微机监测在铁路信号系统的应用1、概述信号微机监测系统是铁路装备现代化的重要组成部分。
信号微机信号系统的“黑匣子”,也是信号技术向高安全、高可靠和网络化、数字化、智能化方向发展的标志之一。
是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备应用质量的重要行车设备,该系统把现代最新技术,传感器、现场总线、计算机网络通讯、数据库及软件工程,融为一体,通过监测并记录信号设备的主要运行状态,为电务部门掌握设备的当前状态和进行事故分析提供科学依据。
同时,系统还具有数据逻辑判断功能,当信号设备工作偏离预定界限或出现异常时,可以及时进行报警,避免因设备故障或违章操作影响列车的安全、正点运行。
它能实时、动态、准确、量化地对信号设备进行在线监测,反映信号设备的应用质量、结合部设备状态,并对状态信息进行储存、重放、查询、报警,对于防止违章作业,分析判断故障,尤其对分析发现潜伏性故障、瞬间故障和间歇性故障,提供重要的手段和依据,对确保运输安全发挥着重要的作用。
信号微机监测系统是铁路专用信号微机监测设备,可作为电务维护管理的辅助工具。
信号微机监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备应用质量的重要行车设备。
随着铁路跨越式发展及信息化建设的不断深入,微机监测设备一方面作为电务故障诊断专家,其地位和作用越来越重要;另一方面却在管理、功能完善和作用发挥上与运输安全的需求存在较大差距。
对此,自铁路部门实施直管站段新体制以来,各铁路局电务部门在管好、用好微机监测上下功夫。
通过对其作用进行科学定位,明确管理的主导思想,实施功能二次开发,使微机监测系统较好地适应了电务改革、发展、创新的需要,对实现信号设备零故障,确保全局运输安全发挥了显著的作用。
2、研制背景1997年,为了规范信号微机监测系统的上道管理,铁道部科技司和电务局组织了由各研制单位组成的联合攻关组,在近六个月的努力下研制了第一代TJWX型信号微机监测产品,并且在现场得以应用,为监督电务设备应用状态及铁路运输安全做出了贡献。
正是第一代TJWX微机监测设备在现场的应用,使铁道部和各铁路局对信号微机监测的重要性有了新的认识。
铁道部领导在2000年初把信号微机监测系统列为保证铁路运输安全的首要措施,把信号微机监测系统称为电务系统的“黑匣子”,按行车安全设备对待。
但是第一代微机监测系统难以满足这样的要求。
首先,第一代TJWX信号微机监测系统在现场实际应用中各个研制单位根据自身技术优势对该系统进行了不同程度的完善,开发出了形式各异、技术水平不等的微机监测设备。
造成了微机监测系统制式不一、标准各异、分散使用、不能联网的局面。
这使得微机监测系统的作用大大降低。
因此开发出集各家之所长、统一制式、能够全路联网的新型微机监测系统显得尤为重要。
“4.29”“7.9”“10.29”事故给全路带来了重大损失和惨痛的教训,同时也给信号微机监测系统提出了新的课题。
如何准确判断违章操作带来的事故隐患,防患于未然是第一代产品未能解决的问题,也是新一代微机监测系统必备的功能。
为了保证铁路运输安全,新型微机监测系统的研制迫在眉睫。
目前,铁道部汇集了各铁路局及专家的意见对原《微机监测系统技术条件》提出了修改和完善,新的技术条件对微机监测系统进行了新的定义,并且增加了部分必须的功能。
为了满足新的技术条件要求,一种新型微机监测系统的研制势在必行。
以上可以看出第一代微机监测系统已不能适应新形势的要求,为了使微机监测系统真正成为运输安全设备,成为电务系统的“黑匣子”,铁道部科教司和运输局基础部决定进行第二次联合攻关,集中各研制单位的20多位技术专家,在1997年第一代微机监测系统的基础上,开发新型的TJWX-2000微机监测系统。
TJWX-2000微机监测系统以新的技术条件为依据,采用统一的软、硬件,具备全路联网功能,能够准确判断事故隐患,实现防患于未然,为今后行车安全措施项目的实施奠定基础。
