時間:2023-05-30 09:35:20
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇道岔故障,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
在鐵路高速發展的今天,室內機械電路不斷減少,信號維修過程中的故障分析及查找方法的重點和難點將主要集中在提速道岔方面。結合自己實際工作對提速道岔的維修經驗,具體介紹幾種常見提速道岔故障分析及查找方法。
1 機械原因
1.1 道岔空轉
導致道岔空轉的原因有:(1)道岔機械強度調整太大。(2)鎖閉桿沒有到位,檢查限位鐵頂住鎖閉框。(3)道岔工務病害問題,例如,吊板、飛邊、肥邊、道岔不方正等。
1.2 道岔卡缺口
首先觀察道岔是卡缺口還是接點深度不夠,如果 A動、B動首先觀察缺口是否正常,缺口不正常就調整缺口。缺口正常就要觀察斥離軌斜面是否頂起接點,是斥離軌斜面頂起接點就要調整斥離軌那根表示桿。
1.3 道岔油管漏油、各連接處漏油應急處理辦法
(1)斷開ZYJ7轉轍機的安全接點。(2)拆下ZYJ7轉轍機機內的溢流閥。(3)用撬棍在動作油缸端側慢慢撬動動作油缸,致使ZYJ7轉轍機和SH6轉換鎖閉器機內解鎖。(4)當ZYJ7轉轍機和SH6轉換鎖閉器機內解鎖后,用撬棍在各牽引點位置同時撬動尖軌,使尖軌與基本軌密貼,使鎖鉤與鎖閉鐵鎖閉、鎖閉量達到要求。(5)如果接點組未打過來,檢查動作油缸是否到位。(6)合上ZYJ7轉轍機的安全接點,室內操動道岔到相應位置。(7)上述條件滿足,道岔表示正確就可以銷記,交付車站使用。
2 電路故障分析
2.1 室內控制電路故障分析
(1)1DQJ(JWCXC―H125/0.44)不動作。單操扳動道岔,控制臺表示燈不熄滅、電流表不動作控制臺表示燈不熄滅,說明尖軌及心軌繼電器組合內的1DQJ都未能吸起;可進行選路操縱道岔,看動作是否正常,若正常說明道岔單獨操縱部分故障,應進一步檢查道岔ZFJ(ZDJ)、AJ是否動作正常,道岔按鈕繼電器接點是否接觸良好,在這范圍內找到故障點。(2)1DQJF(JWCXC―H125/0.44)不動作。查找1DQJF動作電路不能查KZ,要用KF電源查找,首先確認1線圈有正電源,再用正一筆固定在06―1,負表筆測1DQJ32-31接點(經30秒TJ吸起,說明1DQJ32-31接點良好)TJ31-33接點,4副線圈無負電源,說明TJ33接點至4線圈間斷線。(3)2DQJ(JYJXC―135/220)不轉極。先看1DQJF是否吸起,若不吸起,說明1DQJF線圈到KZ有斷路故障,若1DQJF吸起,可用萬用表歐姆檔從AJ11(定位AJ21)順序經2DQJ線圈―1DQJF接點―KZ導通線路,找出斷路故障點。(4)BHJ(JWXC―1700)不能動作。一、首先在BHJ的1、2端,用機械表測試BHJ動作電路中的正反向電阻值。二、判斷1DQJ12、1DQJF12、1DQJF22接點是否有380V電壓。三、定操反不動,操回定位有表示。可用定位表示電壓測X2與X3有電壓故障在室內,可固定在X2與2DQJ123接點測有電壓,說明定位操反位室外電路正常。四、操動道岔時在分線盤測X1、X3、X4是否有380V電壓。五、在BHJ的1、2端,測試BHJ動作時的輸出電壓正常輸出電壓20-24伏,如果低于正常輸出電壓就是BHJ壞。
2.2 定反位無表示電路分析
(1)二極管斷線。測X1與X2有110伏左右,順著查找故障點。(2)X1斷線。首先在分線盤測X1與X2有110伏左右,測X1與X4有110伏左右,測X2與X4無電壓,說明室內部分正常;順著查找X1與其他線均無電壓,故障點就是在這之間。X2(反位X3)斷線同理查找。(3)X2(反位X3)斷線。首先在分線盤測X1與X2有110伏左右,測X2與X4有110伏左右,測X1與X4無電壓,說明室內部分正常;順著查找X2與其他線均無電壓,故障點就是在這之間。(4)X4(反位X5)斷線。首先在分線盤測X1與X2有60-70伏左右,測X1與X4有60-70伏左右,測X2與X4無電壓,順著交流支路查找故障點。無電壓處就是故障點。(5)電機2斷線。測X1與X2有110伏左右,在A動D1、D2有110伏左右,D7、D12無電壓,D1、D7有110伏左右,就是D1到D12斷線,順著查找即可。(6)電機3斷線。測X1、X2(反位時X1或X3)交、直流電壓值;再測X2、X4(反位時測X3、X5)如果有上述電壓值,說明故障在室內。如果沒有上述電壓值,說明故障在室外的X4(反位時X5)斷。(7)室外二極管D短路。分線盤1#、2#或2#、4#均測不到直流電壓,交流電壓在20V左右。機械室內TDF組合中的R1電阻端電壓大約為80V,繼電器端電壓大約為20V左右;繼電器落下。
2.3 定位無表示電路分析(以定位表示做分析)
(1)A動接點15、16斷開、A動與B動間D7斷線、A動與B動間D12斷線、B動接點35、36斷開測X1與X2有110伏左右,順著查找故障點。在A、B動電纜盒內有電壓進無電壓出,可利用交叉測試查找;A、B動間電纜斷線,可在B動利用D6和D3端查找,判斷出后就可以處理。(2)表示繼電器2-3連線斷、X4斷線、A動接點11、12斷開測X1、X2交、直流電壓值;如果有交流電壓62伏左右,直流電壓30伏左右說明交流支路斷。再測X2、X4如果有上述電壓值故障在室內,測X2、X4沒有電壓,測X1、X4有電壓故障在室外。
3 結語
道岔出現故障后,應首先根據道岔現象,分析哪些地方出現問題才可能能出現這種現象。其次,應在室內分線盤處測量電送沒送出去,如果分線盤處能測量到電壓,說明電源已經送到室外設備,否則,是室內設備故障。剩下來就是按照上面分析的思路查找就行。作為現場車間的管理干部,要在學習理論知識的同時,還要從實際故障處理中,積累經驗,以降低經濟損失,保證人身安全。
關鍵詞:提速道岔 故障現象 分析 處置
中圖分類號:U213 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)01(c)-0043-02
1 S700K道岔驅動故障
1.1 故障現象
操動S700K道岔,原表示不滅,道岔無反應。
1.2 處置方式
(1)到控制臺確認故障現象,操動道岔試驗。
(2)檢查道岔是否實行了單鎖,如有,解鎖道岔試驗。
(3)到機械室檢查相應道岔區段SJ是否落下,如果SJ繼電器落下,使用直流24 V檔,查找SJ繼電器落下的原因。
(4)操動道岔時,確認YCJ、DCJ(FCJ)是否已經吸起,如果沒有吸起,使用直流24 V檔,查找YCJ、DCJ(FCJ)繼電器不能勵磁的原因。
(5)按黃金分割法,使用直流24 V檔,查找YCJ、DCJ(FCJ)繼電器勵磁電路斷路的原因,試驗正常后恢復道岔使用。
2 S700K道岔啟動電路故障
2.1 故障現象
(1)操動S700K道岔,原表示不滅,道岔1DQJ無反應。
(2)操動S700K道岔,原表示滅,但原表示隨即回來。
(3)操動S700K道岔,原表示滅,室外道岔不動,道岔無表示。
2.2 處置方式
(1)到機械室確認故障現象,操動道岔試驗。
(2)檢查道岔1DQJ是否吸起,用直流24 V檔,查1DQJ繼電器不能勵磁的原因。
(3)檢查道岔1DQJF是否吸起,用直流24 V檔,查1DQJF繼電器不勵磁的原因。
(4)檢查道岔2DQJ是否轉極,用直流24 V檔,查2DQJ繼電器不能轉極的原因。
(5)檢查道岔QDJ是否在操岔時無故落下,查找其失磁的原因。
(6)檢查道岔DKJ是否勵磁,用直流24 V檔,查DKJ繼電器不能勵磁的原因。
(7)檢查道岔DWJ是否勵磁,用直流24 V檔,查DWJ繼電器不能勵磁的原因。
(8)檢查道岔DBQ是否有24 V直流電輸出,觀察并測試BHJ電壓,如果不能吸起,使用直流24 V檔,查找BHJ繼電器不能勵磁的原因。
(9)分線盤測試故障道岔動作電壓,沒有三相電壓輸出,檢查空氣開關是否有電源輸出。
(10)在室外電纜盒測試三相電壓,如果沒有電壓輸出,查電纜故障;如果電壓已到了電纜盒,測試電機三相電源是否齊全,檢查斷相點或更換電機,試驗正常后恢復道岔使用。
3 S700K道岔空轉故障
3.1 故障現象
(1)操動S700K道岔,道岔啟動;道岔電源一直供電30秒或13秒。
(2)操動S700K道岔,室外道岔電機一直轉動,不能給出表示。
3.2 處置方式
(1)到室外現場確認故障現象,操動道岔觀察,大致判斷故障范圍。
(2)確定道岔尖(心)軌那一個牽引點發生空轉,找出空轉原因。
(3)道岔是否不能解鎖,是,則觀察鎖閉鐵提升裝置是否調整過高,造成蹩卡。
(4)道岔是否不能鎖閉,是,則看舌鐵是否彈出,否,檢查缺口,調整缺口。
(5)檢查道岔是否過緊,是,調整道岔密貼強度。
(6)檢查道岔頂鐵是否頂住,頂鐵緊固螺栓是否松動,低頭,判斷頂鐵故障。
(7)判斷是否存在其它地方發生卡阻,如支撐鐵輔助螺絲未拆除而卡阻等。
(8)檢查道岔是否阻力過大,使用測力器測試,故障發生在尖軌時,還要檢查輥輪是否調整過高、良好。
(9)故障發生在心軌,還要檢查心軌叉心工務“小心軌”螺絲是否緊固過死,增加了轉換阻力。
(10)排除故障,試驗正常后恢復道岔使用。
4 S700K道岔下拉裝置故障
4.1 故障現象
(1)操動S700 K道岔,下拉繼電器不動,道岔沒有反應。
(2)操動S700 K道岔,室外下拉裝置漏油,沒有壓力,下拉油缸不能頂起。
(3)下拉裝置螺絲折斷,下拉連接桿與工務翼軌不能分離,道岔空轉。
4.2 處置方式
(1)操動道岔,道岔沒有反應,到室內確認XLJ是否吸起。
(2)確認XLJF是否吸起,DBQ是否工作正常,測試電壓是否送至分線盤。
(3)確定下拉驅動器電機是否工作正常,三相電源是否缺相。
(4)檢查下拉裝置油路系統是否正常,是否發生漏油故障。
(5)檢查下拉裝置連接桿內部盤簧是否斷裂,連接桿是否離開翼軌。
(6)檢查下拉裝置間隙是否調整過大,油缸頂臺是否頂起高度達到標準。
(7)檢查下拉裝置各部螺栓是否折斷,如螺栓折斷應該直接甩開下裝置(恢復設備使用),更換螺栓應在天窗點進行更換。
(8)發生油路系統等下拉問題,一時無法克服,必須立即進行失效處理,即松開下拉裝置底部拉緊螺栓,讓下拉裝置失效。
