重載鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)信息分析與應(yīng)用

韓 文

（國(guó)能朔黃鐵路原平分公司運(yùn)輸生產(chǎn)部 山西 原平 034100）

1 引言

朔黃線原平分公司2016年在寧武西站大修升級(jí)使用TJWX-2010版信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備完善的信息監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)點(diǎn)、采集數(shù)據(jù)類型更貼近于維修所需，為分析信號(hào)設(shè)備狀態(tài)提供了詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)向信息處理智能化發(fā)展，報(bào)警信息及數(shù)據(jù)智能分析功能日趨完善[1]。信號(hào)設(shè)備維護(hù)人員需解讀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)及電路動(dòng)作的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)處理設(shè)備問(wèn)題來(lái)驗(yàn)證設(shè)備狀態(tài)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提升通過(guò)監(jiān)測(cè)信息來(lái)預(yù)判信號(hào)設(shè)備狀態(tài)的能力。

（1）信號(hào)設(shè)備維護(hù)人員要能解讀信號(hào)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)及聯(lián)鎖電路動(dòng)作狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，清楚信號(hào)設(shè)備電氣特性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，能熟練掌握信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各項(xiàng)功能及操作方法，通過(guò)數(shù)據(jù)曲線等對(duì)比分析能發(fā)現(xiàn)電氣特性數(shù)據(jù)異常。同時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)設(shè)備維護(hù)，保證監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)用正常。

（2）提前進(jìn)行監(jiān)測(cè)設(shè)備校核及數(shù)據(jù)精度校核，確保監(jiān)測(cè)設(shè)備與實(shí)際設(shè)備一致，數(shù)據(jù)精度符合《普速鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則》的規(guī)定[2]。

（3）合理設(shè)置各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警上、下限，實(shí)現(xiàn)電氣特性超限及時(shí)預(yù)警。

（4）加強(qiáng)微機(jī)監(jiān)測(cè)信息分析與應(yīng)用推廣交流工作，不斷完善分析方法及技巧，提高各級(jí)綜合分析能力[3]。

2 UM71自動(dòng)閉塞設(shè)備采集原理與限值

2.1 UM71自動(dòng)閉塞設(shè)備采集原理

發(fā)送器信息采集位置為發(fā)送器輸出端，采用互感器穿芯的方式。采集原理如圖1所示：通過(guò)綜合采集器采集發(fā)送器參數(shù)有中心頻率、上邊頻、下邊頻、低頻、功出電壓和電流等信息。

圖1 發(fā)送器采集原理圖

接收器信息采集位置為接收器輸入變壓器的輸出端，即接收器的限入調(diào)整端。采集原理如圖2所示：通過(guò)綜合采集器采集接收器參數(shù)有中心頻率、上邊頻、下邊頻和限入電壓等信息。

圖2 接收器采集原理圖

2.2 微機(jī)監(jiān)測(cè)上下限的設(shè)定

微機(jī)監(jiān)測(cè)的智能分析是建立在一定的參數(shù)設(shè)置和流程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，同一設(shè)備的電氣特性也有所不同，故障判斷流程又是以設(shè)備的電氣特性為依據(jù)。所以，微機(jī)監(jiān)測(cè)的參數(shù)修改設(shè)置對(duì)正確判斷設(shè)備故障，提高瀏覽效率，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患十分重要。但是，當(dāng)前微機(jī)監(jiān)測(cè)在報(bào)警上、下限參數(shù)的設(shè)置上：一是不規(guī)范，有些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)，只有原則性的要求；二是不科學(xué)，有些報(bào)警上下限設(shè)置過(guò)寬過(guò)大，影響查詢效率，影響隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備功能的發(fā)揮。原平分公司依據(jù)《普速鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合管內(nèi)線路條件及運(yùn)行狀況等因素，科學(xué)合理的設(shè)置上下限值，并修改Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)預(yù)警和報(bào)警條件，達(dá)到不同數(shù)值給出不同級(jí)別的報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)功能的有效應(yīng)用[3]。UM71設(shè)備發(fā)送器和接收器等監(jiān)測(cè)參數(shù)上下限值如表1所示。

表1 微機(jī)監(jiān)測(cè)上下限制設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)表

3 微機(jī)監(jiān)測(cè)案例分析與應(yīng)用

3.1 發(fā)送器性能不良的分析及應(yīng)用

案例一：2017年9月9日3時(shí)33分，北大牛站C3G紅光帶（曲線如圖3），經(jīng)電務(wù)人員檢查發(fā)現(xiàn)C3G1區(qū)段紅光帶，測(cè)試該區(qū)段限入電壓133 mv（正常420 mv），測(cè)試功出電壓為10.44 v（正常32.8 v），判斷為發(fā)送器故障，更換發(fā)送器后于3時(shí)38分恢復(fù)正常，通過(guò)微機(jī)監(jiān)測(cè)曲線直觀發(fā)現(xiàn)該時(shí)間段功出曲線為下降明顯。