3、铁路信号微机监测基本功能3.1信号非正常关闭采用的是三点检查。
信号开放是指信号机点绿灯,或者黄灯,或者绿黄灯。
信号关闭是指信号绿灯和黄灯(如果有的话)都落下。
一般信号机有唯一的一个接近区段和一个唯一的离去区段。
信号非正常关闭的报警逻辑如下:当信号由开放变为关闭时,判断是否属于以下两种情况。
1.离去区段和接近区段在信号开放后都曾经处于占用状态。
2.离去区段和接近区段在信号开放后都未被占用,取消按钮按下过。
不属于这两种情况就报告信号非正常关闭。
注意:如果接近区段已经占用,按总人解按钮取消信号,依旧会报信号非正常关闭报警。
如图3-1所示:SI出发信号机的接近区段为IG,离去区段为17DG,取消按钮为XZQ。
图3-1 某站站内信号平面图3.2区间异常红轨报警区间异常红轨报警是指非正常的区间红轨。
区间行车非常有规律,而且只有两种方向——正向或者反向。
当某个区段由空闲变成占用时,判断其前方区段是否是占用,如果不是则报警。
与邻站交接的接车区段因无后方区段对应,不校验区间异常红轨条件。
如图3-2所示:当SJD点亮时,表示正向行车,如果6780G由空闲变成占用,而6792G空闲,将会报告区间6780G异常红轨。
当SJD灭灯时,表示反向行车,如果6780G由空闲变成占用,而6766G空闲,将会报告区间6780G异常红轨。
图3-2 某站上行咽喉信号平面图3.3挤岔报警挤岔是指以下三种情况之一:1.道岔空闲,无表示超过一定时间(一般为13秒,可以配置)挤岔灯亮。
2.道岔占用,同时道岔无表示。
3.道岔定位和反位同时置位。
交大微机联锁表示道岔挤岔。
3.4道岔表示不一致道岔表示是指道岔实际位置,和道岔表示的位置恰巧相反。
指以下两种情况之一:道岔实际在定位,而道岔表示却在反位。
道岔实际在反位,而道岔表示却在定位。
备注:当道岔2DQJ-D和2DQJ-F状态一样时,只会报两启动报警,不会报道岔表示不一致。
3.5 模拟量超限报警模拟量超限报警是指监测的模拟量值超出预先设置的正常范围。
有以下几种情况:1.超限高报警,监测的模拟量值超过设置的上限。
2.超限低报警,监测的模拟量值超过设置的下限。
3.6两启动报警道岔2DQJ-D,和2DQJ-F应该是相反的状态,如果这两个状态相同,并持续一定时间(一般为3秒),就为报警状态。
3.7破封按钮报警某些按钮是加了封的比如总人解按钮、引导总锁闭按钮,如果被按下,将会报破封按钮报警。
3.8 主灯丝断丝报警6502站有一个XDS报警和SDS报警。
很多类型的微机联锁站会发送调车信号机的灯丝继电器状态,如果该状态落下,就报告断丝报警。
3.9外电网断电和三相断相报警外电网断电是指外部输入的电源低于设定值,对于三相电是特指当3路采集值(相电压或者线电压)都低于设定值。
三相断相是指三相电中的一相或者两相低于设定值。
3.10 其他类型报警三相错序报警------指错序报警开关量吸起;故障按钮报警------指故障按钮按下;锁闭继电器接点封连报警------封连开关量吸起;熔丝报警-------熔丝报警表示灯点亮;道岔缺口报警------缺口分机发送缺口报警。
3.11监测名称定义表3-1 微机监测系统代号与名称对照表(信息)代号名称凡例说明信号机:H 信号复示器红灯X-H下行进站信号机X复示器红灯L 信号复示器绿灯SI-L上行I道出站信号机SI复示器绿灯B 信号复示器白灯D6-B D6信号机复示器白灯U 信号复示器黄灯X3-U下行3道出站信号机X3复示器黄灯S-YB上行进站信号机复示器引导白灯YB 进站信号复示器引导白灯道岔:DB 道岔定位表示1/3-DB1/3号道岔DBJ吸起,绿灯FB 道岔反位表示1/3-FB 1/3号道岔FBJ吸起,黄灯1Q 1DQJ 4-1Q4号道岔1DQJ吸起2D 2DQJ定位15-2D15号道岔2DQJ定位2F 2DQJ反位15-2F15号道岔2DQJ反位ZD 道岔总定位表示灯X ZD/S ZD下/上行道岔总定位继电器ZDJ吸起,绿灯ZF 道岔总反位表示灯X ZF/S ZF下/上行道岔总反位继电器ZFJ吸起,黄灯S 