機車信號主體化問題范文

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論文關(guān)鍵詞:機車信號主體化穩(wěn)定性可靠性

論文摘要:從地面信號設(shè)備和車載信號設(shè)備整個系統(tǒng)全面考慮，分析了機車信號主體化涉及的問題及影響機車信號穩(wěn)定性和可靠性的因素;并從機車信號設(shè)計、生產(chǎn)、施工、使用、維護全過程，提出提高機車信號穩(wěn)定性和可靠性的途徑和方法，以實現(xiàn)機車信號主體化目標(biāo)。

2000年5月l日開始施行的《中華人民共和國鐵路技術(shù)管理規(guī)程》首次明確規(guī)定了“主體機車信號”的概念，即“作為行車憑證的機車信號為主體機車信號”并明確規(guī)定“列車運行速度120km/h以上至160km/h區(qū)段，具有條件的應(yīng)采用主體機車信號”。如何適應(yīng)我國鐵路快速發(fā)展的要求，盡快使我國機車信號達到主體化的條件，是我國鐵路信號工作者的重要職責(zé)。機車信號主體化涉及車載信號設(shè)備和地面信號設(shè)備整個系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、使用、維護全過程。本文主要探討既有線120一160km/h速度區(qū)段機車信號主體化的問題。

1機車信號主體化涉及的問題

1.1機車信號主體化提出的新要求

機車信號主體化，就是說機車信號不再是輔助信號，而是司機控制列車運行的憑證。即在司機難以辨認地面信號的情況下，可以以機車信號作為列車運行的憑證;在通過信號機燈光熄滅，而機車信號顯示進行信號時應(yīng)按機車信號顯示運行。

機車信號從輔助信號上升到主體信號，機車信號在列車運行中的地位發(fā)生了本質(zhì)的變化。但是，機車信號的基本功能仍是預(yù)告列車運行前方信號機的顯示，即“機車信號的顯示應(yīng)與線路上列車接近的地面信號機的顯示含義相同”。但機車信號主體化對機車信號的穩(wěn)定性和可靠性提出了從量變到質(zhì)變的要求。穩(wěn)定性表述的是機車信號顯示正確的程度，可以用機車信號顯示正確率度量;可靠性表述的是機車信號設(shè)備無故障正常工作的程度，可以用設(shè)備完好率度量，列車運行一個交路機車信號無故障正常工作叫做一次設(shè)備完好。

1.2機車信號穩(wěn)定性涉及的問題

機車信號是通過安裝在機車上的傳感器，把地面通過鋼軌線路傳送的信息傳遞到機車上，經(jīng)過放大、濾波、信息譯碼后，控制機車信號顯示。

1.2.1地面信息特征偏離要求

機車信號是根據(jù)地面信息特征進行譯碼，如移頻信號的特征是，載頻、頻偏、低頻調(diào)制頻率、幅度;交流計數(shù)信號的特征是，載頻、碼的寬度、間隔寬度、幅度。信息特征有一定的允許誤差，機車信號設(shè)備是在地面信號允許的誤差范圍之內(nèi)進行譯碼，一旦地面信號的信息特征超出了允許范圍，將引起機車信號設(shè)備錯誤譯碼，錯誤顯示白燈。另外，地面給出錯誤信息往往是由于配線錯誤造成的。

1.2.2站內(nèi)電碼化的影響

我國機車信號工作不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在站內(nèi)，其原因主要是由于站內(nèi)電碼化引起的。我國新建的自動閉塞區(qū)段站內(nèi)電碼化采用預(yù)疊加發(fā)碼方式，解決了接近發(fā)碼方式對機車信號的影響。站內(nèi)電碼化對機車信號的影響還表現(xiàn)在：正線實現(xiàn)站內(nèi)電碼化，側(cè)線只實現(xiàn)了股道電碼化，而道岔區(qū)段沒有電碼化。當(dāng)側(cè)線接、發(fā)車，列車通過道岔區(qū)段時，機車信號點白燈，機車信號主體化將對這一點提出新的要求。

