DMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能的改進(jìn)探討

張耀回

CTCS－300T列控車(chē)載設(shè)備配備的DMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，只接收來(lái)自JRU和TCR記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，沒(méi)有對(duì)CTCS－300T列控車(chē)載設(shè)備各部分電源開(kāi)關(guān)、安全輸入輸出模塊 （VDX）、旁路繼電器 （BP）、制動(dòng)反饋繼電器 （BFB）、冗余繼電器 （RB）、緊急制動(dòng)繼電器1（EB1）、緊急制動(dòng)繼電器2（EB2）等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。而CTCS－300T列控車(chē)載設(shè)備在正常運(yùn)行或換端啟機(jī)的過(guò)程中，卻頻繁因VDX和BP、BFB、RB、EB1、EB2等故障導(dǎo)致動(dòng)車(chē)組中途停車(chē)或無(wú)法正常啟機(jī)，使ATP應(yīng)急指揮人員依托既有DMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無(wú)法掌握VDX和關(guān)鍵繼電器、A／B系等運(yùn)行情況，從而導(dǎo)致ATP設(shè)備故障延時(shí)擴(kuò)大，嚴(yán)重干擾了正常的運(yùn)輸秩序。

為此，探討應(yīng)用無(wú)接觸式相差磁調(diào)制測(cè)量原理，對(duì)ATP機(jī)柜內(nèi)安全輸入輸出模塊、電源開(kāi)關(guān)和繼電器動(dòng)作狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無(wú)需對(duì)既有動(dòng)車(chē)組列控系統(tǒng)和車(chē)輛接口電路做任何變更，對(duì)ATP系統(tǒng)不會(huì)造成任何安全隱患。

1 DMS系統(tǒng)增加監(jiān)測(cè)部分組成原理及功能

利用非接觸式直流小電流監(jiān)測(cè)傳感器，通過(guò)DMS采集單元，建成A／B系、安全輸入輸出模塊（VDX）和繼電器控制接口等關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)在DMS存儲(chǔ)單元中，用無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳回地面，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)車(chē)組列控系統(tǒng)與外部設(shè)備控制接口狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)采集到的信息，快速定位制動(dòng)接口相關(guān)的故障點(diǎn)。

DMS系統(tǒng)中VDX及其驅(qū)動(dòng)、采集繼電器、A／B系監(jiān)測(cè)原理圖如圖1所示。

DMS系統(tǒng)增加監(jiān)測(cè)部分由智能繼電器電流采集儀 （傳感器）、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸單元、安全輸入輸出模塊 （VDX）和繼電器工作狀態(tài)智能判斷模塊等組成。

1．智能繼電器電流采集儀 （傳感器）的功能是將監(jiān)測(cè)的 A／B系、VDX 和 BP、BFB、RB、EB1、EB2等繼電器狀態(tài)信號(hào)，通過(guò)非接觸方式，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

圖1 VDX及其驅(qū)動(dòng)、采集繼電器、A／B系監(jiān)測(cè)原理圖

2．?dāng)?shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)采集傳感器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，支持多路輪詢采集。

3．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸單元的功能是將得到的數(shù)字信號(hào)，分析、篩選、存儲(chǔ)及遠(yuǎn)程傳輸。

4．設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)列控車(chē)載設(shè)備安全輸入輸出模塊（VDX）和繼電器工作狀態(tài)智能判斷模塊，采用嵌入式Linux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)運(yùn)行具備良好的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

2 DMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析、判斷原理

CTCS－300T列控車(chē)載設(shè)備正常啟機(jī)自檢時(shí)，繼電器動(dòng)作次序如圖2所示。

圖2 ATP啟機(jī)自檢時(shí)繼電器動(dòng)作次序圖

CTCS－300T列控車(chē)載設(shè)備啟機(jī)后 （系統(tǒng)上電），除反饋繼電器 （BFB）外，所有AG繼電器全部落下；ATP啟機(jī)7s左右，通過(guò)MVB總線將FSB和TCO指令發(fā)送給車(chē)輛CCU；1＇36"，RB↑，EB1和EB2交替閃爍；1＇38"，RB↓，EB1和EB2保持交替閃爍；1＇42"，RB↑，EB1保持閃爍，EB2↑，BFB↓。

