李江 靳永強(qiáng)

中車蘭州機(jī)車有限公司 甘肅 蘭州 730050

引言

為保障鐵路機(jī)車行車安全，早在20世紀(jì)90年代我國就已有應(yīng)用成熟的JK-2H和LKJ-93型列車運(yùn)行監(jiān)控裝置。目前，國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的為LKJ2000型行車安全監(jiān)控裝置，該型產(chǎn)品充分吸取了第一、第二代產(chǎn)品的成熟經(jīng)驗(yàn)，并在產(chǎn)品的數(shù)字化、集成化、界面友好化、操控便捷化等方面進(jìn)行了升級，可以更好地指揮司乘人員的駕駛過程，實(shí)現(xiàn)了安全速度控制、交路信號、無線通信的同時，采集記錄與列車安全運(yùn)行有關(guān)的各種機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息，并可將列車信息實(shí)時信息傳輸至監(jiān)控中心，促進(jìn)了機(jī)車運(yùn)行管理的自動化，逐漸成為列車運(yùn)行不可或缺的部分。因行車安全設(shè)備系統(tǒng)龐大、輸入輸出信號類型復(fù)雜，行車安全設(shè)備安裝和調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)線路接錯燒損設(shè)備或功能不全等故障，故對安裝調(diào)試人員而言完全明晰行車安全設(shè)備各種輸入輸出信號類型可以更好地指導(dǎo)裝車工作，本文將對主要行車安全設(shè)備的輸入輸出信號類型進(jìn)行詳細(xì)的分析闡述。

1 行車安全設(shè)備信號類型分析

行車安全設(shè)備主要包括：列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、機(jī)車信號、列車無線調(diào)度通信設(shè)備、機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測裝置、機(jī)車鳴笛記錄系統(tǒng)、調(diào)車信號接口盒、列車運(yùn)行狀態(tài)信息無線傳輸系統(tǒng)及相應(yīng)的傳感器、信息輸入輸出和連接設(shè)備，目前，在國內(nèi)和諧型機(jī)車上也將上述行車安全設(shè)備稱為“第三方設(shè)備”，以上所有設(shè)備的工作電源為直流110V，其余部件電源由相應(yīng)的主機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到[1]。

1.1 列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置

列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置主要用于列車運(yùn)行速度監(jiān)控，根據(jù)區(qū)間運(yùn)行線路允許速度及實(shí)時路況綜合防止列車超速，可以存儲線路運(yùn)行數(shù)據(jù)，對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控記錄，并將相應(yīng)的線路條件、制動系統(tǒng)及運(yùn)行工況數(shù)據(jù)顯示和語音提示，可輸出不同程度的機(jī)車制動信號，觸發(fā)機(jī)車制動從而保障安全行車。LKJ2000型車載監(jiān)控裝置主要由監(jiān)控主機(jī)、人機(jī)交互單元、光電式速度傳感器、壓力傳感器及成套電纜組成。

車載列車運(yùn)行監(jiān)控裝置的直流110V開關(guān)量輸入通道數(shù)為8路，包含零位、向前、向后、牽引、制動共5種機(jī)車運(yùn)行工況信號采集和卸載、減壓、保壓共3種制動系統(tǒng)輸出繼電器觸頭公共點(diǎn)信號；直流110V制動控制輸出通道數(shù)10路，包含卸載常閉觸頭1、卸載常閉觸頭2、卸載常開觸頭、減壓常閉觸頭1、減壓常閉觸頭2、減壓常開觸頭、保壓常閉觸頭1、減壓常閉觸頭2、減壓常開觸頭和緊急制動輸出。監(jiān)控系統(tǒng)采集的模擬量信號主要包括4路制動系統(tǒng)風(fēng)壓信號、3路機(jī)車運(yùn)行速度信號和1路柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號（內(nèi)燃機(jī)車）或1路主變原邊側(cè)電流信號（電力機(jī)車）。風(fēng)壓信號為直流0～5V電壓信號線性對應(yīng)0-1MPa風(fēng)壓，檢測的制動系統(tǒng)4路風(fēng)壓信號包含列車管、閘缸、均衡風(fēng)缸1和均衡風(fēng)缸2壓力。機(jī)車運(yùn)行速度信號為方波脈沖信號，方波占空比約50%，頻率0～5055Hz對應(yīng)0～300km/h，方波脈沖幅值低電平≤2V，高電平≥9V，幅值最大為15V；機(jī)車上速度信號通過光電式速度傳感器發(fā)生脈沖速度信號，監(jiān)控系統(tǒng)給使用的傳感器提供直流15V工作電源，相應(yīng)的通道發(fā)出脈沖信號，為取得準(zhǔn)確的速度信號監(jiān)控裝置一般從機(jī)車前后轉(zhuǎn)向架分別取1個通道的速度信號。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號為過零的類似正弦波，信號峰值范圍0～±6V，頻率范圍為0～4000kHz，隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷提高信號幅值和頻率均呈現(xiàn)遞增趨勢。主變原邊電流信號為過零正弦波，信號峰值范圍0～±6V，頻率50Hz固定，監(jiān)控系統(tǒng)原邊電流信號取自電壓型電流互感器，由主變電流互感器二次側(cè)輸入后進(jìn)行變送。