5 S700K道岔表示電路故障
5.1 故障現象
(1)操動S700K道岔,道岔到位后某一牽引點道岔沒有表示。
(2)所有牽引點表示均回來,但道岔總表示沒有。
(3)道岔總表示繼電器已經吸起,但控制臺沒有表示。
5.2 處置方式
(1)到機械室確認故障范圍,操動道岔到位后,在分線盤測試電纜表示電壓,表示110 V電壓沒有送出,甩線后仍沒有,故障在室內,檢查道岔變壓器、空氣開關、表示回路電阻,找出故障點。
(2)在分線盤測試有110 V電壓送出樓外,室外查找故障點,檢查道岔是否卡缺口(含密檢器),否,按第3步查找故障點。
(3)檢查110 V電壓是否送到電纜盒,否,判斷電纜斷線故障;是,則根據電路簡圖繼續查找故障點,重點在沙特堡接點組,二極管支路,找出故障點。
(4)道岔所有牽引點均已到位,樓內總表示繼電器不能吸起,檢查尖軌或心軌分表繼電器是否吸起,如未吸,查找分表繼電器不吸的原因。
(5)檢查尖軌與心軌分表繼電器均已吸起,但總表示繼電器不吸,使用24 V直流檔查找總表繼電器不吸的原因。
(6)檢查總表繼電器已經吸起,但道岔仍沒有表示,查聯鎖不能采到總表繼電器前接點的原因。
(7)查采集電路,找出故障點,試驗正常后恢復道岔表示使用。
6 S700K道岔樓內外表示電路故障
6.1 故障現象
道岔操動到位后,因繼電器、樓內外電容、電阻、沙特堡接點組、配線等問題,造成道岔無表示。
6.2 處置方式
(1)各繼電器、空氣開關、電容電阻的固定、安裝良好,2DQJ必須加裝捆扎帶。
(2)所有萬可端子配線必須逐條檢查,責任到人,記錄到位,建立對應檢查臺帳。
(3)堅持沙特堡接點組按道岔檢修周期檢查和測試,大于3Ω電阻必須下道,存在電阻值的接點建立臺帳跟蹤。
(4)利用微機監測設備加強對道岔曲線及電纜絕緣的監測數據瀏覽分析,發現設備隱患,及時克服。
(5)完善道岔機箱、電纜盒的防水功能,保證機內干燥,放置干燥劑,及時整治損壞的防水蓋、電纜盒盤跟等。
(6)完善道岔一岔一檔運行狀態和質量檢查記錄,通過分析、跟蹤質量記錄,找出設備運用規律,提高設備質量,保證設備穩定。
7 S700K道岔室外卡缺口、空轉故障
7.1 故障現象
(1)道岔操動過程中發生機械卡阻,道岔轉換不到位,導致無表示。
(2)道岔轉換過程中,因道岔調整過緊、尖(心)軌肥邊等原因,導致道岔發生空轉無表示故障。
(3)道岔轉換到位后,發生卡缺口故障,表示電路中斷,道岔無表示。
7.2 處置方式
(1)道岔安裝裝置基礎螺絲必須緊固,方正、水平,轉轍機安裝方正,固定良好。
(2)道岔的外鎖閉鐵必須緊固,動作桿與外鎖閉鐵垂直一線,不能發生磨碰。
(3)道岔動作桿提升輥輪高度適中,不能蹩卡動作桿;防止輥輪變形、失效。
(4)注意道岔頂鐵調整標準,防止頂鐵緊固螺絲松動,頂鐵低頭磨頂軌腰。
(5)加強道岔工電聯調,確保轉換輥輪良好。
(6)心軌部位的“小心軌”固定螺絲緊固力度適中,心軌前后有5 mm的活動間隙。
(7)道岔密貼調整必須按標準進行,防止調整過緊或過松。
(8)道岔密貼調整完畢后,確定基本軌沒有橫移的情況下,將道岔缺口調整到正中,防止卡缺口故障。
(9)確保各部件螺絲緊固。
參考文獻
[1] 孫啟發.S700K道岔轉換與鎖閉設備原理及維護知識問答[M].中國鐵道出版社,2007,6,25.
Abstract: With the increase of train speed, the S700K type electric switch machine is widely used, the article mainly describes the S700K type electric switch control circuit fault phenomenon and reason as well as the search processing method.
關鍵詞: S700K;控制電路;故障
Key words: S700K;control circuit;fault
中圖分類號:TM93 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)35-0077-03
1 S700K型電動轉轍機道岔控制電路的分析
S700K型電動轉轍機道岔控制電路由道岔啟動電路和道岔表示電路兩部分組成。啟動電路使電動轉轍機動作完成道岔正常的轉換,主要包括有1DQJ勵磁自閉、2DQJ轉極、道岔啟動電路;表示電路則把轉換后的道岔位置反映到信號樓,主要電路有總DBJ、總FBJ勵磁電路和DBJ、FBJ勵磁電路。
S700K型電動轉轍機道岔控制電路存在特殊的電路和繼電器[1]。主要有包括:1DQJF電路、TJ電路、DBQ和BHJ電路、QDJ電路。1DQJF電路的作用是當1DQJ后,用1DQJ3接點和TJ3后接點構通其勵磁電路,作用于2DQJ的轉極電路。TJ電路的作用當1DQJF后,由其第三組前接點向TJ線圈供電,經13秒后TJ,用TJ3前接點切斷1DQJ自閉電路和1DQJF的勵磁電路。道岔斷相保護器(DBQ)是為了防止在三相交流電源斷相情況下燒壞電機而設置的,DBQ有三個電流互感器、橋式整流和BHJ三部分組成。當三相交流電源正常供電,經橋式整流后輸出直流電280V左右,使BHJ,用其前接點作為道岔控制電路的條件,當道岔轉換到底后,由于三相負載斷開使BHJ。QDJ(切斷繼電器)用于多級牽引的所有電動轉轍機全部轉換和全部轉換到底的監督。QDJ平時在吸起狀態,當電機開始工作,BHJ切斷QDJ勵磁電路,但又通過ZBHJ構通自閉電路,使之一直保持在勵磁狀態,
當三相交流電源出現斷相故障時,橋式整流無直流輸出,使BHJ,從而斷開1DQJ自閉電路和三相交流電動機電路,防止因斷相運行而燒壞電機。
S700K型電動轉轍機道岔控制電路中有五條外線。它們的作用分別為:
X1-啟動電路A相電源傳送線;定、反位表示電路共用回線。
X2—定位啟動電路B相電源傳送線;定位表示電路正半周電源與二極管Z聯絡線。
X3-反位啟動電路C相電源傳送線;反位表示電路負半周電源與二極管Z聯絡線。
X4-反位啟動電路B相電源傳送線;定位表示電路電源負半周時DBJ勵磁回線。
X5-定位啟動電路C相電源傳送線;反位表示電路電源正半周時FBJ勵磁回線。定位表示線:X1、X2、X4;反位表示線:X1、X3、X5。
2 S700K型電動轉轍機道岔啟動電路故障分析及處理
S700K型電動轉轍機的控制方式有兩種,道岔進路操作和道岔單獨操作。道岔進路操作是排列進路時,進路上的道岔能夠按照僅錄得要求一次選出。道岔單獨操縱,當試驗、維修道岔或者排列引導進路開放引導信號時,對特定的某一組道岔單獨操縱到規定的位置。
2.1 判斷啟動電路故障發生的地點 S700K型電動轉轍機道岔啟動電路發生故障時,首先需要確定發生故障的地點在室內還是在室外。判斷故障發生所處地點有兩種方法。
2.1.1 通過判斷道岔是否啟動來確定故障發生的地點。方法是通過觀察控制臺的提速道岔啟動表示燈是否點亮,如果道岔啟動表示燈點亮說明道岔已經啟動;啟動表示燈點亮13s后才熄滅,說明室外道岔設備故障[2]。原因是控制電路增設了TJ,當1DQJ后開始計時,13秒后吸起。當電動轉轍機轉動超過13秒時,TJ會導致切斷1DQJ和1DQJF的勵磁和自閉電路,使電機停轉。如果道岔啟動表示燈不點亮,則說明室外道岔沒有轉動,先在室內進行檢查。
2.1.2 通過測分線盤處室外電纜回路電阻來確定故障地點。方法是拔掉表示熔斷器之后,在分線盤處測量室外電纜回路電阻的阻值大小。正常情況下三相交流電動機三相線圈繞組加電纜回路電阻大約為50Ω。室外設備工作正常情況下,三相間都是50Ω左右。如果在分線盤處測得三相電纜回路電阻,其中有一個回路電阻值為無窮大,則說明室外設備有故障。故障可能為電機繞組斷線、電纜斷線、轉轍機接點開路等。
2.1.3 如果道岔已經啟動,尖軌與基本軌不密貼,一般為室外機械故障。
2.2 人工單獨操縱道岔時,控制臺上道岔表示燈不滅燈 S700K型電動轉轍機采用三相交流電來提供動力,三相交流電構成的三級控制電路組成了S700K型電動轉轍機的控制電路[3]。如果控制臺表示燈不滅,說明故障發生在第一級1DQJ未能正常勵磁吸起,室內有故障。判定故障原因是1DQJ勵磁電路是檢查聯鎖條件和確定是否接收控制命令的電路,是道岔動作電路的第一級控制電路。當人工操縱道岔時,1DQJ不能勵磁吸起時,道岔動作電路就不能開始工作,表現在控制臺上即人工操縱道岔時道岔表示燈照常點亮,不滅燈。處理此種方法是排列一條經過該道岔的進路,測試該道岔動作是否正常。如果道岔動作正常,則判定道岔單獨操縱部分有故障,檢查CAJ和ZFJ是否動作正常,確定故障點。如果進路式操縱道岔不能動作,檢查SJ是否在吸起狀態,公共配線是否良好,CA接點接觸是否良好、CAJ接點是否良好。
2.3 控制臺單獨操縱道岔到反位,道岔不動作 如果出現這種故障,先檢查控制電路部分繼電器動作是否正常,檢查1DQJ、1DQJF是否吸起,2DQJ是否轉極。如果控制電路部分繼電器動作不正常,按照AJ、ZFJ(或FCJ)1DQJ1DQJF2DQJ轉極的邏輯關系來檢查室內控制部分繼電器電路。
如果室內道岔控制部分繼電器電路動作正常,接著觀察BHJ的狀態[4]。如果BHJ先吸起,后又落下,則說明三相負載部分良好,電已經送過來。接下來去觀察BHJ和1DQJ落下順序。如果BHJ先落下,說明問題在DBQ,換一臺DBQ觀察;如果1DQJ落下后,BHJ再落下,則可能是1DQJ自閉電路有問題或者TJ 不具有延時緩吸功能。
如果BHJ直接不吸起,說明三相電源無電或缺相,電沒有送過來。先檢查組合側面的380V三項交流動作電源是否正常,每相的熔斷絲是否良好。若電源正常,到分線盤測試電壓缺相(X1、X3、X4),有可能是DBQ到1DQJ及1DQJF的對應接點間斷線,或者DBQ內部故障。如果在分線盤處測試電源正常,那么應該到室外重點檢查轉轍機遮斷開關及速動開關的接點接觸情況。檢查的時候,可用反位法檢查,將道岔由定位向反位扳動。
3 S700K型電動轉轍機道岔表示電路故障分析及處理
由于S700K型電動轉轍機每臺轉轍機設置一套表示電路,在故障定位時先要弄清楚具體的那臺轉轍機表示電路故障然后再去處理。表示電路故障的處理有的現象比較明顯,例如如果道岔表示燈熄滅,首先確認是否有擠岔報警。如果存在報警,則表示電路出現故障;如果沒有報警,說明表示燈損壞或表示燈電路故障。