道岔单独锁闭表示灯1/3-S1/3号道岔单独锁闭按钮拉出,红灯CA 道岔单独操纵按钮12/14-CA12/14号道岔按钮继电器CAJ吸起FL 道岔锁闭条件封连报警6/8-FL6/8号道岔锁闭条件被人为封连轨道区段:QB 轨道区段白灯3-5DG-QB3-5DG轨道区段空闲且锁闭,白灯QH 轨道区段红灯27DG-QH27DG轨道区段占用或锁闭且占用,红灯B 股道/无岔区段白灯IIG-B、IAG-B II股/IAG区段空闲且锁闭,白灯H 股道/无岔区段红灯3G-H、7/25G-H3股道、7/25G占用或锁闭且占用,红灯JG 接近轨道区段X2JG下行第2接近轨道区段LQ 离去轨道区段S3LQ上行第3离去轨道区段SG 区段故障解锁1DG-SG破封按下人解盘1DG区段SGA,按钮接点接通表示、按钮:LA 列车按钮灯X3LA X3信号机列车按钮绿灯LAJ 列车按钮继电器S LAJ上行进站信号机S列车按钮继电器A(DA)调车按钮灯D1A(X4DA)D1信号机按钮(X4出站信号机调车按钮)白灯DAJ 调车按钮继电器D14DAJ调车信号机D14调车按钮继电器DZA 调车终端按钮灯XF DZA XF端调车终端按钮白灯PL 排列进路表示灯X PL/S PL下/上行任一方向继电器吸起,进路排列灯红灯TA 通过按钮灯X TA/S TA下/上行列车通过按钮继电器TAJ吸起,绿灯YA 引导按钮灯XF YA进站信号机XF引导按钮继电器YAJ吸起,白灯YZS 引导总锁闭表示灯X YZS/S YZS下/上行引导总锁闭继电器SYZSJ吸起,白灯ZQ 总取消按钮灯X ZQ/S ZQ下/上行总取消继电器ZQJ吸起,白灯ZQA 总取消按钮X ZQA/S ZQA下/上行总取消按钮ZQJ 总取消继电器X ZQJ/S ZQJ下/上行总取消继电器ZR 总人工解锁按钮灯X ZR/S ZR下/上行总人工解锁继电器ZRJ吸起,红灯ZRA 总人工解锁按钮X ZRA/S ZRA下/上行总人工解锁按钮ZRJ 总人工解锁继电器X ZRJ/S ZRJ下/上行总人工解锁继电器30" 30秒延时表示灯红灯X30"/S30"下/上行延时30秒人工解锁(2RJJ吸起),红灯3' 3分延时表示灯X3'/S3'下/上行延时3分人工解锁(1RJJ吸起),红灯JC 挤岔表示灯JC 某道岔挤岔或DBJ、FBJ同时落下,JCJ2吸起,红灯DS 主灯丝断丝表示灯X DS/S DS下/上行某列车信号机主灯丝断丝(DSJ吸起),红灯RB 熔丝报警RB 熔丝熔断报警继电器RBJ吸起,红灯ZDY 主电源ZDY 信号设备使用主电源,绿灯FDY 副电源FDY 信号设备使用副电源,黄灯ZFA+JFA(DJ ) 辅助接车(DJ吸起)X ZFA+X JFA(DJ)同时按下该两个辅助按钮,X方向电路DJ吸起ZFA+JFA(JF J) 辅助接车(JFJ吸起)S ZFA+S JFA(JFJ)同时按下该两个辅助按钮,S方向电路JFJ吸起ZFA+FFA(FF辅助发车(FFJ吸起) X ZFA+X FFA(FF同时按下该两个辅助按钮,X方向电路FFJ吸起J) J)ZTA(ZTAJ1) 自动通过按钮X ZTA(X ZTAJ1) 按下XZTA,下行自动通过按钮继电器XZTAJ1吸起ZTAD-L 自动通过按钮表示灯X ZTAD-L下行自动通过按钮绿灯FZD 辅助办理表示灯X/XF/S/SF FZD该方向实施辅助办理,白灯JQD 监督区间表示灯X/XF/S/SF JQD该方向区间内有列车进入,红灯FD 发车方向表示灯X/XF/S/SF FD该方向当前为发车状态,绿灯JD 接车方向表示灯X/XF/S/SF JD该方向当前为接车状态,黄灯GZTA 故障通知按钮GZTA 信号设备故障,车站值班员按下故障通知按钮GZTA移频电码化:MD 发码表示灯X/S MD下/上行任一发码继电器吸起,发码灯亮白灯ZYBD 站内移频报警表示灯YBD 站内移频报警继电器YBJ落下,红灯JCD 检测报警灯JCD 检测报警继电器JBJ落下,红灯BJD 闭环检测表示灯BJD 任一BJJ落下,红灯JMJ 