發(fā)布時(shí)間：2021-05-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：客專ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)在高鐵應(yīng)用廣泛，是核心基礎(chǔ)信號(hào)裝備之一;現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)整個(gè)傳輸環(huán)節(jié)長(zhǎng)，分為信號(hào)機(jī)械室內(nèi)設(shè)備和室外軌旁設(shè)備，種類繁多，尤其是室外電纜線路、鋼軌線路參數(shù)受周邊環(huán)境影響大，很難短時(shí)間內(nèi)熟悉整個(gè)軌道電路系統(tǒng)。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)沒(méi)
摘要：客專ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)在高鐵應(yīng)用廣泛，是核心基礎(chǔ)信號(hào)裝備之一;現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)整個(gè)傳輸環(huán)節(jié)長(zhǎng)，分為信號(hào)機(jī)械室內(nèi)設(shè)備和室外軌旁設(shè)備，種類繁多，尤其是室外電纜線路、鋼軌線路參數(shù)受周邊環(huán)境影響大，很難短時(shí)間內(nèi)熟悉整個(gè)軌道電路系統(tǒng)。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有貼近實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的ZPW-2000A軌道電路培訓(xùn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出一套執(zhí)行性強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)流程和方法，為現(xiàn)場(chǎng)一線維護(hù)單位快速熟悉該制式軌道電路系統(tǒng)、提升現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理能力提供參考。
關(guān)鍵詞：ZPW-2000A軌道電路;實(shí)訓(xùn)系統(tǒng);故障應(yīng)急排查
1 概述
近年來(lái)，ZPW-2000A軌道電路鋪設(shè)總長(zhǎng)度不斷增加，其中客運(yùn)專線已超過(guò)3萬(wàn)km。它具備列車占用檢查、斷軌檢查以及車地通訊等功能。行車密度的不斷加大，列車運(yùn)行速度的不斷提高，對(duì)鐵路一線維護(hù)單位提出了更高的要求。因此，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員如何及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握軌道電路的工作質(zhì)量，是保障行車安全與效率的關(guān)鍵，一直受到鐵路電務(wù)領(lǐng)域的廣泛重視，并采取大量物力、人力針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究。下面對(duì)一種軌道電路培訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)架及實(shí)訓(xùn)方法進(jìn)行介紹。
2 ZPW-2000A軌道電路實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)架構(gòu)
ZPW-2000A軌道電路實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可分為學(xué)生實(shí)訓(xùn)執(zhí)行層和教師培訓(xùn)管理層，整個(gè)系統(tǒng)框架100%還原現(xiàn)場(chǎng)鐵路線路自動(dòng)閉塞系統(tǒng)設(shè)備布置，采用真實(shí)信號(hào)設(shè)備結(jié)合軟件系統(tǒng)考核，總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。
2.1 教師培訓(xùn)管理層
教師培訓(xùn)管理層由鐵路信號(hào)基礎(chǔ)培訓(xùn)系統(tǒng)、三維建模授課系統(tǒng)和應(yīng)急實(shí)操考核系統(tǒng)組成。