3.1 判斷表示電路故障發生的地點 當表示電路發生故障時,同樣也先需要判斷是室內還是室外故障。(以定位為例)。
由于信號器件在室外,表示電路的電源控制和執行器件在室內,而信號器件采用直流,電源供出的是交流電,因此通過對分線盤端子的交直流電壓的測量來區分故障點在室內還是室外。正常狀態下,在分線盤X1、X2上有交流電壓50V、直流電壓23V左右,X1為“+”、X2為“-”;反位時X1為“-”、X3為“+”。判斷故障時,在分線盤處測X1與X2間是否有交流電壓,若無交流電壓,應斷開X1端子后再測室內X1與X2間是否有交流電壓,若無交流電壓,則故障在室內,電沒有送出來,確定故障時檢查室內保險是否良好,或者配線及接點是否開路。如果有交流110V電壓,則說明室外有開路故障。
對于查找室外開路故障,從主機電纜盒開始,測1、2號端子是否有無交流電壓,無交流電壓,說明是電纜斷線;如果有交流110V,說明是轉轍機內部斷線。
3.2 如果道岔定位反位動作都正常,定位無表示,反位也無表示 如果定位、反位均無表示,則故障定位于定、反位表示電路的公共部分。處理的方法是檢查表示繼電器。如果在提速組合中的表示繼電器都在吸起狀態,則故障在原組合中的電路或表示繼電器故障。如果提速組合中的表示繼電器有一個未吸起,則查看提速組合的表示熔斷器是否完好。如果熔斷器良好,測分線盤是否有交流電送出,檢查BD-7、R1是否良好。如果有交流表示電源送出,電壓基本正常且無直流,則二極管已經擊穿;如果沒有直流電并且交流電壓較高,則整流堆部分開路。若交、直流均無電壓,說明整流堆部分可能短路。因為道岔能動作,排除電機線圈部分和X1線故障的可能性,所以故障存在于定、反位表示公共部分的整流堆及其兩端配線部分。
3.3 如果定位反位動作正常,道岔定位無表示,反位有表示 如果出現這種情況,故障為定位的表示局部電路。檢查的方法是操作道岔到定位,在分線盤處測量X2和X4端子是否存在交、直流電壓。如果存在交、直流電壓,則室內存在故障,原因為DBJ有關配線斷線或有DBJ本身故障。如果只存在交流電壓并且電壓偏高,則故障在室外,檢查室外轉轍機內15-16、31-32、35-36接點接觸是否良好,相關配線是否存在線頭松動、斷線情況。
3.4 道岔定位操作到反位動作不正常 如果出現道岔定位到反位的動作不正常,不正常包括繼電器組合繼電器動作情況不正常;道岔動作情況異常。故障定位于表示電路與動作電路的公共部分,處理方法將道岔置于定位進行檢查。表示電路在正常工作時,分線盤端子X1與X2能夠測到57V交流電和22V直流電[5]。因此通過確定分線盤X1與X2端子交、直流電壓去確定故障地點。
3.4.1 如果X1與X2端子之間交、直流電壓異動 測量R1兩端的電壓,測不到電壓則判定室內組合架1DQJ11到分線盤的X1斷線或1DQJF11到2DQJ111之間斷線。當X1與X2的外線混線時,由于混線的位置和程度不同,可以測得大小不同的電壓。若測得有交流電壓但偏高無直流,說明室外X1電纜、W繞組、V繞組部分有問題,應到室外電纜盒及轉轍機進一步查找確定。如果沒有直流電,交流電壓在110V并且為空載時,則故障定位室外X1。如果測得X1與X2之間沒有直流電,交流電壓在60V,可定為故障為X2短線。
3.4.2 如果分線盤X1與X2端子間交、直流電壓均正常 測量分線盤X2與X4端子,如果交、直流電壓均有,說明X4電纜及轉轍機11-12接點、V繞組良好,故障在室內X4部分。若X2與X4端子交、直流電壓均無,說明故障在X4或轉轍機11-12接點或V繞組。
4 結束語
通過以上的分析和闡述,處理S700K型電動轉轍機道岔控制電路有關的故障可以根據上文敘述快速判明故障現象,處理時快速定位設備故障位置及使處理。
參考文獻:
[1]孫啟發.S700K道岔轉換與鎖閉設備原理及維護知識問答[M].北京:中國鐵道出版社,2007.
[2]江叔平.S700K雙機牽引道岔電路故障處理方法[J].鐵道通信信號,2005,41(7):16-17.
[3]劉智.提速道岔(S700K轉轍機)的故障處理[J].鐵道通信信號,2007,43(6):13-14.
【關鍵詞】 強轉道岔 降低 中斷行車時間
現今全國城市軌道交通正進入一個高速發展期,特別是北京、上海、廣州這樣的大城市,軌道交通路網已經形成,而且每條線的行車間隔也在不斷縮短,有的已經達到120秒,在這樣高密度的運營中,一但發生行車中斷幾分鐘或幾十分鐘,必然給運輸組織帶來很大壓力,而且極宜發生乘客安全問題,所以避免行車中斷或者最大限度的減少中斷時間是我們必須要考慮的。
一、中斷行車原因分析
根據以往中斷或延誤行車的故障案例中我們發現信號故障占了很大一部分,現在對影響行車的主要信號故障以及相應的運營組織方法做一個簡單的分析:
第一、車載設備故障。當車載設備發生故障后,司機會請求行調切除ATP采用非限模式運行至下一站清客,并返回車輛段維修,此類故障對運營的影響較少,不會超過5分鐘。
第二、地面ATP故障。對于現在已經采用CBTC系統的線路來說,如果CBTC故障可轉入后備模式點式ATP繼續運行,對于點式ATP也發生故障或者沒有采用CBTC系統僅采用點式ATP的線路,則可轉鎖模式繼續運營,此時,為保障安全,一般要求司機采用RM駕駛模式,以不超過25Km/h運行,此類故障會造成列車晚點,但不會造成行車中斷。
第三、信號機故障。對于城軌線路中,均設有很強大的監控系統和通信系統,當信號機發生故障時,司機與行調聯系確認后,可直接越過該信號機繼續運行。
第四、軌道電路故障。此類故障在城軌運輸組織上與信號機故障處理方法相同。
第五、道岔故障。此類故障對運營影響最大,故障原因一般分兩類,一類是道岔無表示,一類是道岔無法轉動;對于無表示故障發生后,行調指揮車站人員現場確認道岔位置,放行列車。對于無法轉動的故障又分為兩種情況,第一種是啟動電路故障,第二種是道岔區段軌道電路故障;此兩種故障目前只能采取現場手搖道岔的方式解決。道岔無法轉動的故障是所有信號故障中造成行車延誤以致中斷時間最長的故障。但對于無法轉動故障的第二種情況,我們可以采用強轉道岔的方法來縮短行車延誤。
二、強轉道岔的定義
強轉道岔是指當道岔區段軌道電路故障,而道岔啟動電路正常的情況下,在聯鎖控制臺上通過特殊的操作可以直接轉換道岔,而不用到現場人工手搖道岔的一種操作方法。
三、強轉道岔聯鎖關系的處理
在聯鎖上強轉道岔只用于道岔的單操,但又要與普通單操道岔嚴格分開,在執行強轉道岔命令后,聯鎖在收到強轉操作命令后僅檢查道岔所在的區段占用這一個條件即可發送道岔轉換命令,如果道岔區段空閑,聯鎖不能驅動SJ、DCJ(FCJ)吸起,道岔控制電路如下圖1所示,圖中增加了一路條件電源,在執行強轉道岔命令后,聯鎖驅動QZJ(強轉繼電器)吸起送出條件電源,此時可通過軌道繼電器的落下條件接通1DQJ勵磁電路。
四、強轉道岔功能的作用
北京地鐵15號線中我們增加了強轉道岔這一功能,極大的降低了行車中斷時間。2010年12月21日我們在15號線一期的終點折返站――后沙峪站(站場如下圖2所示)進行了測試,分別對使用強轉道岔功能和不使用強轉道岔功能進行了對比,分析如下:
不使用強轉道岔功能:9時30分,當折返作業必須經過的4/5#道岔軌道區段發生故障,操作員首先啟動計軸復位方式恢復軌道,但無法清除故障,后通知電務維護人員處理,并同時啟動現場手搖道岔的準備工作,當電務人員到場判斷故障短時間無法恢復后,雙方人員趕赴現場手搖道岔,此時已經是9時43分,由于道岔采用ZDJ9雙機牽引,而且又是雙動道岔,再加上操作人員熟練程度不夠(這種故障不是經常發生,他們平時很少操作,自然也不會熟練),兩組道岔轉換道岔用時近10分鐘,轉換到位后,由于道岔2DQJ沒有轉極,道岔不能給出表示,此時現場人員與車站操作人員確認道岔位置,操作人員報告行調批準后放行列車,當列車啟動后時間已是10時01分,中斷行車時間31分。此種處理方法不但使列車在無表示的道岔上運行,安全隱患較大,而且對現場操作人員的人身安全威脅也很大,因為城軌線路一般采用三軌供電的方式,極易造成人員觸電問題的發生。
使用強轉道岔功能:10時25分,后沙峪4/5#道岔所在區段故障,操作員采取計軸復位無法恢復故障后經行調同意立即采取強轉道岔功能,道岔由定位轉換至反位給出了表示,行調根據道岔開通的位置通知司機開車,列車啟動后時間是10時29分,中斷行車4分。
通過以上分析,我們不難看出,強轉道岔功能大大降低了中斷行車的時間,而且可以保證列車在有表示的道岔上運行,降低了安全隱患。
五、安全保證措施
道岔區段紅光帶仍可以轉換道岔,這嚴重違背了信號聯鎖的基本原則,安全問題不容忽視,但基于運輸效率的極大需求,而且對提高運輸效率十分明顯,我們可以采取相應措施來降低安全風險,措施如下:
第一、單獨增設“強轉道岔”“強轉定位”“強轉反位”三個按鈕,與現有的按鈕嚴格區分,并且設置的位置與原有的“定位”“反位”按鈕遠離。第二、新設的三個按鈕增加雙重密碼,由兩個不同的人輸入不同的密碼,才能下發命令。第三、在進行強轉道岔操作后,延時15秒才能下發命令。
通過以上措施,可以極大的降低安全風險,即使人為破壞也需要兩人共同進行,即使進行了操作,在15秒后列車已經離開了道岔區段。
六、小結
綜上所述,在繁忙的城市軌道交通線上,以及軌道故障頻繁的線路上,增加道岔強轉功能對降低中斷行車時間的作用十分明顯。
參 考 文 獻
[1]王偉.香港地鐵運營管理給我們的啟示[J].城市公共交通,2001
關鍵詞:微機監測軌道電路道岔應用
中圖分類號:S762文獻標識碼: A
微機監測是鐵路信號設備的重要組成部分, 是保證行車安全,加強信號設備管理,監測鐵路信號設備應用質量的重要行車設備。主要通過監測和記錄反映信號現場設備的工作狀態及特性變化,及時發現現場信號設備存在的問題,為電務部門掌握設備的當前狀態和進行事故分析提供科學依據。當信號設備工作偏離預定限界或出現異常,可以進行及時報警,避免因設備故障或違章操作影響列車的安全、正點運行。下面通過一些實例對其在維護中的具體應用進行分析。
一、軌道電路監測
