铁路信号计算机联锁设备维护及故障处理方式研究

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　　摘  要：联锁设备是保证铁路列车安全运行的最关键、最核心的设备。过去铁路信号系统中普遍应用的6502的电气集中联锁系统，受到站场当中电路网络结构与继电器数量、网络线多少等因素的限制，阻碍了铁路信号技术进步。铁路高速发展需要新的联锁设备来代替原有的继电联锁设备，计算机联锁设备应运而生。计算机联锁设备能够为铁路信号联锁控制与行车安全提供有效保障。然而计算机联锁设备在实际运用中，时常会出现故障，严重影响其运用质量，不能满足当前的铁路运输要求，影响其长远发展。对此，文章通过对EI32-JD型计算机联锁使用维护要点以及故障处理方式的研究，解决了计算机联锁设备运用中出现的设备问题，保证设备安全、稳定运行。
　　关键词：计算机联锁;维护及故障处理;铁路信号
　　中图分类号：U284 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）14-0117-03
　　Abstract： Interlocking equipment is the most critical and core equipment to ensure the safe operation of railway trains. In the past， 6502 of the electrical centralized interlocking systems widely used in railway signal systems were limited by the number of circuit network structure and relays in the station， the number of network lines and other factors， which hindered the progress of railway signal technology. With the rapid development of railway， new interlocking equipment is needed to replace the original relay interlocking equipment， and computer interlocking equipment emerges as the times require. Computer interlocking equipment can provide effective guarantee for railway signal interlocking control and driving safety. However， in the practical application of computer interlocking equipment， there are often faults， which seriously affect the quality of its application， cannot meet the current railway transport requirements， and affect its long-term development. In this paper， through the study of the key points of use and maintenance of EI32-JDcomputer interlocking and the way of fault treatment， the equipment problems in the application of computer interlocking equipment are solved， and the safe and stable operation of the equipment is guaranteed.
　　Keywords： computer interlocking; maintenance and fault handling; railway signal
　　铁路信号计算机联锁是将车站道岔、轨道电路和信号机，利用计算机进行集中控制的重要行车设备，是车务人员组织行车的重要工具，同时也是在设备发生故障或出现人为错误操作时能够将故障导向安全的设备。简言之，计算机联锁是以计算机技术为载体构成的铁路信号自动控制系统。铁路信号计算机联锁不仅具备继电联锁的全部功能，而且以其数字化、电子化、集成控制的优势，拥有不断发展的可能性。计算机联锁设备实际维护的过程中，应坚持预防与维修相结合的原则，加强联锁设备维修和检修的过程控制，通过检修标准落实，预防设备故障发生。通過对信号工作人员的培训，提高故障处理能力，当计算机联锁设备发生故障时，能迅速分析出故障原因，判断故障点，处理设备故障，保证计算机联锁设备不间断的安全运行，满足铁路运输的需要。
