TW-2系统测重设备轴重异常报警分析及解决方案

许鸿飞，赵 强

(1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2.北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

TW-2 型驼峰控制系统（简称TW-2 系统）是自动化驼峰场实现驼峰溜放进路及车辆调速自动控制的设备。驼峰测重设备是自动化驼峰场重要的基础设备，也作为TW-2 系统调速自动控制的核心测量设备，目前一般选用T.ZY 型驼峰压磁测重机。TW-2 系统通过驼峰测重设备可采集溜放钩车的重量信息，在减速器的调速控制中，溜放钩车的平均重量是作为减速器出口速度的重要参数，为调速控制提供重要依据。

1 驼峰测重设备原理及描述

1.1 驼峰测重设备

T.ZY 型驼峰压磁测重机由安装于室外的塞钉式压磁测重传感器和室内测重机构成。其中室内测重机包含测重信号处理电路、A/D 转换计算机接口电路、轨道开关控制电路、窗口调试显示、专用激磁电源和直流稳压电源等。T.ZY 型驼峰压磁测重机的接口电路工作原理如图1 所示。

图1 驼峰测重接口电路工作原理Fig.1 Operation principle of interface circuits of weight sensing for hump

1.2 驼峰测重设备安装布置

TW-2 系统站场中室外测重传感器安装在驼峰加速坡区段，具体位置为峰下第一分路道岔的保护区段内，以苏家屯下行驼峰为例，其在信号平面布置图中安装位置如图2 所示，红色设备处（CZ1、CZ2）为T1、T3 两峰位各自的测重设备安装布置位置。

图2 苏家屯下行驼峰测重设备安装布置图Fig.2 Installation arrangement for weight sensing equipment of down direction hump of Sujiatun Station

1.3 驼峰测重设备工作原理

测重信号接口电路主要包括室内测重机对室外测重压磁传感器的400 Hz 激磁电源输出电路、轨道条件输入电路、测重模拟信号输入采集电路和测重数字量对计算机控制系统的接口电路，其工作原理在图1 中进行了描述。

测重机内的400 Hz 中频电源经1:1 隔离变压器输出，对室外测重传感器进行激磁。车轮经过装有压磁传感器的钢轨时，传感器受钢轨剪切应力的作用，输出交流信号电压，此交流信号电压经过室外电缆直接进入室内。在室内测重信号经过交流放大、相敏整流、信号调零、A/D 转换后，将轮重电压信息转换为变换重量数字量，此数字量送入计算机进行车辆重量的计算。在车轮通过压磁测重传感器时，电路自动给计算机发送读取重量的中断信号。测重机通过轨道开关控制电路采集钩车轨道电路条件确定开关机，当车组进入测重轨道区段时，轨道输入条件为断开+12V，数字电路解除清零状态，测重开机输出清零脉冲，当车组最后一轮对出清测重区段轨道电路时，轨道输入条件为接通+12 V，测重关机停止工作，数字电路处于清零状态。

2 测重设备轴重异常的问题及典型案例分析

2.1 测重轴重异常报警故障的概况

TW-2 系统在部分站场使用过程中，钩车溜放时偶发轴重异常报警，测重重量为0 t 的故障现象。TW-2 系统软件对0 t 的信息采用滤除处理，保留报警信息记录。随着铁路电务管理设备状态日常监督的要求，针对测重轴重异常报警信息的反馈日益强烈，苏家屯下行、库尔勒、聊城北等驼峰均反映在溜放过程中偶发该问题，各站问题较为类似，表现为钩车临出清第一分路道岔时，报警轴重异常，而且并非每一钩均是如此，发生频次并无具体规律。

发生轴重异常故障报警的站场包含单峰和双峰站场，并且部分站场反映某一峰位发生轴重异常的问题比较突出，如苏家屯下行驼峰在T3 峰位溜放时报警轴重异常的频次高于在T1 峰位溜放数倍之多。该问题发生后，现场维护人员通过对测重机“过零电压”、“调零电压”的调整、对室外安装测重轨道区段道床捣鼓以及测重传感器更换，现象无实际改善，问题未得到解决。

2.2 苏家屯下行驼峰测重轴重异常故障

针对苏家屯站上行驼峰未发生过测重轴重异常0 t 报警的问题，且苏家屯下行驼峰T1、T3 两峰位报警频次差异较大的问题，对现场溜放作业情况、系统控制记录、工程设计图纸、室外设备情况进行深入调查和综合分析，确定了苏家屯下行驼峰测重轴重异常报警的原因。

苏家屯下行驼峰室外测重的安装位置如图1 所示，其T3 峰位测重轨道信号条件工程设计接口电路如图3 所示。

图3 苏家屯下行驼峰T3峰位测重轨道信号条件接口电路图Fig.3 Interface circuit diagram for signaling conditions of weight sensing tracks of Position T3 of down direction hump of Sujiatun Station

图3 中，T3 峰位测重轨道信号条件串联了03GJ（↑）、513FDGJ1（↓）接点，平时测重处于关机状态。根据现场观察，驼峰正常溜放的钩车顺次经过03G、513DG1、513DG，即 03G ↓→513DGJ1 ↓→513DGJ ↓，溜 放 钩 车占用03G 时测重开机，当 03G ↑→513DGJ1 ↑（513FDGJ1 ↓），测重再次关机。当在前一钩车已出清03G、513DG1，且513FDGJ1 ↓，而钩车仍占用513DG 未出清时，测重已关机，此时后一钩车占用03G，测重再次开机，会给驼峰控制系统发送测重0 t 信号，TW-2 系统因此报警轴重异常。

