無線移動閉塞信號計軸系統(tǒng)的原理與故障排除

摘 要 隨著我國農村人口逐漸遷移到城市人口中，我國城市人口越來越多，人們正常安全出行問題受到了社會各界的廣泛關注，而城市內部交通空間有限，建設鐵道路線是我國各大城市解決城市人口出行的重要手段。先進的、科學的信號系統(tǒng)是確保地鐵合理穩(wěn)定進行疏導乘客，提高地鐵運輸能力的主要設施保證?；诖?，本文分析以某地鐵的四號線和五號線采用的西門子信號中組成計軸設備的工作原理，探討了幾種較為常見的計軸故障類型，并研究這幾種故障出現(xiàn)的原因，提出了解決故障的措施，以此來提高地鐵運營服務質量和服務水平。

【關鍵詞】無線移動 閉塞信號 計軸系統(tǒng)原理

在我國交通壓力逐漸加大的背景下，與其他交通工具對比而言，軌道交通工具有很大的優(yōu)勢。但想要保證軌道交通的正常穩(wěn)定運營，必須要保證地鐵內部的信號系統(tǒng)正常運作，這樣才能有效的疏導乘客，幫助乘客安全乘坐地鐵。以昆明地鐵的一、二號線為例，此線路使用西門子無線移動閉塞系統(tǒng)，通過對其工作原理和故障類型進行分析，希望能夠進一步促進國內軌道交通事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 計軸系統(tǒng)的工作原理

1.1 計軸區(qū)段的具體分類

根據線路特征來講，正線被劃分成若干個計軸區(qū)段，每個計軸區(qū)段內至少有一個計軸磁頭。結合具體情況來講，每個計軸區(qū)段內的計軸磁頭數(shù)量都是不同的，因此，每個計軸區(qū)段所出現(xiàn)的故障類型也是不同的，在處理故障所采用的解決方案自然也是不同的。

1.2 計軸設備的具體組成

一號線運用西門子AzS（M）350 U型計軸系統(tǒng)，主要組成部分包括設備設施房計軸主機、屋外計軸磁頭和軌旁計軸箱等。在鋼軌外側裝上了發(fā)射器，內側裝上了接收器；車輪在雙置傳感器作用下，接收器感應電壓隨之提高，結合感應器電壓的變化情況就能夠得出軸數(shù)與識別運行方向需要的信息數(shù)據。在列車從一端檢測區(qū)中出發(fā)駛入某一段區(qū)域后，通過計軸點后，計軸運算單元處理傳統(tǒng)器產生的軸信號并判斷計數(shù)，這時繼電器給出所需的占用信息并存儲起計軸數(shù)；當列車駕駛出區(qū)段后通過某一計軸點后，運算單元會處理傳感器中的軸信號并校核“計軸數(shù)”與原存儲的數(shù)據，在審核數(shù)據無誤后傳遞給檢測區(qū)一個“空閑”的信號。在軌道區(qū)段的駛入與駛出車輪不對等，車輪檢測設施受到其他物體干擾后，結合故障導向安全原則計軸系統(tǒng)會給出軌道區(qū)段被占用的信號，應預復位此軌道區(qū)段。

2 計軸出現(xiàn)故障的主要特點

（1）2013年開始，一號線系統(tǒng)計軸頻繁出現(xiàn)故障，嚴重影響著線路的正常運作。對一號線出現(xiàn)的計軸故障進行分析，發(fā)現(xiàn)具有如下幾點特征：統(tǒng)計在2015年9月某地鐵一號線出現(xiàn)的計軸故障，粉紅光帶故障有兩次，其余近15件的故障是計軸棕光帶類型的，近總量的90%。

（2）故障地點很集中，正線與車廠的接口多次發(fā)生了棕光帶類型的故障，但一直未找到引發(fā)此故障的原因。

（3）很多計軸故障的發(fā)生并不是由于自身硬件引發(fā)的，外部因素占有很大的比例，但分析干擾計軸的原因有很大的難度。

（4）發(fā)生故障的時間一般都在集中運營回廠和運營前出車階段內，在這兩個階段內很容易出現(xiàn)故障，廣大調度源應充分重視。對于計軸系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，應分析故障的類型，采用相對應的解決方案，及時解決故障。

3 計軸系統(tǒng)故障原理

3.1 計軸故障的情況

計軸故障現(xiàn)象有很多種情況，常見的有棕光帶、粉紅光帶、紅光帶等。

3.2 出現(xiàn)故障的原因

常見的計軸故障包括有三種：第一種，計軸磁頭受到干擾，這很有可能是軸磁頭被金屬類異物劃破；第二種，在傳輸數(shù)據中有阻塞或者錯誤狀況；第三種，計軸板塊有死機狀況出現(xiàn)。

計軸磁頭是一種電磁感應設備，可以對金屬物質靈敏感應。計軸系統(tǒng)會根據所接收到的信號，對此信號的類型進行判斷，一般情況下，信號分為軸數(shù)、干擾兩種類型的信號。結合設計計軸系統(tǒng)的原則，在計軸系統(tǒng)周圍有一個抑制干擾區(qū)，在這個干擾區(qū)內若是有金屬異物出現(xiàn)，就會出現(xiàn)計軸故障，影響著計軸系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。

