微機(jī)監(jiān)測(cè)在鐵路信號(hào)中的應(yīng)用問題及處理對(duì)策

閆 森

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北 滄州 062450）

0 引 言

微機(jī)監(jiān)測(cè)的功能原理是在鐵路運(yùn)行的過程中，適時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)，并根據(jù)其特性的異常變化來發(fā)現(xiàn)和判斷哪些設(shè)備出現(xiàn)了問題和出現(xiàn)了什么問題，將這些信息通過信號(hào)傳輸?shù)姆绞絺鬟f給電務(wù)部門，來做出迅速和準(zhǔn)確的判斷。在系統(tǒng)運(yùn)行的反應(yīng)機(jī)制中，設(shè)定有危險(xiǎn)預(yù)警功能，一旦相關(guān)設(shè)備超出某一設(shè)定限制，通過報(bào)警來引起管理人員的重視，并及時(shí)做出相應(yīng)的處理措施。此項(xiàng)功能對(duì)于預(yù)防相關(guān)人員的違章操作和及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障非常重要。對(duì)于在鐵路運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種危險(xiǎn)征兆，通過該系統(tǒng)不但可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，還會(huì)基于些做此最佳的解決方案，實(shí)現(xiàn)既控制了維修成本又縮短了維修時(shí)間，這對(duì)于保證鐵路安全和提高鐵路運(yùn)輸效益非常重要。本文開展基于鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理研究，具有非常積極的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義[1]。

1 鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障分析

在系統(tǒng)中，道岔道轉(zhuǎn)換是通過道岔轉(zhuǎn)換電流、曲線道岔轉(zhuǎn)換電流的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，這也是鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有別于其他鐵路管理系統(tǒng)的特點(diǎn)。在此過程中，它必須做到能夠適時(shí)測(cè)量道岔轉(zhuǎn)換時(shí)的電流信息變化，通過變化特征來對(duì)故障做出判斷。常見故障表現(xiàn)有如下3種情況。（1）道岔傳感器的故障。其中道岔傳感器屬于直流電流傳感器，對(duì)于孔內(nèi)電流變化通過該傳感器可以直接反映出來。該傳感器工作電源為±12 V，其工作原理是道岔傳感器孔內(nèi)電流變化時(shí)，就會(huì)有0～5 V直流電壓輸出，此情況在岔道轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生。道岔轉(zhuǎn)換完成以后，道岔傳感器孔內(nèi)電流穩(wěn)定不變，此時(shí)處于無信號(hào)輸出狀態(tài)。檢查模塊是否正常的方式是測(cè)量模塊輸出端子的兩端電壓，若電壓處于限定范圍，則證明模塊運(yùn)行正常；若超出限定范圍，則說明模塊已出現(xiàn)故障。另外一種方式是測(cè)量模塊端子的電流變化情況，在道岔轉(zhuǎn)換時(shí)，若測(cè)量發(fā)現(xiàn)有輸出電流顯示，則說明模塊的道岔傳感器功能正常；否則，說明傳感器已損壞。（2）開關(guān)量采集器故障。該設(shè)備的功能是采集和記錄l DQ J一組的半空接點(diǎn)表現(xiàn)特征，并適時(shí)記錄每一次道岔轉(zhuǎn)換的時(shí)間。故障判斷方式是，用萬用表對(duì)測(cè)量輸出端子電壓進(jìn)行測(cè)量，通過電壓是否出現(xiàn)異常變化來做出開關(guān)量采集器是否出現(xiàn)故障的判斷。在處于非道岔轉(zhuǎn)換時(shí)，開關(guān)量采集器端子與處于落下狀態(tài)的1DQ J通過接點(diǎn)接通，正常狀態(tài)下所測(cè)得的電壓為直流電壓，伏值為5 V；在道岔轉(zhuǎn)動(dòng)期間，就不會(huì)有該電壓出現(xiàn)，這是該設(shè)備的正常表現(xiàn)規(guī)律，若違反了這一規(guī)律，則可以做出開關(guān)量采集器已經(jīng)發(fā)生故障的判斷。（3）道岔采集機(jī)發(fā)生故障[2]。在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中，系統(tǒng)管理人員判斷道岔采集機(jī)是否發(fā)生故障的方式是通過兩方面來完成的。第一，道岔動(dòng)作曲線；第二，道岔采集機(jī)指示燈。如果在道岔轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)道岔動(dòng)作曲線不記錄的現(xiàn)象，或道岔采集機(jī)指示燈做出異常指示的情形，就說明道岔采集機(jī)已經(jīng)發(fā)生故障。