分析原因为，轴重异常报警发生在当前、后钩车跟钩间隔较近，当前一钩车在出清第一分路513DG1，且超过FDGJ 防护时间内未出清513DG，此时后一钩车已压入03G 所致。

现场测量T3 峰下轨道03G 长度为35.9 m， 03G 长度较长，对前后钩车的钩间距要求高，轴重异常报警发生的概率大。

2.3 聊城北驼峰测重轴重异常故障

聊城北驼峰为纯进路控制站场新增调速控制实现驼峰自动化功能，首次安装测重设备。现场设备开通运行后，轴重异常报警频繁，其峰下轨道电路在第一分路道岔前布置存在分段情况，聊城北驼峰峰下轨道T1G 与第一分路道岔209DG1 之间存在近15 m 的死区段。聊城北驼峰测重区域信号平面布置如图4 所示。

图4 聊城北站驼峰测重设备安装布置图Fig.4 Installation arrangement for weight sensing equipment of the hump of Liaocheng North Station

聊城北驼峰开通后，因T1G 与209 道岔之间为死区段，钩车出清T1G 后，测重轨道信号采集的条件失去T1G 的保护，而由于209DG1 区段长度仅为6.25 m，其轨道钩车经过时会发生跳动，因此测重会来回开关机，造成轴重异常报警的发生。为此，将T1G 轨道区段延长至与209DG1 连接的绝缘节处，T1G 轨道长度变长，轴重异常的报警频次减少，但仍未彻底克服。

对峰下轨道分为两段的站场如图4 中下半部分，峰下轨道分为01G 和02G 的站场，测重轨道信号采集条件应只串联02GJ（↑）接点。如果只串联01GJ（↑）接点，则会发生聊城北开通问题，而如果同时串联01GJ 、02GJ（↑）接点，则有可能因轨道电路长度过长，连续溜放钩间距较紧时，发生类似苏家屯下行驼峰T3 峰位偶发轴重异常报警问题。

3 驼峰测重设备轴重异常故障的解决方案

根据上述分析可以得出，在测重每次开机时都会给驼峰控制系统发送测重0 t 信号，如果此时钩车仍占用道岔区段未出清时，控制系统会报警轴重异常。为消除轴重异常报警，有如下解决方案。

3.1 FDGJ1缓放继电器更换方案

既有工程设计中，苏家屯下行驼峰T3 峰位测重轨道信号条件串联03GJ、513FDGJ1 继电器接点，其中513FDGJ1 继电器使用的是JWXC-H340型无极缓放继电器，其缓放时间为0.5 s，如果按照钩车在一分路加速坡区段平均速度18 km/h 计算，钩车出清513DG1 后防护距离为2.5 m 左右，而一般驼峰分路道岔DG 区段长度在7.8 m 以上，前一钩车在513DG 区段上超过FDGJ 保护时间以后继续走行的过程中，后一钩车在03G 区段占用，会造成轴重异常报警的发生。

因此，考虑513FDGJ1 选用缓放时间更长的继电器，将JWXC-H340 型无极缓放继电器更换为JWXC-H310 型无极缓放继电器，JWXC-H310型无极缓放继电器的缓放时间为（0.8±0.1）s，513FDGJ1 的防护距离可以达到4 m。

现场更换JWXC-H310 型继电器后，测重设备轴重异常报警频次减少70%以上，但不能完全解决。

3.2 测重轨道开关控制电路修改方案

因为513FDGJ1 的防护时间增加有利于减少故障发生的概率，但是仍不足以保证钩车正常速度下出清513DG 区段，为此考虑到在测重轨道信号条件增加串联513DGJ 接点。513DGJ 使用的是JWXC-2.3 型无极继电器，共4 组接点，苏家屯下行驼峰513DGJ 有空余1 组接点可提供给测重轨道信号条件使用。因此，修改测重轨道信号条件接口电路修改如图5 所示。

图5 苏家屯下行驼峰测重轨道信号条件接口电路修改图Fig.5 Modified interface circuit diagram for signaling conditions of weight sensing tracks of down direction hump of Sujiatun Station

修改后的设计方案2019 年3 月在苏家屯下行驼峰现场实施后，现场未再次发生测重设备轴重异常报警。

3.3 测重中断脉冲电路修改和控制系统软件适应性修改方案

轴重异常报警的根本原因为在特定的前后溜放钩车间距轨道条件变化引起的测重轨道开关电路通断造成测重多次开关机，测重开机会向给驼峰控制系统发送测重0 t 信号。因此，测重机开机清零中断应该在测重机内部电路中进行防护设计，完善测重机的设计是解决轴重异常问题报警的根本性措施。

同时，在测重开机0 t 信号未克服前，可考虑进行驼峰控制系统软件适应性修改。因室外测重传感器安装在DG1 区段上，可考虑仅在DG1 区段占用时采集测重信号，其他的测重信号不予采集。

4 结束语

针对已开通的驼峰中第一分路道岔DGJ 有富余接点的站场，本文提出的针对驼峰测重设备轨道信号条件接口电路的修改方案可推广使用，另外提出的峰下轨道电路分段设置情况下的轨道条件使用建议，对类似站场问题也可借鉴。对新开通的驼峰场，宜对测重机进行完善修改或控制系统软件的适应性修改，以解决驼峰测重设备轴重异常的问题。