上述的故障是計軸故障出現(xiàn)次數(shù)較多的幾種故障類型，想要完善的解決這幾種故障，還需要有關工作人員對故障類型深入分析，借鑒其他國家處理這種故障的經驗，并結合自身多年來軌道建設的工作經驗，并在解決故障中定期檢修計軸系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)有影響計軸系統(tǒng)正常工作的安全隱患及時處理，進一步及時有效的解決所出現(xiàn)的故障。

4 處理計軸故障的具體對策

4.1 輔助線出現(xiàn)故障

（1）故障不會影響正線的運作。不處理，原則上不會使用此輔助線；在結束運營后再進行處理。

（2）對正線運行有影響的故障。組織信號工作人員對此故障及時修理，明確處理故障的具體時間，在最快時間內消除故障帶來的影響；通知各車站對故障區(qū)段執(zhí)行“區(qū)段預復”，組織各個列車以BM/RM形式越過故障區(qū)域；故障還未修復，組織列車RM模式越過受到影響的信號機，轉ATO模式進行運行，待信號工作人員提供解決建議；在處理完事后確認計軸編號和軌道區(qū)段是否可以正常工作。

4.2 正線出現(xiàn)故障

（1）棕光帶對全部列車的運行都有影響。通知車站執(zhí)行故障區(qū)段，組織列車在越過故障區(qū)域后確認軌道區(qū)段是否能夠正常；依然存在故障，組織工作人員搶修故障，重新啟動信號板塊；在信號板塊重啟后再進行第一步操作；如果還沒有恢復，組織列車以BM/RM模式穿過故障區(qū)域后在信號工作人員提出處理建議后再進行處理。

（2）計軸區(qū)段在預復位模式時，對非CBTC列車的正常運作有影響。在故障對CBTC列車不影響的情況下可先不處理；如果有需要應組織工作人員對故障進行搶修，可以對信號板塊重新起到；在重新啟動信號板塊后，如果列車壓道后預復位沒有處在預復位狀況中，那么應確認計軸區(qū)段編號的顏色，如果是紅色就依據計軸區(qū)段編號色影響非CBTC列車正常運作的方式來進行處理；如果編號中的紅色消失應使CBTC列車在正常運作中；在重啟后如果依然有預復位情況，列車應該以ATP模式繼續(xù)進行運行。

5 列車壓道的具體原則

對各個計軸的區(qū)段，在預復位后組織各個列車進行壓道應采用如下幾項原則，這樣在列車越過各個故障區(qū)段后，確保故障區(qū)段出清。

（1）單磁頭計軸區(qū)段，在成功預復位后列車只需要進入此區(qū)段后再出來就能夠出清。

（2）雙磁頭計軸區(qū)段，在成功預復位后組織列車在此區(qū)段兩端磁頭壓過后，此區(qū)段就能夠出清。

（3）多磁頭計軸區(qū)段的故障，包括如下兩種狀況：①在正常運作的狀況下，成功預復位后組織每趟列車壓過此區(qū)域任何兩個磁頭以后，此區(qū)域就能夠正常出清。②在少數(shù)狀況下，在施工作業(yè)反復干擾某一個計軸磁頭后，并且計軸系統(tǒng)在對某些干擾信號檢測后牽扯到系統(tǒng)安全后，依據計軸系統(tǒng)設計的安全性原則，在此磁頭通過后，列車應對該磁頭驗證是否安全，確保安全后才能出清計軸區(qū)段。但由于計軸設備設施的特征，現(xiàn)場信號工作人員是無法判斷此干擾是否能夠影響系統(tǒng)安全，并且在現(xiàn)場的狀況也不能判斷哪一個磁頭受到了干擾，因此道岔區(qū)段計軸干擾故障很容易引起第一次直股沒有辦法出清，應需第二次側股壓道的在進路壓道才會出現(xiàn)的出清狀況。如果此行車不能反復發(fā)道，這時候就需要對計軸運算單元重新起到，保證列車壓道在恢復故障態(tài)勢中。從各方面上來講，在處理計軸系統(tǒng)故障中，與其他信號設備故障處置對比而言，其工序還是很簡單的。只要是判斷準確每一步驟，處理故障難度就會降低，也不會影響列車的運行，但是故障處理工作人員也應集中精力，在處理故障中小心仔細，切實的處理好所存在的故障。

6 結束語

綜上所述，無線移動閉塞信號計軸系統(tǒng)在軌道建設中有著非常高的使用價值，尤其是在機動化程度不斷提升的狀況下，合理的信號計軸系統(tǒng)確實能夠有效的輸送乘客。但在實際應用中也發(fā)現(xiàn)計軸系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，追本溯源，分析故障出現(xiàn)的原因，從根本上解決故障確保計軸系統(tǒng)在軌道運輸中能夠發(fā)揮更大的作用，實現(xiàn)改善交通環(huán)境的目的，進一步推動我國軌道事業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，從而拉動我國社會經濟的發(fā)展，為提高我國的綜合國力做好各項基本工作。

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作者簡介

陳小英（1980-），云南省陸良縣人。現(xiàn)為昆明地鐵運營公司技術員，大學本科學歷。研究方向為西門子計軸，微機聯(lián)鎖（ILOCK），列車自動控制。

作者單位

昆明地鐵運營公司 云南省昆明市 650000