鐵路信號(hào)基礎(chǔ)培訓(xùn)系統(tǒng)，包含了典型的信號(hào)系統(tǒng)培訓(xùn)案例，案例來(lái)源于《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》，由信號(hào)系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景、典型故障場(chǎng)景和自定義場(chǎng)景組成，有利于幫學(xué)生建立鐵路信號(hào)系統(tǒng)的框架，為后續(xù)深化學(xué)習(xí)ZPW-2000A軌道電路作鋪墊。
三維建模授課系統(tǒng)，對(duì)ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)配置、室內(nèi)外設(shè)備構(gòu)成、信號(hào)傳輸通道、工程設(shè)計(jì)規(guī)范及相關(guān)接口等進(jìn)行三維化建模處理，使學(xué)員以更為宏觀的角度去熟悉軌道電路大系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)觀察形象生動(dòng)的立體模型去配置站內(nèi)、區(qū)間軌道電路結(jié)構(gòu)，貼近現(xiàn)場(chǎng)，身臨其境，仿真現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)。
理論實(shí)操考核系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)ZPW-2000A軌道電路理論知識(shí)掌握程度的考核，設(shè)置了包含多種信號(hào)設(shè)備基礎(chǔ)理論的題庫(kù)。教師可以根據(jù)實(shí)際情況，在教師端軟件設(shè)置試卷總分、考試時(shí)間、扣分標(biāo)準(zhǔn)，然后同時(shí)向多個(gè)學(xué)生端發(fā)送試卷，學(xué)員在學(xué)生端軟件中點(diǎn)擊按鈕“領(lǐng)卷”，并開(kāi)始考試。流程如圖2所示。該考核系統(tǒng)還可以結(jié)合系統(tǒng)硬件進(jìn)行典型故障案例設(shè)置，考查學(xué)員的應(yīng)急排除故障能力。
2.2 學(xué)生實(shí)訓(xùn)執(zhí)行層
基于真實(shí)鐵路線路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范，建立室外環(huán)形接口平臺(tái)和室內(nèi)實(shí)訓(xùn)機(jī)柜，如圖3所示。
其中，整個(gè)環(huán)形接口平臺(tái)，按照20:1比例進(jìn)行微縮，為室外鐵路信號(hào)設(shè)備提供接口，并有如下主要配置。
1)等效鋼軌參數(shù)模擬器設(shè)置，移頻信號(hào)在鋼軌上傳輸?shù)膿p耗，主要是由于鋼軌電阻和電感。為模擬真實(shí)線路軌道鋼軌電氣特性，選取10 cm小銅鋼軌搭配14 μH電感，構(gòu)建等效20 m真實(shí)鋼軌電氣特性的實(shí)物單元，可實(shí)現(xiàn)鋼軌主軌道、小軌道傳輸電氣參數(shù)等效。
2)等效道床電阻切換器設(shè)置，在真實(shí)鐵路運(yùn)營(yíng)線路中，外界環(huán)境變化(下雨、線路污染、砂粉、扣件系統(tǒng)絕緣失效等因素)改變道床漏泄程度，會(huì)對(duì)鋼軌上移頻信號(hào)傳輸產(chǎn)生影響。因此，本接口平臺(tái)在鋼軌間并聯(lián)電阻黑箱，通過(guò)按鈕驅(qū)動(dòng)繼電器控制道床電阻，實(shí)現(xiàn)模擬0.6 Ω、1 Ω、2 Ω及∞ Ω道床漏泄情況。
3)室外軌旁信號(hào)設(shè)備設(shè)置。ZPW-2000A室外軌旁信號(hào)設(shè)備包含調(diào)諧匹配單元(PT)、空心線圈(SVA)和補(bǔ)償電容。按照現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)布置真實(shí)調(diào)諧匹配單元、空心線圈，學(xué)生可測(cè)量“調(diào)諧區(qū)”的隔離系數(shù)、零阻抗、極阻抗及影響諧振槽路的各種因素。
室內(nèi)實(shí)訓(xùn)機(jī)柜是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)機(jī)械室內(nèi)軌道電路設(shè)備通常設(shè)置在移頻柜、綜合柜、接口柜的情況而定制，劃分為移頻區(qū)、綜合區(qū)及監(jiān)測(cè)區(qū)域，如圖3所示。