1.2.3機車信號鄰線干擾

隨著機車信號主體化的提出，機車信號鄰線干擾的問題必須引起注意。由于站內(nèi)側(cè)線道岔區(qū)段沒有電碼化，站內(nèi)鄰線干擾對機車信號的影響比較大。例如，列車由側(cè)線發(fā)車，機車信號點綠燈，此時正線同方向有列車且正線出站信號機關(guān)閉。當(dāng)列車越過側(cè)線出站信號機進入道岔無碼區(qū)段后，機車信號應(yīng)該點白燈，但是受鄰線干擾，機車信號有可能點紅/黃燈。

1.2.4機車信號設(shè)備工作穩(wěn)定性問題

機車信號設(shè)備工作穩(wěn)定性問題主要涉及機車信號的接收靈敏度、應(yīng)變時間、譯碼的判別標(biāo)準(zhǔn)等。目前推廣應(yīng)用的機車信號設(shè)備，均已采用計算機技術(shù)，機車信號設(shè)備工作穩(wěn)定性主要取決于設(shè)備的抗電磁干擾的能力、設(shè)備工作的溫度范圍及譯碼軟件是否存在缺陷。

1.3機車信號可靠性涉及的問題

機車信號可靠性是指由于車載機車信號設(shè)備故障，機車信號不能工作而喪失功能。采用計算機技術(shù)的機車信號主機，其故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)有:元、器件失效，設(shè)備故障，機車信號完全不能工作;機車信號設(shè)備故障不能下作，重新啟機(重新上電)后，設(shè)備又正常工作，通常稱這種現(xiàn)象為“死機”。元、器件失效，設(shè)備故障，有各種情況，但主要表現(xiàn)在機車信號主機電源故障上，機車信號設(shè)備的電源取自機車直流控制電源系統(tǒng)，電源輸出電壓為50V或110V，而機車信號主機使用的主要芯片上作電壓為5V，因此需要電源轉(zhuǎn)化，目前普遍采用的是開關(guān)電源。

分析開關(guān)電源故障和出現(xiàn)“死機”現(xiàn)象的原因，除了設(shè)備本身電路、器件的缺陷外，主要是電磁干擾造成的。電磁干擾的方式有傳導(dǎo)干擾、禍合干擾、輻射干擾。開關(guān)電源故障主要是通過電源線直接侵入的傳導(dǎo)干擾引起的;而引起“死機”的情況則比較復(fù)雜。機車信號設(shè)備的電源是機車信號設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)。《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定直流輸出電壓為50V時，電壓波動范圍為士100/0;直流輸出電壓110V時，電壓波動范圍為士20%一士5%。而列車在實際運行中，機車信號的電源有時遠遠超出了規(guī)定的范圍，這也是造成“死機”的一個因素。

2機車信號主體化實現(xiàn)的途徑和基礎(chǔ)工作

2.1機車信號主體化實現(xiàn)的途徑

機車信號要作為主體信號，在自動閉塞設(shè)計中就必須把軌道電路和機車信號擺到同樣重要地位去考慮，而不能只考慮軌道電路不考慮機車信號，或者先考慮軌道電路后考慮機車信號。例如，機車信號的鄰線干擾問題與軌道電路人口端最小短路電流、出口端的最大短路電流密切相關(guān)。軌道電路人口端最小短路電流決定了機車信號的接收靈敏度，機車信號鄰線干擾的最大電流與軌道電路出口端的最大短路電流有關(guān)，一過鄰線干擾的電流超過了機車信號的接收靈敏度，機車信號將產(chǎn)生鄰線干擾。而軌道電路一旦這樣設(shè)計了，靠機車信號設(shè)備自身難以解決。