1. 通過查看月曲線可以發現軌道電壓近期的變化趨勢, 并以此為根據查找室外故障點。例如:因下雨某道岔區段軌道電壓出現如圖1 所示異常曲線。該區段以往沒有出現過漏泄, 也不是分路不良。經查找是軌距桿絕緣不良, 造成下雨后漏泄。更換絕緣后, 軌道電壓、軌道曲線都正常。
圖 1道岔區段軌道電壓出現異常圖
2. 道床不良, 因下雨造成漏泄過大, 電壓降低, 月曲線如圖 2所示。
圖 2電壓降低月曲線圖
3. 電纜混線。
例如: 某站場幾年前更換了新電纜, 舊電纜與室內的連接已經斷開, 設備使用正常, 只是電壓調的都很低。通過查看微機監測的軌道日報表, 發現有 22 個區段電壓忽然升高,升幅達到5~7V 左右, 1h 后電壓逐漸下降,查看圖紙發現這22 個區段都是一束電纜送出的,對室外這束電纜逐個核對,發現有的電纜盒新舊電纜都連在設備上, 如果不及時處理,22 個區段都將會出現紅光帶。
4. 通過監測軌道電壓, 合理確定軌道電路的電壓調整范圍。軌道電路的調整狀態主要受限于分路狀態, 只有分路殘壓符合標準的軌道電路, 其調整狀態才有效。例如: 某區段電壓調整狀態為15~20V, 分路不良時殘壓為 5~6V, DGJ 不釋放。將該區段調整電壓降為12V 后, 其分路殘壓達到了2~7V。為保證其分路靈敏度, 可以通過降壓確定合理的調整范圍。
5. 通過監測軌道曲線, 為進路不解鎖故障提供分析依據
例如: 某車輛越過某道岔區段后進路不解鎖, 控制臺上該區段留下白光帶。查看月曲線, 軌道電壓分路瞬間高過7V, 超過了 DGJ 的可靠落下值 (吸起值為 9.2V、落下值為4. 6V ) , 分路不良使DGJ 產生了跳動現象, 從而破壞了進路中軌道區段解鎖的邏輯關系。軌道繼電器發生跳動以后的區段不能解鎖時, 可借助日曲線查看不解鎖區段軌道電壓波動范圍, 以幫助判斷是 DGJ 分路不良的跳動, 還是解鎖電路本身的故障, 從而大大提高判斷故障的準確性。
二、道岔監測
信號設備中道岔故障率較高, 投入精力大。道岔的監測包括機械特性、電氣特性和時間特性。通過認真觀察微機監測的道岔工作電流曲線及報警窗口, 分析道岔的各種超標現象, 可以達到預警的目的。
1. 道岔的機械特性
(1)道岔曲線毛刺很大, 可以重點檢查道岔是斷格還是碳刷接觸不良。圖3 ( a)、( b) 曲線尖軌密貼太緊, 反彈大或滑床板吊板。道岔動作電流曲線不是啟動電流偏大, 就是落槽時電流偏大; 圖3( c) 曲線反映出故障電流增高, 動作時間長, 可認為是機械故障, 擠東西。
圖 3道岔機械特性監測圖
(2)減速器在摩擦帶內打滑, 則故障電流逐步減少, 動作時間長。
(3)道岔卡缺口, 電流曲線正常, 動作時間符合標準而道岔無表示。此現象可以認定為表示電路故障, 一般情況為道岔表示桿卡缺口。
(4)室外啟動電路故障。查看微機監測發現道岔曲線出現異常。例如: 某道岔出現圖 4 ( a)曲線, 說明 1DQJ 已經吸起, 室內已送出電壓, 而室外道岔啟動不了。通過對室外道岔進行查看, 發現自動開閉器接點11 、12 接觸不良, 時接時斷; 如果曲線是圖 4 ( c) 曲線說明啟動電路完全斷電。
圖 4道岔機械特性監測圖
2 .道岔的電氣特性
(1) 道岔 1DQJ 特性不正??赡芤驗?1DQJ斷線。
(2) 沒有扳動道岔, 但有曲線, 且曲線是鋸齒狀, 而開關量反復出現1DQJ 跳動, 更換1DQJ 后正常, 說明1DQJ 特性不好。
(3)當車壓過某道岔區段后, 道岔表示不一致報警, 而開關量反復出現 1DQJ 跳動, 更換 1DQJ后正常, 說明1DQJ 特性不好。
(4)道岔分機采不到道岔曲線、時間, 說明1DQJ 采集器環線斷線或1DQJ 斷線; 如果可以采集到時間、曲線, 是模入板壞或模入板接觸不好。
(5) 通過監測道岔動作次數, 解決狀態修的問題。根據道岔動作次數的多少, 進行中修更換, 改變過去按安裝年限計算的方法。從微機監測動作次數確定道岔的使用頻度, 合理安排道岔維修。轉動次數多的道岔在檢修時要重點對待, 動作次數少的, 主要以注油防腐蝕為主。
參考資料:
隨著城市軌道交通的發展,近十年來,全國已經有二十多個城市規劃了地鐵、輕軌、有軌電車等項目。轉轍機作為信號系統的重要組成部分,一旦道岔發生故障,將會對軌道交通運營造成晚點、延誤等重大影響,因此,在故障發生時,快速地處理故障,才能保障軌道交通的正常運營。
【關鍵詞】轉轍機 故障 處理
1 ZDJ9型轉轍機簡介
ZDJ9轉轍機特點,道岔是城市軌道交通重要組成部分,轉轍機是轉換、鎖閉、接通道岔表示的核心,轉轍機作為信號系統的重要組成部分,有著轉換道岔、鎖閉道岔、接通表示的功能。在道岔故障發生時,快速地處理故障,才能保障軌道交通的安全、正點。 在軌道交通中,ZDJ9型轉轍機因為安裝、維修方便、性能可靠、價格適中、國產化等優點,在軌道交通中運用廣泛。
2 道岔啟動電路的技術條件和工作原理
2.1 道岔控制方式
2.1.1 道岔進路操縱
以進路的方式使進路中上各組道岔按進路的要求接通電動轉轍機將道岔轉換到定位或反位。
2.1.2 道岔單獨操縱
為維修、試驗道岔和開放引導信號排列引導進路等,需要對道岔進行單獨操縱。
2.2 道岔啟動電路的技術條件
(1)對道岔實行區段鎖閉,道岔區段有車占用時,或道岔區段軌道電路發生故障時,不準備道岔轉換。
(2)對道岔 實行進路鎖閉,進路在鎖閉狀態時,不準進路上的道岔再轉換。
(3)道岔啟動后,如果列車或調車車列隨后駛入該道岔區段,則應保證道岔能繼續轉到底,不受第一條技術條件限制而停轉。若使道岔停轉或允許值班員控制它回轉,都將造成脫軌或擠岔等嚴重事故。
2.3 道岔啟動電路的動作原理
2.3.1 道岔斷相保護器
交流轉轍機采用三相交流電源,供電電壓為380V。為防止在三相交流電源斷相情況下燒壞電動機,在交流轉轍機控制電路中設有道岔斷電保護器DBQ。DBQ由三個電流互感器、橋式整流和保護繼電器BHJ三部分組成。三個電流互感器的一次側線圈分別串聯在三相交流電路中,二次側線圈首尾相連,經橋式整流后,輸出端子接保護繼電器BHJ。
2.3.2 道岔動作電路
定位第一、三排接點閉合,道岔由定位向反位動作為例。
道岔啟動電路采用分級控制方式控制道岔轉換,由第一道岔啟動斷電器1DQJ檢查聯鎖條件,符合要求后才能接通勵磁電路,然后由第二道岔啟動繼電器2DQJ控制交流電機的轉換方向,以決定將道岔轉向定位還是反位。
2.3.3 道岔動作電路
采用DBQ動作BHJ,來保護三相電機。2DQJ的兩組接點的作用主要是區分定、反位動作方向;對B、C相電源進行換相,使三相電機正轉或反轉。道岔動作到位后,由11-12及13-14或41-42及43-44接點斷開三相動作電源。為保護作業人員的人身安全,在電機的U相電路中串入了遮斷開關K。在需要時,可切斷動作電路,使BHJ不能吸起或由原來的吸起轉為落下,使道岔不能電動轉換。
3 道岔表示電路的技術條件和構成原理
因采用BD1型表示變壓器,輸出為110V交流電源,故須按交流電正、負半波進行電路分析。
當正弦交流電源正半波時,假設變壓器Ⅱ次側4正,3負。電流的流向為:Ⅱ41DQJ(13-11)X1線電機線圈W(1-2)電機V(2-1)接點(12-11)X4DBJ(1-4)2DQJ(132-131)1DQJ(23-21)R1(2-1)Ⅱ3,這時DBJ吸起;同時,與DBJ線圈并聯的另一條支路中,電流的流向為:電機線圈W(1-2)電機U(2-1)接點(33-34)R2(1-2)Z(1-2)接點(16-15)接點(32-31)X22DQJ(112-111)1DQJ(11-13)2DQJ(132-131)1DQJ(21-23) R(2-1) II3,在這條支路中,整流二極管反向截止,故電流基本為零。
參考文獻
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關鍵詞:6502電路 故障分析
中圖分類號:TM13文獻標識碼: A
6502聯鎖電路的作用是保證站內運輸作業安全,提高作業效率。它是由15條網路線和若干單元電路組成。這些電路均是以繼電器為負載。用繼電器的吸起或釋放兩種狀態來證明電路的狀態。繼電器的動作具有順序性,它們總是遵循一定的順序勵磁吸起,也遵循一定的順序失磁落下。在繼電器吸起和落下的同時,在控制臺上均給出了相應的表示。要想根據控制臺上給出的表示信息,分析判斷出故障所在的網絡線或具體的故障點,就要求我們不但要具有一定的邏輯思維能力,還要求我們對電路的作用、動作程序有清晰的理解和認識。
6502聯鎖電路分為選擇組電路和執行組電路兩部分,下面將分別介紹這兩部分網路線的作用、電路動作程序及故障分析方法。
1 選擇組電路
1.1選擇組電路的作用
前7條網路線構成選擇組電路。其作用如下:
1)第1、2線用來選雙動八字第一筆道岔的反位(動作FCJ);
2)第3、4線用來選雙動八字第二筆道岔的反位(動作FCJ);
3)第5、6線用來選雙動道岔、單動道岔的定位(動作DCJ),單動道岔的反位(動作FCJ)及進路中的信號點(動作JXJ);
4)第7線是開始繼電器網絡線,用來檢查進路的選排一致性。用DCJ對應DBJ、FCJ對應FBJ證明所選道岔位置與操作意圖一致,用SJ的前接點證明所選進路在解鎖狀態。
1.2選擇組電路的動作程序
6502電路是由大量的繼電器組成,掌握每個繼電器的勵磁和釋放時機,對我們處理故障十分重要。下面將以兗礦集團孟樓車站XN至4G的接車進路(如圖一)為例,來說明電路的動作程序。
圖一 孟樓部分站場圖形
1)按壓XN始端按鈕,始端按鈕繼電器XNAJ勵磁并自閉。其作用有三點:一是點亮按鈕表示燈,使之閃光;二是接通相應的方向繼電器(LJJ)勵磁電路,使方向繼電器吸起,點亮進路排列表示燈;三是向選岔網路1、3、5線送KZ;
2)按壓S4終端按鈕,終端按鈕繼電器AJ勵磁并自閉。其作用也有三點:一是使終端按鈕閃光;二是接通方向繼電器自閉電路(使進路排列表示燈保持亮燈);三向選岔網絡2、4、6線送KF;
3)接通1―6線選岔電路,如果進路上有八字一撇道岔反位,就先接通1、2線,使該道岔的第一反操繼電器1FCJ、第二反操繼電器2FCJ勵磁并自閉;如果進路上有八字一捺道岔反位,則先接通3、4線,使該道岔的1FCJ、2FCJ勵磁并自閉。選出雙動道岔反位后,接通5、6線。先使網絡最左側的JXJ勵磁并自閉,然后從左到右順序選出雙動道岔的定位,單動道岔的定位或反位以及中間信號點的進路選擇繼電器JXJ(此時信號點按鈕閃光),最后使網絡右側的JXJ勵磁自閉。