圖3 C3G1發(fā)送器故障曲線圖

3.2 接收器性能不良的分析及應(yīng)用

案例二：2017年4月2日1時(shí)35分，龍宮站B5G紅光帶（曲線如圖4），經(jīng)電務(wù)人員檢查發(fā)現(xiàn)B5G1和B5G2兩個(gè)區(qū)段均紅光帶，由于大軌切小軌原理，故判斷為B5G2區(qū)段故障，立即測(cè)試發(fā)送器功出電壓49 V（正常），限入電壓80 mV（正常為519 mV），再測(cè)試分線盤電壓16.9 V（正常），判斷故障在室內(nèi)側(cè)，此時(shí)，故障自動(dòng)恢復(fù)。為進(jìn)一步分析判斷，只能通過(guò)微機(jī)監(jiān)測(cè)曲線回放進(jìn)行查看，經(jīng)查看微機(jī)監(jiān)測(cè)自1時(shí)10分開(kāi)始接收曲線存在30～70 mv范圍的波動(dòng)，通過(guò)曲線總結(jié)此類故障多為容性元件不良居多，分析室內(nèi)回路上只有接收器存在容性元件，遂要點(diǎn)更換接收器后，持續(xù)觀察設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，徹底消除故障。

圖4 B5G2接收器曲線圖

3.3 鋁熱焊焊縫拉開(kāi)故障分析及應(yīng)用

案例三：2018年12月8日11時(shí)53分，龍宮站B4G紅光帶，經(jīng)電務(wù)人員檢查發(fā)現(xiàn)B4G1和B4G2兩個(gè)區(qū)段均紅光帶，遂判斷為B4G2區(qū)段故障。立即測(cè)試B4G2限入電壓35 mv，于是依次測(cè)試功出75.4 V（正常）、送端分線盤80.5 V（正常），受端分線盤0.6 V～2.1 V來(lái)回波動(dòng)（正常為13.1 V），初步判斷為室外故障，于是甩開(kāi)受電端分線盤一根電纜芯線測(cè)試電纜側(cè)電壓為1.1～1.2 V波動(dòng)，根據(jù)數(shù)據(jù)判定故障在室外，12時(shí)13分，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)人員檢查發(fā)現(xiàn)鋁熱焊焊縫拉開(kāi)。相關(guān)軌道參數(shù)如圖5～7所示。

圖5 B4G2接收器曲線圖

圖6 B4G2接收器中心頻率曲線圖

圖7 B4G2接收器低頻曲線圖

通過(guò)該起故障分析，焊縫拉開(kāi)后曲線變化較為明顯：一是接收器低頻曲線呈漂移狀態(tài)，幅值明顯超過(guò)50 Hz，分析為50 Hz牽引電流明顯竄進(jìn)接收回路里；二是接收器中心頻率、上邊頻和下邊頻等頻率曲線明顯變得較為密集。針對(duì)類似故障在甩開(kāi)分線盤測(cè)試的同時(shí)可以采用CD96-3Z選頻表50周交流計(jì)數(shù)檔來(lái)測(cè)試50 Hz牽引電流是否竄入軌道回路，更為快捷。

3.4 道床漏泄的分析與應(yīng)用

案例四：2019年4月24日，龍宮管內(nèi)突降大雨導(dǎo)致C1G4區(qū)段限入電壓短時(shí)間內(nèi)大幅下降（曲線如圖8），低于報(bào)警下限值，電務(wù)人員接到微機(jī)監(jiān)測(cè)報(bào)警信息，立即組織人員分析查看，14時(shí)35分，接收限入電壓在9分鐘內(nèi)由632 mv下降至265 mv，通過(guò)一趟列車運(yùn)行后繼續(xù)下降至237 mv，該數(shù)值已經(jīng)接近UM71軌道電路的最低調(diào)整值，結(jié)合該區(qū)段多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，綜合判斷初春時(shí)節(jié)降雨道床漏泄大，導(dǎo)致限入電壓下降快且幅值大，立即組織對(duì)接收等級(jí)進(jìn)行調(diào)整，電壓升至335 mv，恢復(fù)軌道可靠運(yùn)行。

圖8 C1G4接收器曲線圖

4 微機(jī)監(jiān)測(cè)功能升級(jí)與補(bǔ)強(qiáng)建議

微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備在日常數(shù)據(jù)分析、故障處理以及指導(dǎo)維修等方面發(fā)揮了關(guān)鍵性作用，但隨著現(xiàn)代設(shè)備維護(hù)要求的提高，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和內(nèi)容也暴露出在設(shè)備管理和數(shù)據(jù)分析等方面的弊端，收集了日常需要功能升級(jí)和補(bǔ)強(qiáng)的建議，以完善微機(jī)監(jiān)測(cè)功能[4]。