1)ZPW-2000A軌道電路室內(nèi)設(shè)備設(shè)置在移頻區(qū)，發(fā)送器、接收器和衰耗冗余器安裝在U型槽內(nèi)，柜內(nèi)配線與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜一致;每6個(gè)防雷模擬網(wǎng)絡(luò)、2個(gè)分線采集器安裝在一個(gè)模網(wǎng)組匣內(nèi);軌道繼電器、方向繼電器等放在綜合區(qū)的繼電器組合架上。軌道電路通信接口板安裝在通信機(jī)籠，與“模擬列控中心”進(jìn)行通信，給移頻區(qū)域的發(fā)送器、接收器編碼提供條件。
2)ZPW-2000A軌道電路子監(jiān)測(cè)設(shè)置在監(jiān)測(cè)區(qū)域，軌道電路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝軟件為北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司研發(fā)的ZPW-2000A軌道電路監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。該子監(jiān)測(cè)軟件可實(shí)現(xiàn)通過(guò)CANC總線與軌道電路通信接口板通信，接收軌道電路設(shè)備上傳的各環(huán)節(jié)模擬量、開(kāi)關(guān)量及通信狀態(tài);通過(guò)軟件可查閱實(shí)時(shí)、歷史曲線和數(shù)據(jù)、分機(jī)狀態(tài)和故障報(bào)警信息;可導(dǎo)出、導(dǎo)入歷史數(shù)據(jù)和曲線等。
3)模擬列控中心軟件配置在監(jiān)測(cè)區(qū)域，機(jī)柜工控機(jī)安裝“模擬列控中心”軟件。該軟件可實(shí)現(xiàn)通過(guò)CAN總線實(shí)時(shí)與軌道電路通信接口板(CI-TC2)通信，對(duì)軌道電路發(fā)送器、接收器等設(shè)備進(jìn)行編碼、解碼(含18種低頻信息)，并接受上傳的設(shè)備狀態(tài);對(duì)軌道電路區(qū)段進(jìn)行“切換方向”操作等。
3 ZPW-2000A軌道電路實(shí)訓(xùn)核心功能
3.1 培訓(xùn)學(xué)生對(duì)軌道電路故障應(yīng)急排查能力
在構(gòu)建的ZPW-2000A軌道電路實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，可通過(guò)以下流程實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)員應(yīng)急排查故障能力的考核，如圖4所示。
考核功能流程說(shuō)明如下。
1)開(kāi)始考試
教師通過(guò)教師端軟件，設(shè)置相應(yīng)編號(hào)的故障點(diǎn)(范圍涉及到室內(nèi)、室外傳輸通道)以及排故時(shí)長(zhǎng)、總分、扣分標(biāo)準(zhǔn)(誤操作、漏操作)等，點(diǎn)擊“開(kāi)始考核”按鈕。
相關(guān)期刊推薦：《鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)》的主辦單位北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院是鐵道部最早設(shè)置的通信信號(hào)科研、勘測(cè)、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，一直是行業(yè)骨干單位，擁有一批有影響力的通信信號(hào)專家，具有很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在國(guó)內(nèi)外同行業(yè)中享有很高的知名度。主要內(nèi)容是圍繞鐵路和城市軌道交通重點(diǎn)工程、優(yōu)秀設(shè)計(jì)、國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行論述、探討和追蹤報(bào)導(dǎo);對(duì)廣大通信信號(hào)科技人員在新技術(shù)的引進(jìn)吸收和工程實(shí)踐中總結(jié)的科技成果進(jìn)行交流;及時(shí)報(bào)導(dǎo)相關(guān)政策信息、標(biāo)準(zhǔn)信息和科技發(fā)展動(dòng)態(tài)等。