機車信號要作為主體信號，必須具有高可靠性，機車信號必須采用冗余結(jié)構(gòu)，或雙機熱備，或三取二。一旦一機出現(xiàn)故障，設(shè)備必須給出告警信息，以便一個機車交路后及時更換，使機車信號經(jīng)常處于冗余方式的工作狀態(tài)。設(shè)備的可靠性是與設(shè)備的工作環(huán)境密切相關(guān)的，機車信號設(shè)計時必須充分考慮它的工作環(huán)境，特別是要進行抗電磁干擾設(shè)計和熱設(shè)計。機車信號要作為主體信號，工廠生產(chǎn)這一環(huán)節(jié)不可忽視，設(shè)備的可靠性與生產(chǎn)密切相關(guān)。在機車信號生產(chǎn)中，采用防靜電損傷措施仍然是十分必要的。

機車信號要作為主體信號，在車站聯(lián)鎖設(shè)備施工完畢后，應(yīng)該同進行聯(lián)鎖試驗一樣，必須對站內(nèi)電碼化進行試驗;在區(qū)間自動閉塞設(shè)備施工完畢后，在自動閉塞的開通檢查試驗的同時，要進行嚴(yán)格的聯(lián)鎖試驗，即檢查信號點在各種點燈情況下，軌道電路發(fā)送的信息和下一信號點點燈情況，防止出現(xiàn)機車信號信息與地面信號不一致的錯誤。

機車信號要作為主體信號，在使用中必須作好維護工作。應(yīng)用計算機技術(shù)的機車信號設(shè)備普遍采用故障修的方式。因此，必須嚴(yán)格執(zhí)行機車信號出入庫檢查的制度，保證機車信號經(jīng)常工作在冗余方式的狀態(tài)。除了嚴(yán)格執(zhí)行通過試驗車對軌道電路信息特征進行檢查外，還應(yīng)該進一步完善包括站內(nèi)電碼化在內(nèi)的所有機車信號信息特征的定期檢查制度。

2.2實現(xiàn)機車信號主體化的基礎(chǔ)工作

要解決前面提到的問題，實現(xiàn)機車信號主體化，還應(yīng)作如下一些基礎(chǔ)工作。

(l)對一些問題應(yīng)該進行深入的理論分析和試驗驗證。例如，機車信號鄰線干擾的理論分析和試驗驗證，至今很少有機車信號鄰線干擾的定量分析，因此在系統(tǒng)設(shè)計時很難對機車信號鄰線干擾進行定量分析，于是給機車信號留下了鄰線干擾的隱患。機車上強電設(shè)備產(chǎn)生的強烈的電磁噪聲對機車信號設(shè)備的干擾，更有待于我們進行理論分析和試驗驗證。

(2)扎扎實實作好可靠性分析工作，對機車信號出現(xiàn)的每一次閃燈現(xiàn)象和設(shè)備出現(xiàn)的每一次設(shè)備故障進行認真的分析，找出故障的原因，根據(jù)故障統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，找出系統(tǒng)和設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，加以解決，以提高機車信號的穩(wěn)定性和可靠性。

上述工作可以先在某一種自動閉塞制式的某一區(qū)段及運行在該區(qū)段上的某機務(wù)段的機車進行試點。要有設(shè)計、研制、生產(chǎn)、運用及維護的人員參加試點工作。

機車信號從輔助信號上升為主體信號，機車信號在列車運行中的地位發(fā)生了本質(zhì)的變化。實現(xiàn)機車信號主體化的過程，就是不斷提高機車信號的穩(wěn)定性和可靠性，從量變逐漸到質(zhì)變的過程。機車信號穩(wěn)定性和可靠性的提高，必須從地面信號和車載信號設(shè)備整個系統(tǒng)考慮;必須從設(shè)計、生產(chǎn)、施工、使用、維護全過程考慮。分析影響機車信號穩(wěn)定性和可靠性的因素，尋找解決問題的途徑，最終實現(xiàn)機車信號主體化的目標(biāo)。

參考文獻

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