好檢測(cè)質(zhì)量關(guān)，學(xué)會(huì)保護(hù)第一現(xiàn)場(chǎng)，爭(zhēng)取將故障扼殺在萌芽中。相信隨著有關(guān)技術(shù)手段的不斷發(fā)展，LKJ設(shè)備穩(wěn)定性也將不斷增強(qiáng)，其在保證鐵路安全運(yùn)營方面將發(fā)揮更加重要的作用。

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