淺析信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

劉生巖（大秦鐵路股份有限公司大同電務(wù)段，山西 大同 037005）

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淺析信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

劉生巖
（大秦鐵路股份有限公司大同電務(wù)段，山西 大同 037005）

摘 要：鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Centralized Signalling Monitoringsystem，簡(jiǎn)稱CSM）采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、傳感技術(shù)、軟件工程技術(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等科技手段，實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)維修、輔助處理信號(hào)設(shè)備故障等目的，是信號(hào)設(shè)備安全的“黑匣子”。CSM作為一種反映設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的設(shè)備，愈來愈受到維修人員的青睞、只要我們善于運(yùn)用它，對(duì)所記錄的電氣參數(shù)進(jìn)行分析匯總，就可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，明確設(shè)備質(zhì)量走向，科學(xué)地將計(jì)劃修變?yōu)闋顟B(tài)修，極大地提高檢修質(zhì)量，達(dá)到安全生產(chǎn)有序可控的目的。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；CSM；鐵路信號(hào)；維修

一、CSM運(yùn)用及數(shù)據(jù)分析

近年來我們通過対CSM系統(tǒng)數(shù)據(jù)和曲線變化進(jìn)行觀測(cè)分析，處理了不少設(shè)備隱患，確保了運(yùn)用質(zhì)量，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將分析處理方法整理如下。

1 直觀瀏覽

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式有實(shí)時(shí)值、日曲線、月曲線及日?qǐng)?bào)表等。每日早、中、晚三次，定時(shí)對(duì)車間與工區(qū)監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行瀏覽，通過對(duì)不同類型的曲線分析，為查找設(shè)備異常狀態(tài)及處理設(shè)備故障提供依據(jù)。

2 狀態(tài)瀏覽

根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備電氣特性標(biāo)調(diào)后，測(cè)試值應(yīng)比較穩(wěn)定，但仍會(huì)略有波動(dòng)，可根據(jù)正常值設(shè)置報(bào)警上、下限，如外電網(wǎng)相電壓AC220V：上限為220×（1+15%）=253V，下限為220×（1-20%）=176V。當(dāng)實(shí)時(shí)值在正常值范圍內(nèi)時(shí)顯示綠色字體，而當(dāng)超出報(bào)警上、下限時(shí)顯示紅色字體，可以很直觀地反映是否存在電特性超標(biāo)問題。

3 曲線瀏覽

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)所采集的模擬量信號(hào)，包括電源屏、軌道電路、信號(hào)機(jī)等設(shè)備的測(cè)量參數(shù)以日曲線的形式直觀地表現(xiàn)出來，通過分析可以了解設(shè)備的短期變化情況，便于設(shè)備早期診斷，有助于故障分析；月曲線和日?qǐng)?bào)表則可反映測(cè)試項(xiàng)目較長(zhǎng)時(shí)間的變化趨勢(shì)，維護(hù)人員可從宏觀上對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

4 分析方法

軌道電路：電壓、電流正常時(shí)，軌道電壓曲線應(yīng)在某一值平穩(wěn)（以25Hz軌電為例）：

（1）若電壓突然冒險(xiǎn)到正常值以外很多（40V以上），然后又回到原來值，可判定本區(qū)段有回流干擾，需要對(duì)回流通道進(jìn)行檢查，如吸上線、中心連接板、回流線是否虛斷，放電火花間隙是否短路，岔后絕緣是否燒壞，或換軌利用舊眼，未清除眼內(nèi)銹蝕造成回流不暢使電壓增高。

（2）若相鄰兩個(gè)區(qū)段的電壓同時(shí)降5V以上，則說明相鄰兩個(gè)區(qū)段間的絕緣不良，如絕緣軌縫頂死，肥邊短路等。

（3）若本區(qū)段電壓降8V左右，則說明本區(qū)段電流不平衡，如絕緣單邊破損。

（4）若本區(qū)段電壓不規(guī)則浮動(dòng)降2V～3V左右，則說明本區(qū)段內(nèi)存在虛接處所，如導(dǎo)接線松動(dòng)、斷路器虛接等。