現(xiàn)象：組合架軌道繼電器落下，室內(nèi)軌道電路衰耗冗余控制器軌道顯示紅燈;ZPW-2000A軌道電路子監(jiān)測(cè)顯示故障報(bào)警信息。
2)考試過(guò)程
學(xué)生通過(guò)學(xué)生端軟件開(kāi)始考試。首先，通過(guò)衰耗冗余控制器和軌道繼電器狀態(tài)來(lái)判斷具體的軌道電路故障區(qū)段;其次，調(diào)閱ZPW-2000A軌道電路子監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表、曲線等，判斷故障點(diǎn)的大致區(qū)域;最后，用移頻表在故障區(qū)域進(jìn)行節(jié)點(diǎn)電壓、電流測(cè)試，找出故障點(diǎn)。
3)結(jié)束考試
學(xué)生在學(xué)生端軟件中輸入查找出的故障點(diǎn)標(biāo)號(hào)，然后在軟件系統(tǒng)中點(diǎn)擊按鈕“修復(fù)”。如果軌道繼電器吸起，衰耗器軌道燈變綠，則修復(fù)故障成功。整個(gè)考試學(xué)生的操作記錄、時(shí)間都會(huì)被傳送到教師機(jī)軟件，作為最后成績(jī)?cè)u(píng)估的依據(jù)。
教師端設(shè)置的故障應(yīng)根據(jù)中國(guó)鐵路總公司2017年5月頒布的《ZPW-2000區(qū)間軌道電路室外監(jiān)測(cè)及診斷系統(tǒng)暫行技術(shù)條件》(鐵總運(yùn)[2017]94號(hào))文件來(lái)設(shè)置，有章可循，避免憑空捏造。
3.2 培訓(xùn)ZPW-2000A軌道電路調(diào)整參考表
ZPW-2000A軌道電路分為調(diào)整、分路兩種狀態(tài)。主軌道電路的調(diào)整主要是考慮各閉塞分區(qū)在載頻、長(zhǎng)度一定時(shí)，該區(qū)段的發(fā)送電平大小以及如何跨接封連相應(yīng)端子，使接收設(shè)備工作在所要求的電平量值范圍內(nèi)。因此，軌道電路調(diào)整參考表的規(guī)范使用對(duì)于軌道電路的穩(wěn)定安全工作，十分重要。如圖5所示。
使用軌道電路調(diào)整參考表，進(jìn)行“主軌道”調(diào)整，流程如圖6所示。
3.3 培訓(xùn)學(xué)生對(duì)軌道電路傳輸通道配線能力
通過(guò)該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，學(xué)生可以自己動(dòng)手搭建真實(shí)室內(nèi)、室外設(shè)備環(huán)境，熟悉軌道電路各環(huán)節(jié)的設(shè)備連接模式。
整個(gè)ZPW-2000A傳輸系統(tǒng)通道分為室內(nèi)、室外部分，如圖7所示。
為方便訓(xùn)練學(xué)員進(jìn)行配線練習(xí)，本室內(nèi)實(shí)訓(xùn)機(jī)柜將室內(nèi)設(shè)備間連線、繼電器接點(diǎn)跳線集成到一塊端子面板上，學(xué)員通過(guò)提供的標(biāo)準(zhǔn)配線圖，在配線端子面板上進(jìn)行跳線。
從此系統(tǒng)可以熟悉從發(fā)送器、衰耗冗余控制器、發(fā)送端防雷模擬網(wǎng)絡(luò)、接收端防雷模擬網(wǎng)絡(luò)、衰耗冗余控制器最后到接收器的接口部分。
通過(guò)室外配線熟悉軌道電路調(diào)諧區(qū)構(gòu)成如圖9所示。
從此系統(tǒng)可熟悉從數(shù)字屏蔽電纜(SPT)、調(diào)諧匹配單元(PT)、鋼軌、若干補(bǔ)償電容、空心線圈(SVA)到鄰區(qū)段調(diào)諧匹配單元(PT)的過(guò)程。
4 總結(jié)
加強(qiáng)一線維護(hù)單位的業(yè)務(wù)素養(yǎng)，改善培訓(xùn)模式是鐵路一線維護(hù)單位防患于未然的有效方法。本文提出構(gòu)建的ZPW-2000A軌道電路實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其考核方式，涵蓋了真實(shí)信號(hào)設(shè)備，同時(shí)在室外接口平臺(tái)、室內(nèi)實(shí)訓(xùn)機(jī)柜的基礎(chǔ)上讓學(xué)員學(xué)習(xí)、訓(xùn)練整個(gè)軌道電路系統(tǒng)的工作原理、設(shè)備調(diào)試以及故障排除，貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，能準(zhǔn)確的定位培訓(xùn)目的，指導(dǎo)了未來(lái)培訓(xùn)方向，為一線維護(hù)單位提供了思路。——論文作者：李雨謙