1.2 機(jī)車信號車載系統(tǒng)

機(jī)車信號車載系統(tǒng)用于接收地面感應(yīng)線圈傳送的地面軌道信號，通過信號主機(jī)的分析、譯碼、處理，將地面行車信號顯示在車載信號機(jī)上，并通過與列車監(jiān)控記錄裝置通訊，提供相應(yīng)的燈碼、超防、制式、過絕緣節(jié)等信息，能夠與超速防護(hù)設(shè)備相配合實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行超速防護(hù)與自動控制。JT系列機(jī)車信號車載系統(tǒng)由信號主機(jī)、雙路接收線圈、車載八顯信號機(jī)及連接電纜組成。

機(jī)車信號車載系統(tǒng)與機(jī)車聯(lián)系除為其提供工作電源外，還采集機(jī)車的運(yùn)行方向信號，通過采集司控器方向手柄信號，信號類型為直流110V的2路開關(guān)量信號，包含機(jī)車向前（I端操縱）和機(jī)車向后（II端操縱）。機(jī)車信號車載系統(tǒng)接收的鋼軌信號制式較多，常見的有國內(nèi)有絕緣移頻、ZPW-2000系列無絕緣移頻、法國UM71無絕緣移頻及電子交流計數(shù)信號。

1.3 其他車載行車安全設(shè)備

其他車載行車安全設(shè)備主要包括機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測裝置、機(jī)車鳴笛記錄系統(tǒng)、調(diào)車信號接口盒、列車運(yùn)行狀態(tài)信息無線傳輸系統(tǒng)，這些設(shè)備與機(jī)車聯(lián)系較少，機(jī)車只需為其提供直流110V電源，其余套系線纜通過與列控、信號、無線電臺進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其中機(jī)車鳴笛記錄系統(tǒng)，還需采集機(jī)車鳴笛轉(zhuǎn)換器相應(yīng)動作信號及過分相主斷路器通斷狀態(tài)信號，鳴笛信號及主斷分合信號均為直流110V開關(guān)量信號，包含I端鳴笛、II端鳴笛及主斷分、主斷合共4路；鳴笛記錄信號取自風(fēng)笛管路中的鳴笛轉(zhuǎn)換器的常開觸頭，當(dāng)風(fēng)管路通風(fēng)時常開觸頭閉合，可準(zhǔn)確記錄行駛過程中的鳴笛操作；自動過分相主斷路器分合信號取自主斷路器相應(yīng)動作輸出觸頭，可記錄主斷路器的主觸頭通斷[2]。

2 結(jié)束語

明確機(jī)車行車安全設(shè)備的I/O接口信號類型，可以幫助操作人員更好地完成設(shè)備的調(diào)試工作，尤其是與機(jī)車相聯(lián)系的開關(guān)量信號的類型與給定方式，便于排除實(shí)際調(diào)試作業(yè)中的疑難問題，快速完成行車安全設(shè)備的調(diào)試工作。