（5）若本區(qū)段有空扼流及補(bǔ)償器，電壓升高6V左右應(yīng)檢查裝有補(bǔ)償器的軌道箱內(nèi)的斷路器是否斷開。

道岔：道岔檢修整治良好后，建立道岔動(dòng)作電流曲線和功率曲線作為參考曲線存檔。

（1）正常情況下道岔運(yùn)用曲線與設(shè)定的參考曲線相吻合。

（2）從電流曲線分析，若轉(zhuǎn)換時(shí)間增長(zhǎng)且動(dòng)作電流增大，則說明道岔轉(zhuǎn)換阻力增大，可根據(jù)道岔動(dòng)作順序判斷在哪組道岔。一般為滑床板磨卡、夾有異物或調(diào)整過緊，需要及時(shí)現(xiàn)場(chǎng)處理，特別是鎖閉電流增大時(shí)必須重視積極處理。若鎖閉電流減小時(shí)則說明調(diào)整不良，也需積極做出處理。

（3）每日進(jìn)行電流曲線分析時(shí)還需要觀察道岔有無不到位的情況發(fā)生，沒有到達(dá)指定位置在微機(jī)顯示“故障位”，應(yīng)及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)查找原因。

（4）判斷故障時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)換時(shí)間的分析是十分重要的，根據(jù)日常轉(zhuǎn)換到位所需的時(shí)間進(jìn)行分析判斷，便于壓縮故障延時(shí)。

道岔動(dòng)作電流曲線是一條以電流為縱軸、時(shí)間為橫軸，以10ms測(cè)量間隔的各電流值逐點(diǎn)連接繪制而成的曲線，蘊(yùn)涵了道岔轉(zhuǎn)換過程中的電氣特性和機(jī)械特性。

ZD6單機(jī)牽引道岔轉(zhuǎn)換電流曲線的時(shí)間及電流特性標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示。

時(shí)間特性：

T1～T2為1DQJ吸起時(shí)間+2DQJ轉(zhuǎn)極時(shí)間，≤0.3s；

T2～T3為電機(jī)上電時(shí)間，≤0.05s；

T3～T4為道岔解鎖，尖軌開始動(dòng)作時(shí)間。T1-T4≤0.6s；

T4～T7為道岔尖軌移動(dòng)時(shí)間，時(shí)間的長(zhǎng)短視轉(zhuǎn)換阻力而變，取T4～T7間的平均電流作為道岔動(dòng)作電流；

T7～T8≤0.25s為尖軌密貼至道岔鎖閉的時(shí)間，其電流值對(duì)應(yīng)道岔的密貼力；

T8～T9≤0.05s為ZD6轉(zhuǎn)轍機(jī)完成機(jī)械鎖閉，自動(dòng)開閉器接點(diǎn)斷開電路的時(shí)間；

T9～T10為1DQJ緩放時(shí)間，≥0.4s；

（2）電流曲線各段的含義

電機(jī)啟動(dòng)時(shí)（T2-T3段）曲線驟升，形成一個(gè)尖峰，峰頂值通常為6A～10A。若峰值過高，說明道岔電機(jī)有匝間短路。

電流至峰點(diǎn)后迅速回落（T3-T4段），弧線應(yīng)平滑。若有臺(tái)階或鼓包則為道岔密貼調(diào)整過緊造成解鎖困難。

T4-T5段曲線基本呈水平狀，略微向下。

T6-T7段為一略微向上的平滑曲線。T5-T6段為一大半徑，方向朝下的弧，谷底值與T4-T5或T6-T7段的平均值之差，不應(yīng)大于0.4A，若大于則說明工務(wù)尖軌有轉(zhuǎn)換障礙（根部阻力、滑床板缺油、尖軌吊板等）。

T4-T7段平均值為轉(zhuǎn)轍機(jī)工作電流。曲線應(yīng)平滑，若電流幅值上下抖動(dòng)則有如下可能：滑床板凹凸不平、炭刷與整流子面接觸不良或有污垢、電機(jī)有匝間短路。若此段曲線有的回零點(diǎn)，則為電機(jī)轉(zhuǎn)子斷線。