在監(jiān)測(cè)站機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，判斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是否發(fā)生故障需要借助相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)分析工具。通過網(wǎng)絡(luò)分析工具不僅可以找到故障發(fā)生的位置和原因，還可以對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)。常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)故障判定以網(wǎng)絡(luò)連接處的指示燈提示結(jié)果為主，通常綠色表示正常，紅色表示異常。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接指示燈出現(xiàn)紅色時(shí)，說明網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不通，已有故障發(fā)生。（1）IPcoN FIG命令用以對(duì)配置信息是否正常運(yùn)行做出判斷，同時(shí)也反映出站機(jī)中網(wǎng)絡(luò)適配器中的相關(guān)信息是否正常，包括IP地址是否發(fā)生錯(cuò)誤以及其他附帶性信息錯(cuò)誤。（2）在系統(tǒng)的操作命令中，通過IPCoN FIG命令可以得到網(wǎng)關(guān)的配置信息。PCoN FIG命令的功能在于通過對(duì)網(wǎng)關(guān)配置信息的檢測(cè)分析，得到站機(jī)路由器的通信過程，找到發(fā)生故障的原因。此外，路由器端口信息也是判斷故障點(diǎn)和故障原因的重要依據(jù)。（3）借助于端口查詢命令對(duì)通信通道、路由器和轉(zhuǎn)換器進(jìn)行檢查，是進(jìn)行相關(guān)設(shè)備故障排除的重要方式[3]。

關(guān)于CAN總線故障分析。按照總線布置理論，用萬用表對(duì)工控機(jī)和采集機(jī)兩端進(jìn)行測(cè)量，在正常情況下，所測(cè)得阻抗值為6 Ω左右。按照系統(tǒng)的設(shè)置，這兩個(gè)設(shè)備的連接形狀為蛇形，而實(shí)際上，系統(tǒng)的總線布置呈另外兩種表現(xiàn)形式，分別為環(huán)形和樹形。這兩種布線方式實(shí)際上是錯(cuò)誤的，糾正的方法是必須去掉中間的多余部分，如去掉環(huán)形的中間部分，去除后能回歸正規(guī)的蛇形形狀；對(duì)于樹形結(jié)構(gòu)的處理方式是，從中找出1～2個(gè)端子，從其對(duì)應(yīng)的采集機(jī)上引出電阻，通過這一方式，將其阻值調(diào)整到與CAN總線要求符合的阻值范圍內(nèi)，同時(shí)，也保證總線阻值處于正常水平。在實(shí)際應(yīng)用中，CAN總線通常有如下3種故障表現(xiàn)形式，分別是總線過長(zhǎng)；CAN總線的環(huán)限不合理；采集機(jī)信息傳輸阻滯，工控機(jī)無法接收。

2 微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障處理策略

2.1 系統(tǒng)故障處理

第一，XP系統(tǒng)故障處理。解決辦法是，采用正規(guī)的系統(tǒng)盤重裝系統(tǒng)，新系統(tǒng)安裝完成以后，再繼續(xù)安裝機(jī)監(jiān)測(cè)軟件。如果系統(tǒng)安裝不成功，要考慮是否由于異常斷電引起磁盤損壞，則必須對(duì)系統(tǒng)盤進(jìn)行重新分區(qū)，并修復(fù)壞道，隔離硬盤壞的扇區(qū)，再在主分區(qū)上重裝系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)測(cè)軟件。