4)始端的JXJ吸起與方向電源配合使列車開始繼電器LKJ或輔助開始繼電器FKJ勵磁并自閉(此時始端按鈕表示燈亮穩光);終端JXJ吸起與方向電源配合,使終端繼電器ZJ勵磁并自閉。
5)道岔的定操繼電器DCJ或反操繼電器FCJ吸起,接通道岔控制電路,第一啟動繼電器1DQJ勵磁(此時道岔表示電路被切斷,定位或反位表示燈熄滅),第二啟動繼電器2DQJ轉極,動作室外道岔,道岔到位后,溝通新的道岔位置表示,道岔表示燈著燈。
6)始、終端JXJ吸起,切斷各自AJ自閉電路,AJ緩放落下,AJ復原使方向繼電器復原(此時,方向電源表示燈熄滅),方向繼電器復原又使所有JXJ復原。此時,始、終端按鈕表示燈閃光均熄滅,始端按鈕表示燈改點穩光。
7)進路上選排一致接通7線,開始繼電器KJ吸起
1.3故障的分析方法
根據掌握的每部分電路的作用,每個繼電器的動作時機,結合控制臺的顯示信息,來判斷故障的范圍。其步驟如下:
第一:通過排列進路,觀察控制臺現象,判斷出進路最左端和最右端的JXJ勵磁狀態。
第二:判斷故障有可能出現在哪條網路線上:
左端的JXJ吸起,說明前4線正常,否則前4線故障或JXJ勵磁電路故障;
右端的JXJ吸起,說明前6線正常,否則第5線故障。
對于前4線,將雙動道岔扳至定位,然后再進行排列進路,觀察道岔是否轉換,從而進一步縮小故障范圍;對于5、6線,若最左端的JXJ吸起過,則說明第6線完好,故障在第5線,將相關道岔扳動到與進路相反的位置,重新排列進路,根據道岔的位置狀態及中間信號點來縮小故障范圍;若最左端的JXJ未吸起過,則要么5線左端供的KZ有問題,要么第6線存在斷路,對于較長的進路,則可排列同方向同右端的進路來判斷第5線是否良好,再排不同的進路來縮小第6線。
2、執行組電路
2.1執行組電路的作用
1)第8線是控制信號檢查繼電器XJJ的網絡線,通過它檢查進路空閑、道岔位置正確及敵對進路在未建立狀態;
2)第9線是區段檢查繼電器QJJ和股道檢查繼電器GJJ的勵磁網路線,各區段的QJJ和GJJ的線圈均并接在這條網路線上,主要是為鎖閉進路作準備;
3)第10線是QJJ的自閉網路線,各區段QJJ線圈均并接在這條網路線上,主要是防止列車進路的迎面錯誤解鎖,保證行車安全;
4)第11線是信號繼電器XJ的網絡線,還可以做引導信號用的網絡線,用引導進路鎖閉方式開放引導信號。通過第11線,檢查道岔位置是否正確且被鎖閉,敵對進路是否未建立且鎖在未建立狀態,進路是否空閑等條件。若能滿足條件,則信號繼電器勵磁吸起,接通信號機點燈電路,從而開放信號。
5)第12、13線是專為驗證解鎖條件而設計的網絡線,用以進路的正常鎖閉、故障鎖閉、引導進路鎖閉等情況下的解鎖。
6)第14、15線是控制軌道光帶表示燈網絡線。在辦理進路時,用軌道光帶來反映進路是否開通、是否鎖閉以及軌道的占用情況。
2.2執行組電路的動作程序
1)信號開放三大基本條件滿足,接通8線,信號檢查繼電器XJJ吸起。
2)XJJ吸起接通9線,進路上各區段區段檢查QJJ吸起,第一進路繼電器1LJ、第二進路繼電器2LJ落下,點亮控制臺白光帶,同時使傳遞繼電器CJ、鎖閉繼電器SJ落下,鎖閉進路。向股道建立接車進路或向單向區間發車口建立發車進路時,9線上的股道檢查繼電器GJJ還要吸起,使照查繼電器ZCJ落下,點亮股道白光帶或整條股道紅光帶。
3)信號開放的條件全部具備,接通11線,信號繼電器XJ吸起,點亮信號機復式器允許燈光,同時因XJ吸起,FKJ復原,始端按鈕表示燈穩光熄滅。
4)XJ吸起,接通10線QJJ構成自閉以防止迎面錯誤解鎖。
5)當列車進入接近區段時,接近預告繼電器JYJ落下,進路構成接近鎖閉。當列車完全出清接近區段時,JYJ重新吸起。
6)當列車進入信號機內方第一個區段時,XJJ落下,GJJ隨XJJ落下而復原。對于列車進路,因XJJ落下使列車信號繼電器LXJ落下,關閉信號,復式器滅燈或改點紅燈。對于調車進路,調車信號繼電器DXJ經XJJ落下條件接通一條白燈保留電路。關閉調車信號有兩種情況:
① 列車或車列完全進入信號機內方,JYJ吸起切斷保留電路使信號關閉,復式器滅燈。
② 當接近區段留有車輛時,必須出清信號機內方第一個道岔區段,有關道岔軌道復示繼電器DGJF吸起切斷保留電路,使信號關閉。
7)進路正常解鎖,12線和13線開始工作。列車進入本區段,本區段由白光帶改點紅光帶,且使QJJ復原,用先勵磁的一個LJ記錄前一區段解鎖情況。當列車壓入下一區段并出清本區段時,使另一個LJ吸起,實現三點檢查。區段紅光帶隨著FDGJ復原而消失,有關SJ、CJ跟著吸起,本區段解鎖。當列車出清最后一個道岔區段后,整條進路光帶均消失,證明該進路全部解鎖。若是向股道建立的接車進路,由于最后一個區段的SJ吸起使ZCJ重新吸起并自閉,股道由整條紅光帶改點兩節紅光帶。正常解鎖時,進路總是從始端至終端逐段解鎖。
8)進路內方第一個道岔區段解鎖后使始端的KJ和LKJ復原。調車進路最后一個道岔區段解鎖后使ZJ復原。
2.3執行組電路的故障分析
執行組電路的故障主要有兩種類型:
1)第一種,進路無白光帶,始端亮穩定燈光,終端滅燈。
此類故障現象有可能有以下幾種原因:KZ,ZJ,XJJ,QJJ之一因故沒有勵磁
2)第二種,進路出現白光帶,但信號開放不了
此類故障現象有兩種情況,其一,LXJ沒有勵磁;其二是LXJ沒有自閉。
不論是第一種類型還是第二種類型,都可以在控制臺上通過排不同的進路,縮小故障范圍,其具體的方法如下:
1)排列反方向進路
若不能排出,說明網絡線上出現故障。若是較長的列車進路,且是網絡線上的故障,則可以排長調車進路來區分是哪一段的故障。
2)排同始端不同終端的進路
若進路排不出來,說明始端故障。
3)排同終端而不同始端的進路
若進路排不出來,說明終端故障。
通過上述在控制臺縮小故障范圍,然后進機械室,通過觀察相關繼電器的狀態,進一步縮小故障范圍,最后用借電法查處具體故障點。
對于處理自閉電路故障,難度較高,要求信號維修人員不僅對電路十分熟悉,還要掌握個別繼電器的特性,尤其是緩放時間。下面以進站信號開放后2~3秒自動關閉為例來說明這一類問題的處理方法:對于這種現象,主要有KJ、XJJ、LXJ其中的任何一個不能自閉造成的,而在控制臺,無法判斷具體是哪一個繼電器,這就需要我們在辦理進路的過程中觀察繼電器狀態:若KJ先落下,之后XJJ和LXJ隨后落下,則說明KJ自閉電路故障;若KJ始終處于勵磁狀態,而XJJ先落下,2~3秒后LXJ隨后落下,則說明XJJ自閉電路故障;若LXJ先落下,XJJ隨之落下,則說明LXJ自閉電路故障。判斷出具體繼電器自閉電路故障后,處理起來就相對容易。
3 小結
上述的論述只是提供的分析6502電路的一種思路,由于篇幅有限,很多單元電路、解鎖電路等細節內容沒有詳細說明。在控制臺上,同一種故障現象,有可能有很多故障原因造成,有時同一個故障,在不同的時間內,體現的故障現象又有不同,這就需要信號維修人員能夠結合當時的實際情況綜合進行分析,并注意總結,從中找出規律,方能快速、準確地找出故障所在。
參考文獻
[1] 袁成華.信號設備故障分析與處理. 中國鐵道出版社,2006:61-114
[2] 王永信.車站信號自動控制. 中國鐵道出版社,2009:22-96
關鍵詞:聯鎖故障;軌道交通運營;原則;流程;調整;
中圖分類號:C913文獻標識碼: A
1引言
在發生聯鎖區信號設備聯鎖故障時,行車調度員應迅速判斷故障信息并進行信息流轉。良好的先期處置是整個故障處理中的關鍵環節。信號設備基本恢復正常后通知車站對信號系統進行相應的操作后排列各次列車的進路,再取消電話閉塞法組織行車的命令。
2基本原則
在發生信號系統聯鎖故障后,行車調度員應在相應的處置原則下充分發揮主觀能動性,確保安全、積極高效的組織行車。聯鎖故障處置的基本原則有:安全原則、效率原則、兼顧客運、遵章守紀原則等。
2.1 安全原則
在聯鎖故障處置中,安全關鍵點非常多:故障區域內列車數量和位置的確認、通知車站勾鎖道岔、故障區域外行車調整等。
2.2 效率原則
在確保安全的前提下,盡快開通故障區域,盡量減少運營損失,努力提高運營服務質量。
2.3 兼顧客運
在故障發生初期,由于判斷故障現象、車站人員下線路勾鎖道岔需要非常長的時間,如果是某一聯鎖區故障,則應確保故障點外的行車組織平穩、有序。故障區內車站應做好相應的乘客服務工作。
2.4 遵章守紀
所有的行車組織、調度指揮、應急處理都應在分公司下發的各項規章制度允許的范圍內進行,充分發揮調度員的主動性與積極性。任何侵越安全“警戒線”的行為都是應該禁止的。
3處置流程
3.1 故障判斷
在任何故障處置中,故障判斷是首先也是非常重要的一個環節,故障判斷的準確與否直接與后續的處置方向與處置效率有直接的關系。
信號系統聯鎖故障的故障判斷依據主要有:HMI、信號系統大屏灰顯、相鄰聯鎖區向故障聯鎖區不能排列進路、列車在故障聯鎖區產生緊制、與相關車站確認LOW顯示不正常。
3.2 信息匯報
在確定好信號系統聯鎖故障時,應盡快就信息情況通報值班調度長、設修調度員。
3.3 應急處理
3.3.1 準備階段:在確定信號系統聯鎖故障后,行車調度員及時向相關車站調度命令:“因** 站信號系統聯鎖區發生聯鎖故障,各站做好啟動電話閉塞法行車準備,** 站采用** 道折返?!毕蛳嚓P列車司機調度命令:“因** 站信號系統聯鎖區發生聯鎖故障,** 站至** 站上下行緊制列車確認無異常后以RM模式動車。”若岔區有車迫停,行調通知司機:“因** 站信號系統聯鎖區發生聯鎖故障,** 次確認現場無異常后限速5km/h 通過岔區,運行至前方站臺(或道岔前、停車線)待令?!比艄收蠀^域內有NRM模式運行列車,行調及時呼停NRM模式駕駛列車,組織其限速20km/h 運行到前方站臺或道岔前停車待令。若道岔前方有列車停車待令,通知車站先勾鎖某付道岔,在得到車站匯報勾鎖已完成及線路出清后組織岔前待令的列車運行到前方站臺待令。
3.3.2 OCC 內部確認列車位置:司機停車后及時將列車位置匯報OCC 行車調度員,行車調度員接到司機匯報后,在線路簡圖上進行標注,兩名行車調度員及值班調度長共同確認故障區域列車數量及位置正確。