T7-T8段為鎖閉電流，一般高于T6-T7段，但不應(yīng)高出0.25A以上，若高則為道岔密貼調(diào)整過緊。當(dāng)?shù)啦磉M(jìn)行4mm試驗(yàn)時(shí)，在T8后有一串逐漸下滑的波動(dòng)段，波峰與波谷間的電流之差不應(yīng)大于0.35A，若大于則為磨擦帶不良。

T9-T10段為1DQJ緩放時(shí)間。

T1-T2在橫軸上的長(zhǎng)度為1DQJ吸起和2DQJ轉(zhuǎn)極時(shí)間，約為0.2s～0.3s；

T2-T9段為轉(zhuǎn)轍時(shí)間。T2-T4段時(shí)間過大則說明道岔啟動(dòng)機(jī)械解鎖困難。T4-T7段時(shí)間與轉(zhuǎn)動(dòng)阻力有關(guān)，阻力越大，電流越大，時(shí)間越長(zhǎng)。若T7-T8段時(shí)間過長(zhǎng)則可能有：轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉困難、密貼調(diào)整過緊、道岔卡異物（甚至出現(xiàn)T7-T8段電流值達(dá)到故障電流值的現(xiàn)象）。

雙動(dòng)道岔時(shí)，曲線在T9后再添加一條T2-T10的曲線。

二、對(duì)比法

對(duì)瀏覽發(fā)現(xiàn)的問題可用對(duì)比法進(jìn)行判斷，即對(duì)曲線進(jìn)行對(duì)照比較。正常曲線近似于直線，基本穩(wěn)定在某一值的范圍內(nèi)，變化不大，故障曲線上下波動(dòng)較大，甚至突然冒險(xiǎn)增高或者降低。只要在給定的上、下限范圍內(nèi)變化，不突破都視為正常的，但曲線的變化是反映設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)的，因此必須以過去的曲線值作為參考進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)變化趨勢(shì)，查處問題的根源。對(duì)個(gè)別變化微小但是曲線向下發(fā)展的也須引起足夠的重視，保證曲線的變化不突破給定的上下限警戒值。

以電碼化電流為例進(jìn)行分析：通過微機(jī)監(jiān)測(cè)來分析檢查機(jī)車信號(hào)地面設(shè)備是否良好。方法是利用發(fā)碼電壓和發(fā)碼電流曲線進(jìn)行對(duì)比檢查是否掉碼：當(dāng)列車壓入發(fā)碼區(qū)段時(shí)，發(fā)碼電壓呈下降趨勢(shì)，此時(shí)就會(huì)有發(fā)碼電流。如果此時(shí)沒有發(fā)碼電流，則機(jī)車信號(hào)肯定不會(huì)接收到碼，檢查發(fā)碼設(shè)備解決問題；如果有發(fā)碼電流則檢查發(fā)碼通道處理問題。這樣就可通過日常檢查來防止機(jī)車掉碼。

圖1

三、追蹤法

針對(duì)微機(jī)監(jiān)測(cè)巡視發(fā)現(xiàn)的問題，即使是偶然發(fā)生的現(xiàn)象，我們也不能輕易放過，必須追蹤檢查。偶然背后一定會(huì)有必然問題的存在，必須做好記錄，并且逐班交接，組織力量進(jìn)行查找。即使對(duì)已經(jīng)找出問題的設(shè)備也應(yīng)進(jìn)行追蹤檢查一段時(shí)間，看找出的問題是否是唯一的，有時(shí)問題是由多個(gè)原因造成的，但處理了一個(gè)就恢復(fù)了，其他的還隱藏著，到一定的條件下就會(huì)重復(fù)發(fā)生。

另外，在CSM測(cè)試曲線的調(diào)閱過程中也會(huì)出現(xiàn)誤判的問題，如單機(jī)經(jīng)過復(fù)式交分道岔時(shí)軌道電壓曲線易出現(xiàn)階梯狀現(xiàn)象；一送多受區(qū)段，車占用其中一區(qū)段時(shí)，其他區(qū)段出現(xiàn)殘壓超高現(xiàn)象等。

隨著鐵路新設(shè)備的不斷應(yīng)用和維修體制改革，要求數(shù)據(jù)分析和故障診斷更準(zhǔn)確，通過不斷總結(jié)積累，掌握科學(xué)的分析運(yùn)用方法，才能讓監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號(hào)：TP39

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