1．A、B系使用判斷：①傳感器6有信號(hào)，傳感器7無(wú)信號(hào)，A系在使用；②傳感器7有信號(hào)，傳感器6無(wú)信號(hào)，B系在使用。

2．主控端與隔離開(kāi)關(guān)位置判斷：①傳感器6無(wú)信號(hào)，傳感器7無(wú)信號(hào)，傳感器5有信號(hào)，非主控端或主控端ATP未開(kāi)機(jī)；②傳感器6無(wú)信號(hào)，傳感器7無(wú)信號(hào)，傳感器5無(wú)信號(hào)，非主控端或主控端ATP開(kāi)關(guān)隔離位。

3．ATP啟機(jī)到待機(jī)過(guò)程判斷：①時(shí)間1＇36"，傳感器2有信號(hào)，則正常 （RB↑），傳感器2無(wú)信號(hào)，則報(bào)VDX1故障；②時(shí)間1＇38"，傳感器2信號(hào)消失，則正常（RB↓）；③時(shí)間1＇42"，傳感器2再次有信號(hào)，則正常 （RB↑），傳感器4有信號(hào)，則正常 （EB2↑），無(wú)信號(hào)，則報(bào)VDX2故障；④傳感器5信號(hào)消失，則正常 （BFB↓）。上述步驟正常完成，則ATP正常進(jìn)入待機(jī)模式。

4．從待機(jī)到完成制動(dòng)測(cè)試過(guò)程判斷：①傳感器1瞬間有信號(hào)又消失，則正常 （BP瞬間吸起），無(wú)信號(hào)則報(bào)VDX1故障；②傳感器3瞬間有信號(hào)又消失，則正常 （EB1↑），無(wú)信號(hào)則報(bào) VDX2故障。

5．ATP運(yùn)行中發(fā)生故障判斷：①傳感器4信號(hào)消失，傳感器3有信號(hào)，則ATP正常輸出緊急制動(dòng)；②傳感器2信號(hào)消失，傳感器4信號(hào)消失，傳感器3有信號(hào)，則ATP異常。

DMS系統(tǒng)增加監(jiān)測(cè)部分安裝在CRH380B－3658動(dòng)車(chē)組ATP機(jī)柜內(nèi)的實(shí)物圖如圖3所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在長(zhǎng)沙電務(wù)段CRH380B－3658動(dòng)車(chē)組ATP設(shè)備中，加裝非接觸式傳感器采集A／B系電源開(kāi)關(guān)和繼電器等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的方式，不但能成功實(shí)現(xiàn)正常情況下，對(duì)動(dòng)車(chē)組列控車(chē)載設(shè)備控制接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，而且使異常情況下列控車(chē)載設(shè)備故障能夠智能定位。加裝該設(shè)備后，CRH380B－3658動(dòng)車(chē)組的良好運(yùn)用，充分說(shuō)明了在既有的DMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的列控接口安全輸入輸出模塊 （VDX）、繼電器工作狀態(tài)智能判斷模塊，不但可使系統(tǒng)運(yùn)行具備良好的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，而且還可以通過(guò)在ATP機(jī)柜內(nèi)利用平衡式相差磁調(diào)制測(cè)量原理，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和接口電路進(jìn)行隔離，在不影響動(dòng)車(chē)組安全運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CTCS－300T列控車(chē)載設(shè)備啟機(jī)或運(yùn)行過(guò)程中A／B系、安全輸入輸出模塊 （VDX）、繼電器工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)跟蹤，并結(jié)合啟機(jī)過(guò)程中，列控車(chē)載設(shè)備在制動(dòng)測(cè)試時(shí)各繼電器的動(dòng)作情況，自動(dòng)判斷出VDX、繼電器工作是否存在異常，并在DMS客戶終端進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。為ATP應(yīng)急指揮人員指導(dǎo)司機(jī) （機(jī)械師、ATP應(yīng)急處置人員）進(jìn)行應(yīng)急操作提供有效信息，可以極大的壓縮ATP設(shè)備故障延時(shí)。

圖3 VDX及其驅(qū)動(dòng)、采集繼電器、A／B系監(jiān)測(cè)實(shí)物圖

［1］ 劉孝凡，肖湘紅．高速鐵路列控車(chē)載設(shè)備［M］．北京：中國(guó)鐵道出版社，2011．