3.3.3 啟動電話閉塞法:在確認故障區域內所有列車在車站停穩后,與相關車站共同核實列車最終位置,準確掌握列車位置后向相關車站、司機調令。
3.3.4 現場跟進:制定非故障區域運營調整方案,報值班調度長審批后執行;電話閉塞法運行區段與車站做好收點工作,鋪畫實際運行圖,掌握列車實際位置,及時將相關信息通報值班調度長。
3.3.5 恢復正常:得到設修調度員信號聯鎖基本恢復正常的通知后,確認故障區域內所有電客車在車站停穩,要求車站強行站控后執行“重啟令解”、“釋放指令”命令。二號線還要求車站執行“自排全關”、“關區信號”,高架區段要求車站拍下緊停并恢復緊停。隨后提前排列好各次列車的進路,向相關車站、司機調令。
3.3.6 后續組織:組織車站拆除折返道岔勾鎖器,其余道岔勾鎖器待運營結束后拆除。
4把控關鍵點
4.1 信號故障聯鎖區鄰近車場時,當涉及到列車出入場時,將采用電話閉塞法范圍擴大至車輛段。
4.2 在采用/取消電話閉塞法組織行車時,先將調度命令發給車站,后發給司機。
4.3 故障出現初期,應及時將故障區域外行車組織進行調整,避免多部列車密集積壓。
4.4 故障區列車組織進站時,通知車站人員優先勾鎖離迫停列車最近的道岔。線路出清后及時組織該車進站。
4.5 道岔標識正常且能夠單獨鎖定道岔情況下,車站不需下線路鉤鎖道岔。
4.6 列車進入和離開電話閉塞區段司機自行進行模式切換。
5案例分析
本文模擬蘇州軌道交通二號線高鐵蘇州北站聯鎖區信號設備聯鎖區聯鎖故障,結合實際案例來分析故障對運營造成的影響及行車調度員如何快速處置。
如圖1 所示,高鐵蘇州北站聯鎖區與盤蠡路站聯鎖區分界點在平河路與蘇州火車站區間,應急處置如下:
5.1 判斷故障,及時通報。
準確判斷故障后迅速通知值班調度長及設修調度員。
5.2 先期處置,有利有節。
故障點內的調整為及時通知司機確認安全后以RM模式動車,通知車站:“因高鐵北聯鎖區聯鎖故障,做好啟動電話閉塞法組織行車準備,高鐵北采用站前折返?!惫收蠀^外列車石路至寶帶橋南采用小交路運行。通知高鐵北站優先勾鎖D0308、D0307 道岔、陸慕優先勾鎖D0901、D0909 道岔。并在線路簡圖上記錄司機匯報的列車停車位置。組織故障區列車到車站停穩后,行調與調度長再次確認列車位置與數量。
5.3 調令,做好收點。
采用先向車站后向司機調令的原則調令:“因高鐵北聯鎖區聯鎖故障,太平車輛段至蘇州火車站上下行采用電話閉塞法組織行車,高鐵北站前折返”。記錄有岔站報點并鋪畫運行圖。
5.4 故障消失,恢復行車。
在得到設調回復基本恢復正常后。確認所有列車已停穩,通知各有岔站強行站控,執行“釋放指令”、“重啟令解”、“自排全關”、“關區信號”,高架站拍下緊停并恢復,排列好各次列車進路后取消電話閉塞法行車命令:“太平車輛段至蘇州火車站上下行取消電話閉塞法,恢復正常運行?!辈⑼ㄖ哞F北拆除勾鎖器,其余勾鎖器待運營結束后拆除。
6結語
聯鎖區信號設備聯鎖故障對行車運營帶來極大的不便,嚴重影響運營質量。在整個應急處置和行車組織中應充分考慮故障對運營的影響,相關運營信息,熟練掌握處置流程,沉著冷靜面對。盡量提高運營質量。
參考文獻:
關鍵詞:聯鎖;軟件測試;建模;Petri網
中圖分類號:U284文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2008)30-0606-03
Research on Simulation Modeling at Railway Interlocking Software Test Based on Petri Net
GONG Jie
(School of Electronics&Information Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China)
Abstract: The railway interlocking software always have a strict test demand ,simulation is an important part of test. As a kind of formal program language, Petri-Net is veracity and integrality. It is very suitable for the safety-critical software test. In the paper, it proposes an idea abort simulation modeling at railway interlocking software test. Furthermore, it presents two examples on Petri-Net and Color Petri-Net. It will help to improve the system’s security and veracity.
Key words: interlocking; software test; modeling; Petri-Net
環境仿真技術是軟件測試的重要組成部分,它不僅要能夠模仿出被仿系統的正常運行行為,還要能夠實現故障注入的模擬。鐵路聯鎖軟件是對鐵路站場信號設備進行實時控制,以保證站內行、調車安全和提高作業效率為目的的一種安全軟件[1]。隨著鐵路提速與計算機聯鎖應用的普及,對于鐵路計算機聯鎖軟件的測試越來越普遍。為了能有效地提供一個與車站聯鎖系統的實際環境相仿的供檢測的環境,我們就希望在計算機聯鎖測試評估平臺上利用計算機系統仿真技術模擬出車站內部的聯鎖情況,同時也能夠實現故障注入的模擬。
作為建模工具的一種,Petri網是1962年由Petri.C.A在他的博士論文中作為網狀結構的信息流模型提出來的[3]。近年來,Petri網以及它的各種改進模型如: 有色Petri網等被廣泛地應用到了眾多復雜系統的離散事件仿真模型搭建工作中,為離散事件的仿真提供了不少新的方法。相對于傳統的馬式鏈等建模方法,Petri網作為一種形式化方法,它不僅能分析系統軟,硬件中多方面的特性(如功能性,安全性,可靠性,實時性等)而且對于計算機聯鎖這類安全性極高的安全苛求軟件還可檢測系統定義的一致性,完整性和精確性?;赑etri網的這些優點,考慮到對聯鎖軟件測試所要模擬的鐵路站場的信號設備動作均是離散事件,因而我們嘗試著將Petri網引入對聯鎖軟件的測試仿真之中。本文針對鐵路聯鎖三大件之一的道岔提出了基于Petri網的仿真建模方案。
1 車站聯鎖仿真
仿真簡而言之就是在模型上進行試驗的過程。車站聯鎖仿真是要仿出一個鐵路車站信號系統中現場的各種設備(信號機,道岔,軌道電路區段等)在聯鎖邏輯下由聯鎖控制、列車運行或故障事件所導致的狀態變化的平臺提供給被測軟件作為其測試的命令對象[1]。因此,仿真環境必須能正確模仿這三種信號設備的動作,包括能夠正確模擬信號機的燈光顯示變換、道岔的位置轉換、列車和車列在站內運行引起相應軌道區段的占用或出清等。由于軌道電路區段的變化還涉及列車的運行,因此仿真環境還需模擬站內列車的各種行、調車作業。由于安全苛求軟件對安全性的嚴格要求,仿真環境還必須做到能夠根據測試的要求注入故障,成為一個嵌入故障的仿真環境。以考察被測軟件對于故障的應對能力。在這里Petri網的使用可以有效的模擬各種設備的動作和故障注入,描述各個設備的狀態變化。
2 Petri網
隨著對Petri網研究的深入,各種Petri網層出不窮,但是目前在仿真領域應用最為廣泛的仍是基本Petri網與有色Petri網。在文獻[3]與[4]中有著對基本Petri網與有色Petri網明確的定義:
2.1 基本Petri網
基本Petri網是一個四元組PN=(S,T;F,M0 )[3]
1) P為由庫所(places)組成的一類有限集合
2)T為由變遷(transitions)組成的一類有限集合
3) F為網的流關系(flow relation):且滿足:
4)M0為基本Petri網PN的初始標識。
2.2 有色Petri網的結構
有色Petri網的定義有多種,在這里我們選用了Kurt Jensen所給出的經典定義:有色Petri網是一個多元組CPN=(∑,P,T,A,N,C,G,E,I)它滿足如下條件[4]:
1) ∑是一有限非空類型集合,稱為顏色集
2)P為由庫所(places)組成的一類有限集合
3)T為由變遷(transitions)組成的一類有限集合
4)A是有限的弧集,且滿足
5)N稱為節點(node)函數,定義為 N:AP×T∩T×P
6)C稱為顏色(color)函數,定義為 C:P∑
7)G稱為防護(guard)函數,定義為,G:Texpressions(expressions為表達式),且滿足:
其中Type為類型函數,Var是變量函數,Var(expression)為由expression中所含變量組成的集合。
8)E為弧表達式函數,定義為 E:Aexpressions,且滿足:
這里的p(a)表示n(a)的庫所。
9)I為初始化函數,它將每一庫所映射成一常量表達式,且滿足:
有色Petri網與基本Petri網的不同之處在于其擁有較高的折疊性,可以有效的減少庫所的數量,將基本Petri網較難描述的模型簡單的表示出來,改變基本Petri網對復雜系統無法描述的缺點。
3 仿真建模實例
在仿真建模中可根據不同的設備要求來選擇要使用的Petri網的類型,對于狀態與事件較少的設備可以就使用基本Petri網來描述,而對于某些較為復雜的設備則要利用有色Petri網才能建立起。下面將會給出對基本道岔模型(基本Petri網)和含故障設置的道岔模型(有色Petri網)的建模實例。
3.1 道岔的基本Petri網模型
道岔在聯鎖系統中是用來提供給列車軌道轉換的裝置,用來保障列車進入正常進路區,正常情況下,它根據進路的建立命令的保持不同的狀態,因此在建立仿真模型的過程中,應把道岔所受的聯鎖控制以及其的所處狀態作為需要考慮的重要因素,而其物理位置、形狀、外殼顏色等物理特性均可以忽略不記[2]。選擇道岔的顯示狀態作為庫所,道岔所受的聯鎖控制作為變遷,可以很好地描述道岔的狀態轉換。由于道岔的當前狀態只有4種,用基本Petri網即可方便、直觀描述。如圖1,清楚的表明了基本道岔的狀態轉換。