（1）站間聯(lián)系電路、熔絲報(bào)警等硅整流器電源保險(xiǎn)管沒(méi)有熔斷檢查和報(bào)警功能，仍是日常巡視和檢修的重點(diǎn)，建議增加類似硅整流保險(xiǎn)管的監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能。

（2）增加監(jiān)測(cè)與其他系統(tǒng)功能的接口，如設(shè)備履歷系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)等，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，可以從相應(yīng)系統(tǒng)中調(diào)出相關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)信息，如設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、圖紙電路等，便于對(duì)設(shè)備問(wèn)題分析處理。

（3）為確保設(shè)備良好的運(yùn)行環(huán)境，電務(wù)專業(yè)擬對(duì)室外設(shè)備箱盒的溫濕度以及防塵狀況等項(xiàng)目納入建設(shè)和整治重點(diǎn)，建議在微機(jī)監(jiān)測(cè)上同步增加室外箱盒溫濕度及塵密監(jiān)測(cè)功能。

（4）對(duì)電纜間等場(chǎng)所的電纜外皮增加溫度傳感器，便于在電纜密集場(chǎng)所溫度異常時(shí)及時(shí)預(yù)警報(bào)警。

（5）開(kāi)發(fā)視頻聯(lián)動(dòng)功能。為減少施工或外界干擾，鐵路線路將逐步實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的無(wú)死角覆蓋，建議增加異常曲線的分析與視頻聯(lián)動(dòng)功能，在設(shè)備異常時(shí)，視頻監(jiān)控自動(dòng)追蹤異常設(shè)備處所，便于準(zhǔn)確及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀況，快速查找和排除故障。

（6）增加微機(jī)監(jiān)測(cè)語(yǔ)音報(bào)警功能。通過(guò)上述案例分析，尤其是道床漏泄區(qū)段電壓需及時(shí)調(diào)整，這就需要預(yù)報(bào)警信息及時(shí)傳達(dá)到電務(wù)值班人員。為此，建議在行車室、班組、值班室等場(chǎng)所設(shè)置語(yǔ)音報(bào)警裝置，及時(shí)快速地通知到電務(wù)值班人員。

5 提升微機(jī)監(jiān)測(cè)管理

隨著山區(qū)鐵路科技保安等技術(shù)創(chuàng)新的大力投入，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備維修由原來(lái)的計(jì)劃修、周期修向狀態(tài)修轉(zhuǎn)變，而如何提高天窗點(diǎn)內(nèi)的作業(yè)效率，如何在有限的“天窗”點(diǎn)內(nèi)解決更多的設(shè)備問(wèn)題，就迫使我們把維修重心轉(zhuǎn)移到如何高效利用微機(jī)監(jiān)測(cè)上，向狀態(tài)修要安全、要效率。從周期維修變?yōu)閹е鴨?wèn)題有重點(diǎn)的狀態(tài)維修，逐步實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的高效可控[5]。

（1）壓縮報(bào)警數(shù)量、提升監(jiān)測(cè)設(shè)備報(bào)警精準(zhǔn)度。對(duì)現(xiàn)有報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合故障數(shù)據(jù)分析、牽引回流干擾、異常天氣影響等進(jìn)行探討修訂，完善報(bào)警機(jī)制、壓縮Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)報(bào)警數(shù)量、提升Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)報(bào)警精準(zhǔn)度。

（2）利用大數(shù)據(jù)分析，將管內(nèi)歷年設(shè)備故障障礙進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，對(duì)導(dǎo)致設(shè)備故障的前期報(bào)警參數(shù)進(jìn)行分析比對(duì)，修正設(shè)備報(bào)警門限值及報(bào)警級(jí)別。

（3）針對(duì)牽引回流干擾區(qū)段，對(duì)牽引回流干擾導(dǎo)致的設(shè)備異常進(jìn)行二次研判，降低I級(jí)報(bào)警數(shù)量，提升報(bào)警精準(zhǔn)度。建立車務(wù)（道岔清掃不良）、工務(wù)（尖軌爬行、扣件封連、搗固不良等）、電務(wù)和供電（牽引電流干擾）聯(lián)動(dòng)機(jī)制，對(duì)異常天氣導(dǎo)致的設(shè)備報(bào)警信息同步推送相關(guān)單位，明確報(bào)警原因，合理安排人員處置。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著近年來(lái)電務(wù)設(shè)備新技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)監(jiān)測(cè)版本功能的不斷優(yōu)化升級(jí)，電務(wù)專業(yè)對(duì)微機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的依賴也越來(lái)越重要。尤其在電務(wù)專業(yè)發(fā)展智能運(yùn)維、智慧鐵路、智能防護(hù)等大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，微機(jī)監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的運(yùn)用將更加廣泛，其在鐵路科技保安中的作用也必將更加突出。