铁路机车信号综合诊断测试系统探讨

刘晓萌

中国铁路北京局集团有限公司天津电务段 天津 300140

传统的铁路信号系统是由各类信号、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及有关附属设施构成的一个完整的“信号、联锁、闭塞”体系。铁路信号系统国内外现状不一，有采用信号集中联锁控制方式的，也有采用人工扳道、人工指挥列车运行方式的。本文主要对铁路机车信号综合诊断测试系统做论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

1 故障诊断以及安全监测的技术基础

一般情况下，为了确保车辆能够安全稳定运行，都会定期对车辆进行检查与维修，但是，人为目测检查故障的方法容易出现疏漏，对于一些车辆走行部轮对、轴承材质内部与不可见部分的故障问题很难发现，很多故障问题都是在车辆运行中的突发问题，所以需要通过车辆运行故障监测技术，来提前发现轮、轴故障，以保证车辆安全运行。目前，铁路机车车辆运行的故障监测主要采用振动与温度监测技术，通过对运行过程中的振动与温度变化进行轮轴质量的判断，一旦出现不合理的振动波动或温升，就很有可能是走行部故障出现的先兆。振动监测技术很早就在铁路车辆运行中进行应用[1]。

2 联锁方案选择

虽然铁路在同一线路不同轨距上运行不同类型的列车，但是在时间上仍然是有间隔的，即同一时段在同一进路上只能运行一列列车。由此可见，铁路仍然可以采用与标准轨铁路一致的联锁系统。为保证列车运行安全，联锁系统应完成以下主要功能：

（1）凡与进路有关的道岔应与防护该进路的信号机互相联锁。进路上道岔位置不正确，道岔尖轨与基本轨不密贴时，防护该进路的信号机不得开放，信号机开放后，与该进路有关的道岔被锁闭。

（2）同一路径范围内的两条进路之间应互相照查。已经建立的进路未解锁或照查条件不符合时，与之有冲突的信号机不得开放，防护进路的信号机开放后，与之有冲突的信号机不得开放。

（3）联锁设备应保证车站值班人员对列车、调车进路及信号机开放与关闭的控制。进路的解锁必须在信号关闭后进行。锁闭的进路随着列车或车列的正常运行自动解锁或通过人工解锁手续后解锁。已锁闭的进路不应受轨道电路的异常故障错误解锁[2]。

3 信号运维系统设备层功能结构

“三级”为国铁集团公司、铁路局集团公司与电务段。“三层”为国铁集团运维子系统、铁路局电务运维子系统和智能运维站级设备。为满足运维系统大数据存储、分析处理、智能诊断的功能需求，需要以路局集团公司为单位建立数据中心。通过运维专用网连通国铁集团与下属路局集团公司数据中心，搭建运维数据云平台，以实现铁路监测数据与智能诊断结果共享，提升运维整体智能化水平。根据车站环境与生活条件设置站级运维设备，线规模较大且生活便利的车站设置有综合维修工区，此时信号设置智能维护分机，规模较小或无人值守站则设置维护分机终端。无人值守站维护分机终端采集室内设备工作状态及轨旁信号设备状态，并将该信息传送至邻站智能维护分机，最终汇聚至路局智能运维中心[3]。

4 轨道电路方式

套轨线路采用三轨或四轨时，增加了钢轨作为并联传输通道，钢轨电阻降低；同时增加了轨底与道床的接触面积，减小了道床电阻。当采用交流轨道电路时，还需考虑同极性钢轨间分布电容的增加和涡流的形成。因此，采用轨道电路时，应针对具体线路合理进行轨道连接线及钢轨绝缘的设置，并应实测其轨道参数，给出特定的轨道电路调整表。在轨道和道床满足条件的情况下，套轨采用轨道电路方式，在非电化区段可采用工频交流轨道电路，在电化区段可采用97型25Hz相敏轨道电路。上述两种设备均为国内成熟的轨道电路产品，25Hz相敏轨道电路因具有较好的频率选择性和相位选择性，且抗干扰能力较强，在国内普遍应用。因此，当铁路区段采用轨道电路时，建议采用97型25Hz相敏轨道电路制式的设备。（1）三轨轨道电路三轨区段共用轨为轨道电路一极性，另外两条轨利用跳线连通为轨道电路另一极性。由于比准轨条件下的轨道电路多增加了一条轨道，轨道电路的漏泄电阻降低，同时钢轨间距离缩小，感抗等影响增加。因此，需要结合现场实际，由轨道电路研制单位对轨道电路的各项参数进行相应的调整，并给出特殊调整表，确保轨道电路可靠工作。

5 综合图形化显示模块的应用

综合图形化显示模块在车站指挥中心大屏上显示站场图、移动对象、作业状态等。站场图显示子模块绘制站场信号平面图实现站内信号、道岔、轨道电路等设备的实时状态显示。移动对象显示子模块根据移动对象的定位数据，在站场平面图相应位置显示其动态图标，这样可以使调度人员实时掌握站内机车、人员、车辆的动态位置分布情况。作业状态显示子模块根据移动对象的状态对其动态图标进行实时更新，以图形化的方式展示移动对象的作业状态。其中，机车动态图标以数字表示调机编号，以圆形图案表示调机位置，以动画箭头指示机车运动方向，动画箭头的变化速率表示机车的运动速度。当操作人员想进一步了解机车相关信息时可点击机车图标，在弹出的浮动窗口中将显示机车的前方距离、限速、作业钩序号等详细信息。作业人员的动态图标以圆形图案表示人员位置，不同的调车组显示为不同颜色，同时以数字表示其所属调车组别，字母表示其角色，三角箭头表示其运动方向。

6 结语

总而言之，通过上述对铁路机车故障监测技术与应用的分析，可以看出，铁路车辆运行故障监测技术的现状、技术内容与应用要点，对于我国铁路车辆的运行故障管理与信息化技术的结合提供了有效参考，同时也看出了当前铁路车辆运行故障监测技术的不足之处。相关技术人员对于机械故障进行综合的归类、分析、诊断还需要进行不断研究，确保我国铁路机车运行时有良好的安全性保障。