表1詳細解釋了道岔基本Petri網模型中的各個庫所和變遷的物理意義,即離散事件的各個狀態與引發狀態變化的事件。例如,在定位鎖閉這一變遷(T1)觸發后,信號機就會由初始狀態定位狀態(S1)顯示為鎖閉狀態(S3)。當道岔發生解鎖的變遷(T5)發生后,道岔將會重新回到定位(S1)。上圖中的四開是指一種道岔岔尖保持不接觸的狀態的鐵路術語,是一種正常狀態,而并非指道岔失去表示。
假定Petri網的原始狀態 M0={1,0,0,0},則其的可達性圖參見圖2。
通過上述可達性圖可以清楚的看出對于每個狀態M,其托肯顯示出的都是單一道岔狀態,沒有出現多狀態或無狀態顯示的錯誤,且根據Petri網的定義我們可以判定上一模型具有良好的可達性、可逆性與活性。
3.2 含故障設置的道岔的有色Petri網模型
在基本道岔的基礎上,往往在許多的測試中要求加入一定的故障,來觀察道岔對于故障的處理能力,在這里就需要做故障恢復的考慮(記憶性),因此用基本的Petri網來描述軌道區段就不再合適了,所以改為選擇有色Petri網來描述軌道區段的狀態。其托肯構造如下所示:
Token={ID,STATE0,STATE1}
其中:ID表示區段的物理地址,STATE0表示道岔的當前狀態,STATE1表示道岔的上一狀態(在故障設置中也可以模糊化為一記憶態,即追溯為上一對于判決有用的狀態)。在這種托肯結構下,每個托肯就可以同時包含當前狀態與以前狀態的信息,原來在這種條件下,使用基本Petri網來描述軌道區段的狀態變化會導致庫所的急劇增加,模型非常復雜,因此我們選用有色Petri網來建立仿真模型(圖3),同一庫所可以含有不同顏色的托肯,大大簡化了模型。
模型中,庫所集P={S1,S2,S3,S4,S5}代表軌道道岔的狀態空間,S1: 定位;S2: 反位;S3:四開;S4:鎖閉;S5:失表示。變遷集T={T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10,T11,T12 }包括了進路的控制命令與故障設置命令兩個部分的事件所轉化成的變遷。
對于P當中的各個庫所,定義色集如下:
C(S1)={(ID,S1,S3), (ID,S1,S4)}
C(S2)={(ID,S2,S3), (ID,S2,S4)}
C(S3)={(ID,S3,S1), (ID,S3,S2), (ID,S3,S5)}
C(S4)={(ID,S4,S1), (ID,S4,S2)}
C(S5)={(ID,S5,S3)}
從上面可以看到,我們將當前狀態STATE0相同的托肯都定義在同一庫所中。
表2詳細解釋了道岔模型中的庫所和變遷的物理意義,即離散事件的各個狀態(多個狀態依據某一規則集中成同一個庫所)與引發狀態變化的事件?;〖螦={a1 ,a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, a9, a10, a11, a12, a13, a14, a15, a16 ,a17, a18, a19, a20, a21, a22, a23, a24},表3給出了弧函數E的具體定義:
防護函數G定義為:G(T6)=V1, G(T8)=V2, G(T1)=V3, G(T4)=V4, G(T9)=V5, G(T10)=V6, G(T11)=V7, G(T12)=V8,其中:
V1= (ID,S4,S1),V2= (ID,S4,S2),V3= (ID,S3,S2),V4= (ID,S3,S1)
V5= (ID,S3,S1),V6= (ID,S3,S2),V7= (ID,S5,S1),V8= (ID,S5,S2)
在這里防護函數所起的作用就是對有色Petri中的托肯加以篩選的模塊,例如防護函數V1,對于庫所S4的色集包含了2種不同的顏色{(ID,S4,S1),(ID,S4,S2)}但是根據站場的實際仿真情況,只有定位鎖閉的道岔才能在定位解鎖的命令(T6)下回到定位狀態,即只有在前一狀態為定位(S1)情況下,處于鎖閉狀態(S4)的道岔才會轉化為區段持久故障占用(S1)。所以通過設立防護函數V2,在庫所S4中只允許顏色為(ID,S4,S1)的托肯才能夠觸發T6后轉化為(ID,S1,S4)。起到了一種對托肯的有條件的篩選作用。
圖1與3的模型僅僅表達了鐵路道岔的聯鎖仿真建模的部分內容,隨著測試內容的增加會有更多的變遷產生,但是從上述兩建模的實例可以看出而言,Petri網是非常適用于車站聯鎖的描述的。
4 結論
環境仿真是軟件測試的一個重要課題。在安全軟件的測試中,是影響測試的有效性和效率的關鍵問題。本文結合鐵路車站微機軟件測試平臺的研究課題深入探討了環境仿真建模的課題,提出了利用Petri網建模的思想來完成聯鎖仿真的建模。鐵路車站信號聯鎖系統的聯鎖邏輯關系非常的復雜,其仿真的建模過去長期使用馬式鏈來完成,結構較為復雜,且會出現描述不清的狀況。使用Petri網建模后,利用形式化語言的準確性,提高了測試的一致性,完整性和精確性,而且有利于直接轉化為具體的編程語言。
雖然上述的設計思想和理論以取得一定的成果,然而仍有有待改進之處。比如時間Petri等在建模的引進等,還需要進一步考慮??傮w看來,本文利用Petri對聯鎖軟件測試仿真建模的嘗試,對于離散事件的仿真建模起到了一定的借鑒作用。
參考文獻:
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[4] Kurt Jensen. Colored Petri Nets―Basic Concepts Analysis Methods and PracticalUse[M]. Second Edition. Germany: Springer, 1997:70-107.
【關鍵詞】計軸;預復位;旁路功能
計軸設備是一種位于軌道旁的設備,對通過它所在位置的列車輪軸進行計數。計軸區段是一種設計用來替代軌道電路的列車占用檢測設備。有計軸評估單元的系統,可以更智能地檢測列車占用,實現故障恢復,具有更完整的系統功能。計軸容易受擾,需要人工復位,有的直接復位,有的預復位。受擾的原因有失電后恢復、電磁干擾、磁頭處劃過金屬物等。如果系統是在開通運營初期CBTC功能尚未實現,采用計軸設備作為列車位置檢測的后備模式,構成聯鎖、閉塞系統。當計軸受擾或故障時,會影響運營安全。計軸預復位和旁路功能的運用提高了地鐵的效率,運營安全也相應得到了保證。
1.預復零和計軸旁路的原理和適用范圍
執行復零前,調度員必須確保區間內無車輛。預復零命令后區間不會立刻變空閑.隨后列車通過區間。ACE檢查檢測點的正確運行,只有當進入和離開該區間的計數相同時,ACE才會清除區間。
計軸旁路按鈕:采用繼電接口電路在故障時臨時吸起計軸區段軌道繼電器。它通過操作員同時按壓一個自復式按鈕和一個非自復式按鈕來觸發。計軸旁路的主要功能是來允許CBI解鎖進路與道岔,從而能建立另外的進路。在兩種情況下將會使用計軸旁路功能:
第一種,如果一個道岔計軸區段故障,道岔將被鎖閉在它當前的位置。如果此時需要一輛壓道列車從道岔另一位置通過,操作員需要搬動道岔至另一個位置。操作員有兩個方法:操作人員到現場手搖道岔或者使用計軸旁路按鈕。
第二種,如果計軸設備故障,預復位可能無法工作,技術人員將被要求診斷故障并進行修理。這可能會花費一定的時間。在修理的時間里,操作員將仍需要提供服務,但是在一定的情況下,進路將保持部分解鎖狀態。沒有方便的旁路功能操作員將不得不指示列車越過紅燈。
圖1 計軸區段預復位操作
2.預復零和計軸旁路測試方法
計軸區段預復位操作(如圖1所示):
(1)預復位前提是該區段由于故障或干擾而出現紅光帶現象且具有預復位能力;
(2)按下IBP盤中計軸復位按鈕,有效時間為0.5-6秒;
(3)并口板Input 1綠燈亮;燈亮的時間長度與按下復位按鈕的時間相同;
(4)IBP盤中的區段按鈕燈和并口板Output1顯示燈也常亮4秒;
(5)并口板中具有預復位能力的顯示燈滅掉,預復位成功;
(6)待列車經過該區段后,其軌道繼電器馬上吸起;
(7)注意操作不當可能造成并口板鎖閉,一旦鎖板必須拔下并口板(支持熱插拔功能),10秒后重新插上復位。
計軸旁路的測試方法:
同時按壓計軸旁路按鈕和故障區段按鈕后,故障區段會立刻變空閑。具體現象為故障區段在ATS顯示為灰色(無進路時)或綠色(有進路時),松開按鈕后該區段又是紅色則代表旁路功能測試成功。詳見如圖2所示。
圖2 計軸旁路的測試示意圖
3.結束語
目前天津地鐵2、3號線所使用的CITYFL O650系統方案并沒有完全擺脫計軸軌道區段故障對CBTC系統的影響,能否進一步優化完善,做到無岔區段計軸器故障及不改變位置道岔區段計軸器故障,不影響CBTC列車移動授權,這需要系統廠家綜合分析。由于計軸旁路和預復位按鈕是影響行車的關鍵設備,在運營期間在沒有行掉的調令是不能觸碰的,為了避免在日常工作中誤碰預復位和旁路按鈕,需對預復位和旁路按鈕進行鉛封。
關鍵詞:輔助線、道岔、渡線、線間距
中圖分類號: U231+.2 文獻標識碼: A 文章編號:
地鐵線路輔助線應按全線布局配置。為滿足故障運行工況,每隔5~6座車站(或8~10km)應設置故障列車待避線,其間每相隔2~3座車站(約3~5km)應加設渡線。故障列車停車線設在折返站時,應與折返線分開設置,在正常運營時段,不宜兼用,停車線尾端應設置單渡線與正線貫通。線路在設計輔助線時需要考慮道岔類型、線間距設置等技術要求。本文對線路輔助線設計中涉及的道岔、線間距、輔助線功能作一簡要論述。
1.道岔
機車車輛由一條線路分支進入或穿越另一條線路均依靠道岔來實現,我國鐵路部門習慣將這些線路連接及交叉設備通稱為道岔。道岔的性能直接影響鐵路運輸能力及列車在該路段的行車速度及旅客舒適度。
道岔有多種類型:
我國常用的有單開道岔、對稱道岔、三開道岔、復式交分、菱形交叉、直角交叉、交分道岔、單渡線、交叉渡線等。