接车发码继电器S JMJ上行接车移频发码继电器前接点FMJ 发车发码继电器XIFMJ 下行I道发码继电器前接点QMJ 道岔区段发码继电器X1F1QMJ下行I道发车道岔区段发码继电器1 GDMJ 股道发码继电器II GDMJ II股道发码继电器FBJ 站内发送报警继电器(XJM/XIFM)FBJ(XJM/XIFM)发送器报警继电器FBJ落下区间自动闭塞:××G-2DB 区间信号机2灯丝断丝报警13439G-2DB13439通过信号机2灯丝断丝报警××G-U 区间信号机黄灯13439G-U13439通过信号机点黄灯××G-L 区间信号机绿灯13439G-L13439通过信号机点绿灯××G-H 区间信号机红灯13439G-H13439通过信号机点红灯××G-DB 区间信号机1灯丝断丝报警13439G-DB13439通过信号机1灯丝断丝报警××G-QZ 区间正方向运行13439G-QZ13439G列车正向运行××G-QF 区间反方向运行13439G-QF13439G列车反向运行××G-QGB 区间轨道电路白灯13439G-QGB13439G白灯(闭塞分区空闲)××G-QGH 区间轨道电路红灯13439G-QGH13439G红灯(闭塞分区占用)××G-FB 区间发送器发送报警13439G-FB13439G移频发送器故障报警QDSD 区间断丝表示灯QDSD 区间断丝报警继电器落下,红灯QPBD 区间电源屏报警表示灯QPBD 区间电源屏报警继电器(QDYP)BJ落下,红灯QYBD 区间移频报警表示灯QYBD 区间移频报警继电器YBJ落下,红灯DMBD 移频电码化表示灯DMBD 8信息移频电码化报警,红灯GRZP 轨入主频6801G-GRZP 6801G移频接收器轨入主频电压GRFP 轨入副频6801G-GRFP 6801G移频接收器轨入副频电压GC1ZP 轨出1主频6801G-GC1ZP 6801G移频接收器轨出1主频电压区间半自动闭塞:JD-U 接车表示灯-黄灯XH JD-U XH方向半自动闭塞接车表示灯JBD黄灯JD-L 接车表示灯-绿灯XH JD-L XH方向半自动闭塞接车表示灯JBD绿灯JD-H 接车表示灯-红灯XH JD-H XH方向半自动闭塞接车表示灯JBD红灯FD-U 发车表示灯-黄灯XH FD-U XH方向半自动闭塞发车表示灯FBD黄灯FD-L 发车表示灯-绿灯XH FD-L XH方向半自动闭塞发车表示灯FBD绿灯FD-H 发车表示灯-红灯XH FD-H XH方向半自动闭塞发车表示灯FBD红灯JG-H 半自动闭塞轨道电路红灯XH JG-H XH方向半自动闭塞轨道电路JGJ落下,红灯BS 闭塞按钮XH BS XH方向闭塞按钮继电器BSAJ吸起SG 事故按钮XH SG XH方向事故按钮继电器SGAJ吸起FU 复原按钮XH FU XH方向复原按钮继电器FUAJ吸起其它LJJ “列接”方向继电器XLJJ 下行方面列车接车方向继电器吸起LFJ “列发”方向继电器SLFJ 上行方面列车发车方向继电器吸起DJJ “调接”方向继电器XDJJ 下行方面调车接车方向继电器吸起DFJ “调发”方向继电器SDFJ 上行方面调车接车方向继电器吸起GDJ 轨道电源监督继电器1GDJ/2GDJ电源屏输出第1/第2线束轨道电源监督继电器DBJ 道岔表示电源监督继电器DBJ 电源屏输出道岔表示电源监督继电器XHJ 信号电源监督继电器1XHJ/2XHJ电源屏输出第1/第2线束信号电源监督继电器BSJ 表示电源监督继电器BSJ 电源屏输出表示电源监督DDJ 道岔动作电源监督继电器DDJ 电源屏输出道岔动作电源监督继电器JDJ 继电器动作电源监督继电器JDJ 电源屏输出继电器动作电源监督继电器3.12设备故障诊断基本流程图3-4 设备故障诊断基本流程图4、铁路信号微机监测应用4.1信号设备故障分析时的应用微机监测设备因具备历史回放功能,对信号设备故障的分析提供了很好的手段,但对许多信号故障要进一步分析还是存在一定的缺陷,能不能在它的基础上,再进行一些拓展性研究,我们在实际应用中作了一些尝试。