第二，數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障。需要借助數(shù)據(jù)庫修復(fù)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修復(fù)，如修復(fù)不成功，必須將原數(shù)據(jù)庫進(jìn)行限載，重新安裝并生成新的數(shù)據(jù)庫。

2.2 CAN總線故障處理

產(chǎn)生故障的原因一般有兩種情況，一種總線過長(zhǎng)，另一種是工控機(jī)與采集機(jī)連線不規(guī)范。對(duì)于前者的解決方法是，在對(duì)CAN總線進(jìn)行設(shè)置時(shí)，應(yīng)盡量把線扯直繃緊，若有多余長(zhǎng)度的線一定要去掉，不要盤留在里面，否則會(huì)增加線路電阻和影響電流的正常。對(duì)于后者的解決方法是，在關(guān)掉所有的采集機(jī)電源的情況下，對(duì)每個(gè)采集機(jī)后面的總線利用萬用表進(jìn)行阻值測(cè)量，將萬用表檔位設(shè)定在200 Ω電阻檔，測(cè)量時(shí)要根據(jù)電流的順序，從工控機(jī)近端的采集機(jī)開始，逐漸向遠(yuǎn)路延伸，循序漸進(jìn)，逐一排查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷點(diǎn)以后，就需要對(duì)斷點(diǎn)進(jìn)行焊接，以恢復(fù)線路的暢通，焊接完成后，插好CPU板進(jìn)行測(cè)試。利用萬用表測(cè)量總線電阻，若總的電阻值為60 Ω左右，說明這一問題已經(jīng)解決，這時(shí)可重新啟動(dòng)采集機(jī)，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。

此外，還有一種產(chǎn)生故障的原因是采集機(jī)不響應(yīng)。造成這一現(xiàn)象的原因有兩個(gè)：一個(gè)是采集機(jī)與CAN總線的接點(diǎn)接觸不良，通過重新布線可以解決；另一個(gè)是CPU板發(fā)生故障，主要表現(xiàn)為80c250片損壞或CPU板的個(gè)別地址開關(guān)失靈，需要對(duì)損壞配件進(jìn)行更換[4]。

2.3 采集機(jī)故障處理

采集機(jī)故障通常表現(xiàn)為如下兩種情況。（1）指示燈不亮，無法通過指示燈獲知相關(guān)電壓電流信息，表明電源模塊已壞，需更換；（2）如果位于采集機(jī)上的模擬板工作燈閃爍，說明CPU板有問題，可在進(jìn)一步檢測(cè)后對(duì)CPU板進(jìn)行維修和更換。在對(duì)CPU板進(jìn)行更換時(shí)，一定要注意新舊板的地址開關(guān)必須一致，同時(shí)還需要關(guān)注CPU總線電阻有無跳線設(shè)置，若沒有，則可以不管，若有，則需跳接到新板。更換完成后，重啟所有設(shè)備[5]。

2.4 開關(guān)故障處理

開關(guān)若出現(xiàn)故障，首先表現(xiàn)在配線端子無法通電或斷電。在斷電的情況下，應(yīng)從小端子開始排查，若小端子正常，再排查其他端子。若故障由采集機(jī)端子無法過電引起，可從CH列、環(huán)線和6502側(cè)面配線等處檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題部件，馬上更換。更換完成后，須對(duì)采集機(jī)設(shè)置進(jìn)行重置[6]。

3 結(jié) 論

本文圍繞鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，分別分析和闡述了應(yīng)用中容易出現(xiàn)的問題，并探討和揭示了這些問題產(chǎn)生的原因，提出了切實(shí)可行的解決辦法，對(duì)于提高系統(tǒng)的管理效率、降低運(yùn)輸成本及提升運(yùn)輸質(zhì)量意義重大。