城軌中最常用的單開道岔平面型式有直線尖軌、直線轍叉和曲線尖軌、直線轍叉兩種。直線尖軌構造簡單,尖軌尖端磨耗小,使用壽命較長,尖軌搬動靈活,穩定性較差,僅需一臺轉轍機;曲線尖軌為彈性可彎式,尖軌跟端為夾板固定接頭,比較穩定,但需兩臺轉轍機。曲線尖軌道岔較直線尖軌普通單開道岔造價每組約增加6萬,增加一臺轉轍機造價約增加1.5萬、隧道結構增加造價約2.5萬。因此,鋪設曲尖軌道岔較直線尖軌普通單開道岔造價每組約增加10萬。普通道岔已滿足城軌交通運營需要,同時具有成熟的施工、維修經驗,造價相對較低,根據“應采用滿足功能要求、技術經濟合理的成熟產品” 的原則,認為城軌交通采用普通道岔是合理的。
城市軌道交通用道岔與國鐵道岔基本一致,道岔號數有7號、9號、12號。由于城軌道岔尚沒有標準通用型式,各城市使用的道岔技術參數不盡相同,同種型號道岔技術參數也不一樣。建議盡早統一道岔標準,便于設計、施工和制造。
2.單渡線的線間距
單渡線即兩正線(左右線)的兩組反向單開道岔用連接線相連而成,可作為兩線間相互轉線用。《地鐵設計規范》表6.4.2規定,其中單渡線插入短鋼軌正線一般地段6.25m、困難地段4.5m,車場線一般地段4.5m、困難地段0m。為了滿足上述要求則單渡線線間距應不小于一定數值。
城軌交通行駛的車輛采用A型車時一般正線最小線間距3.8m,采用B型車時一般正線最小線間距3.6m,如滿足單渡線插入短鋼軌長度要求將十分困難。在線路設計時一般選擇設置兩對反向曲線將該處線間距加大的方法設置單渡線,因此惡化了正線平面條件,線路不平順,增加軌道部件的磨耗,降低旅客舒適度。如在高架橋線路上則加大橋面寬度,如在地下線路上則加大隧道開挖面積,總之需要增加土建工程數量,加大投資。
因此建議:當設置單渡線地段線間距不能滿足《地鐵設計規范》插入短鋼軌要求時,應在檢算單渡線行車穩定性、安全性、旅客舒適度的基礎上,選擇單渡線合理線間距,即不降低單渡線運行速度,又可減少工程數量,降低造價。
下表1所列線間距僅供設計者參考。
表1單渡線兩單開道岔插入最小短鋼軌時線間距
注:單位:mm
l-岔間短鋼軌長度
D-線路線間距,按100mm取整
b-道岔后長
3.交叉渡線的線間距
設置交叉渡線兩平行線的線間距,《地鐵設計規范》第5.2.10條規定“9號道岔采用4.6m或5.0m”。
線間距采用5.0m時,交叉渡線兩端單開道岔的轍叉與單獨鋪設的單開道岔的轍叉相同,可統一道岔部件。菱形交叉的軌距由于結構原因采用1440mm(自中心線各向兩側加寬2.5mm),可在菱形交叉以外至單開道岔范圍內過渡,給設計鋪設帶來方便。
線間距采用4.6m時,交叉渡線兩端的單開道岔的轍叉與菱形交叉部分的銳角轍叉相接近。單開轍叉的翼軌兼做銳角轍叉的護軌,銳角轍叉的翼軌兼做單開轍叉的護軌,使轍叉結構復雜,不能通用,轍叉的查照間隔也很難保證,給維修帶來困難。菱形交叉的鈍角轍叉與單開轍叉間出現不足3m的短軌,給行車帶來不利因素。菱形交叉的軌距1440mm無法過渡,只能延伸到單開道岔導曲線。
故交叉渡線建議采用5.0m線間距。
4.輔助線
地鐵輔助線包括折返線、存車線、停車線、渡線和安全線等。
(1)輔助線功能和技術要求
《地鐵設計規范》條文說明的用詞比較籠統,現將有關輔助線的功能作簡要論述,供設計中參考。
折返線:用于組織列車折返(包括始發、終到站和小交路折返),設于折返站(包括始發、終點站);有效長度不小于列車長度+信號系統要求安全距離(例如某城市該距離為48m);另外盡頭式的折返線應設緩沖車擋。不能做停車線使用,增設檢查坑和相應設施可兼做存車線使用。
存車線:用于列車夜間存放和技術檢查,以便早/晚按運行圖發/收車,減少列車空走時間。一般設于距車輛段或停車場較遠的折返站上;有作業要求,應有檢查坑和相應房屋;應考慮作業安全,線間距加大;盡頭式存車線應設車擋;有效長度不小于列車長度+一定的安全距離(一般為24m)??杉孀鐾\嚲€,不能用于夜間維修工程車折返。
停車線:用于運行中故障列車的臨時停放(減少對正常行車的干擾)。沿線3~5個站設置;停故障車一般不做日常技術檢查,不設檢查坑;無速度要求,有效長度不小于列車長度+安全距離(一般可設10m);盡頭式停車線應設車擋。不能作存車線用;可利用作夜間維修工程車和故障情況下運行列車的折返。
渡線:配合折返線、停車線和存車線的設計;線路故障時,方便組織臨時交路和工程車折返。包括單渡線和交叉渡線;渡線的工程量較小。
安全線:是列車運行隔開設備之一,為防止其他線路上運行的列車在未經許可進入正線,確保正線列車安全、正常運行,安全線長度一般不小于40m。出入段線上的列車在進入正線前需要一度停車,且停車信號機至警沖標之間長度小于列車制動距離時;折返線末端與正線接通時;當岔線(支線)與正線接軌時。
(2)輔助線型式
輔助線由道岔、渡線、線路組成各種型式(見圖1)。
圖1輔助線型式
輔助線設計需要根據行車能力、地形地貌、地質條件、管線切改、交通疏解等條件綜合考慮,選擇經濟合理的配線型式。
5.結語
地鐵運營均離不開輔助線的設計,合理組織列車運行,充分體現運行的經濟性和靈活性。輔助線由各種道岔、渡線、安全線等結合線路線間距、車站型式配置而組成,特別是道岔的技術參數直接影響輔助線長度。在不同城市軌道采用的標準不一致,一些有識之士已經發現這些問題,多次提出盡早開展軌道標準化,特別是特殊道岔的研制。各設計單位不能各自為戰,局限眼前利益,以大局為重,設計成果共享,盡早開展簡約化、標準化、系列化的工作。
軌道交通的設計人員任重而道遠,需要共同努力提高建設和設計水平。上述幾點是近年在設計中的體會,希望為同類設計提供參考和借鑒。
參考文獻
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由于地鐵線路情況各異道岔的安裝裝置不盡相同,一、二號線正線隧道內道岔安裝裝置采用混凝土澆鑄轉轍機安裝在短角鋼上的方式,這種安裝方式優點是一 、節約了長角鋼等材料,二、占地小。但它的缺點也是顯而易見的,因為安裝裝置與鋼軌是分離的,由于列車長時間的單方向運行造成轉轍設備與鋼軌不方正而無法糾正連接桿與鋼軌不垂直的后果,會造成轉轍機受外力后損傷,影響轉轍機運用壽命,危機行車安全。
道岔的安裝裝置的同一條線路、不同線路中,其類型都不盡相同,而且,國內目前也沒有專門針對城市軌道交通不同類型道床(洞下整體道床、地面整體道床、高架整體道床和普通碎石道床)和采用不同型號道岔的道岔安裝裝置的定型安裝圖,且在用的有些安裝裝置的科學性值得商榷,有些安裝裝置的潛在隱患難以發現。目前上海地鐵道岔轉轍設備采用單相直流電動轉轍機(ZD6型)和聯動內鎖閉方式。上海地鐵道岔安裝裝置的這種現狀,給運營維護帶來了很多困難,給運營安全造成了很大威脅。
一方面,道岔本身是軌道交通運營線路的薄弱環節,受列車振動、沖擊和環境影響容易出現故障,另一方面,道岔一旦出現故障就會影響行車以致打亂行車秩序。而目前由于安裝方式的差異使上海地鐵線路的道岔轉轍設備的現狀不容樂觀,有必要對其進行改造和更新。
道岔有尖軌、可動心軌,這些可動部分是線路的薄弱點。無論是在無車通過的狀態(靜態)還是在有車通過的狀態(動態),轉換設備都要把可動部分鎖閉在規定位置,否則會直接危機行車安全。靜態條件是密貼尖軌(一般指豎切點到尖軌尖端)與基本軌緊緊貼在一起使該軌距達到標準,另一根斥離軌尖端與基本軌之間以及與最小輪緣槽之間都要達到規定的距離,此所謂靜態鎖閉。列車通過時,尖軌以及可動心軌必須保證其固定在開通直股或側股的位置,并且不因列車輪對通過而產生的振動力、沖擊力以及其他外力而改變位置,即使微小的變化也不能超過規定的范圍,此所謂動態鎖閉。由于道岔轉換設備是在車輪下面保持尖軌和可動心軌的位置,一旦失去鎖閉功能,行駛的列車就可能出現進入導線、翻車、掉道等嚴重后果,即使是靜態出現故障,也將耽誤行車,影響效率。特別是在繁忙干線,道岔轉換設備的任何失效,都會打亂列車運行秩序,給運輸帶來損失,所以對轉換系統的基本要求是 :高安全、高可靠、長壽命、少維護、無維修。
上海地鐵一、二號線開通使用時間早,受到當時客觀條件和環境因素的影響,地鐵道岔的轉換系統與早期北京、天津地鐵道岔轉換系統基本相同,都是內鎖閉、直流牽引。系統整體性能能夠滿足正常運營的使用要求。地鐵線路正線上采用最多的是9號道岔,道岔直向通過速度為120km/h,側向通過速度為35km/h。
道岔牽引方式根據道岔設計、轉轍機類型、安裝方式的不同而不同。單開道岔分為單機單點牽引、單機多點牽引、多機多點牽引三種類型。國內采用最多的是單機單點牽引和多機多點牽引方式,而單機多點牽引的導管導輪方式在80年代使用較多,現在已經很少使用。
上海地鐵一、二號線正線道岔轉轍機安裝方式見下表:
城市軌道交通的發展離不開大鐵路設備和技術的發展,但是城市軌道交通技術和設備有它自身的特點,決不是大鐵路技術和設備的挪移,甚至在很多方面比大鐵路更先進,要求更高。所以城市軌道交通的轉換技術和設備在借鑒大鐵路的技術和設備的同時必須緊密結合城軌交通的特點,滿足城軌運輸的特殊要求。
城軌建設多發生在洞下或橋上,由于施工造價、地理條件等因素的影響,線路兩旁的空間受到限制。使得室外設備的安置空間小。轉轍機的設置既受到洞壁(橋梁護欄)的限制,同時受到設備限界的制約,在滿足設備限界的基礎上,轉轍機必須盡可能向道心方向設置。由此采取的措施或出現的結果:
增加轉轍機處洞壁空間。能夠從根本上解決問題,但是提高了施工難度和造價,同時也受到地理條件的限制。轉轍機整機水平下移。由于轉轍機下移,特別是對于整體道床,當出現洞內排水不暢時將危及轉轍機的使用。使轉轍機的安裝、調試空間變小。不利于設備的使用和維護。
長角鋼安裝的利弊:
1、更換不方便,由于地鐵隧道空間的限制,既有線的安裝裝置更換需要工務部門把整體的鋼軌抬高才能進行更換長角鋼,這樣的施工費事費力不切實際。
2、長角鋼的安裝方式復雜,關鍵部位需要許多絕緣來分割,一旦有絕緣破損就會影響道岔區段的軌道電路。
3、長角鋼安裝的好處也是顯而易見的,它能相對的固定道岔區段其本軌的框距,整個安裝裝置可以隨著道岔的爬行而動,對轉轍機的各項調整參數影響很小。
基礎短角鋼的利弊
基礎安裝方式:轉轍機基礎采用固定基礎方式,即通過在整體道床板上預埋基礎角鋼,形成轉轍機固定工作平臺,轉轍機用固定螺栓直接固定在預埋基礎角鋼之上
1、由于地鐵列車運行方向的單一性,特別是在道岔區段折返模式使用的單一性很容易使整體的鋼軌向一個方向爬行,這樣就導致道岔轉轍機的密貼調整和鎖閉力經常會發生變化,給設備帶了不穩定因素。