　　1 计算机联锁设备原理
　　1.1 计算机联锁系统结构
　　EI32-JD型计算机联锁系统结构属于分布式计算机控制系统，也称集散型测控系统，其特点是分散控制、集中信息管理。其具有一定的模块化以及层次化的特征，层次化主要指的是系统分为人机对话层、联锁运用层、执行表示层。
　　（1）人机对话层。这个层次主要来自于键盘操作输入与鼠标操作输入，经过串口输送到联锁计算机设备中，与此同时在图形显示器当中会显示出站场的各类信息，如若站场的规模使得联锁计算机设备负担增加亦或是需要进行多个终端的操作，应当设计操作命令采集机合理地进行操作命令的深入处理，针对操作命令进行合理的判别与转换，使其成为约定格式，输送到计算机联锁设备当中。（2）联锁运算层。联锁运算层属于计算机联锁系统的核心部分，主要承担着操作输入判别、联锁信号调理以及分析的任务，还可以完成逻辑运算、控制命令生成以及故障诊断等工作。可靠性以及安全性会对整体的性能等产生一定影响。为了提高设备的可靠性，联锁机采用双系热备的动态冗余结构，两套联锁机互为备用，以保证计算机联锁设备不间断运用。（3）执行表示层。这个层次用来接收联锁运算控制命令，同时将站场状态信息、提示信息、故障信息等传送给操作表示机。控制采集电路和驱动电路的工作，根据控制命令控制相应的驱动电路。将联锁相应控制命令传输给执行继电联锁中的执行电路包括道岔启动电路、信号机点灯电路、轨道电路等，从而使现场设备动作。 　　2 计算机联锁设备优势
　　 在计算机联锁系统实际运行的过程中，应严格按照维修规则、检修标准、检修周期进行设备维护，充分发挥计算机联锁的作用。而计算机联锁设备具有良好的运行优势，能够转变以往的设备运行模式，提升铁路信号系统的运行安全性与可靠性。对于计算机联锁设备而言，主要就是在计算机技术合理发展的情况下，通过计算机控制的方法，实现各项功能。在EI32-JD计算机联锁系统中采用的是二乘二取二系统结构，每个计算机系统由双CPU分别运算，比较一致后才作为计算机系统的输出，对铁路信号控制对象进行控制，从而保住了系统的安全性。同时在计算机联锁设备当中，具备一定的自我检查功能，在机械设备发生故障的时候，可以及时发现问题，迅速的反应，以此促使相关的故障快速处理。铁路信号系统运行中采用计算机联锁设备，优势主要表现为：（1）设备的体积很小，可靠性较高，有助于降低继电器的维修工作数量。（2）有助于降低系统设计工作量、施工工作量与维护工作量。（3）计算机联锁系统的室内设备的体积远小于继电联锁，有助于降低建筑结构的使用面积。（4）在使用分布类型系统结构的过程中，有助于节约干线的电缆使用量，减少工程的造价。（5）计算机联锁采用表决冗余技术，同时因两组程序对外界干扰有不同的反应，通过比较电路很容易发现，增加了抗干扰功能，从而提高了安全性和可靠性。（6）有助于完善系统功能，相关的计算机联锁设备，使得铁路信号系统向着智能化与网络化的方向发展，创造较为有利的条件。（7）对于计算机联锁系统的功能而言，已经开始趋于完善，例如：继电联锁设备，铁路信号系统中过去广泛应用着6502的电气集中联锁系统，受到站场当中电路网络结构与继电器数量、网络线多少等因素的限制，无法对功能进行扩展。对于此类限制，计算机联锁系统能够利用少量的硬件系统与软件系统进行开发，解决相关问题。
　　3 计算机联锁设备维护管理
　　目前在计算机联锁设备使用过程中，由于现场维护人员水平不适应系统快速发展的形势，造成计算机联锁设备的优越性未能充分体现。主要原因为现场维护人员的业务素质参差不齐，工作能力不尽相同，对于计算机联锁设备的结构、原理、维护要求掌握不到位，未能熟练的掌握维修标准与流程，造成对于计算机联锁设备不会动、不敢动的局面。在设备发生故障时，对设备原理不清楚、故障现象观察不细致，往往是出现了计算机联锁设备故障后，单纯依靠计算机联锁厂家人员进行处理，也是导致设备出现故障不能迅速修复、正确处理的主要原因。
　　3.1 计算机联锁施工管理要求
　　联锁设备是铁路信号安全的核心。在日常工作中，凡是涉及联锁软件及硬件变化的作业，必须要保证联锁试验绝对正确。（1）涉及联锁软件变化的必须按照审批手续进行审批同意后方可实施。（2）联锁软件变化必须要经过仿真试验、复联试验、现场施工联锁试验全部正确后才能开通使用。（3）施工前的各项试验过程要严格记录软件版本号，确保每次试验的软件版本一致，不发生软件安装错误问题。（4）更换软件过程中严禁使用私人U盘进行数据拷贝，避免造成病毒感染。（5）更换硬件时，保证硬件型号、尺寸一致，硬件中如果涉及软件的要保证软件一致。（6）更换硬件时，要确认更换的位置一致。涉及多个硬件同時更换的要做好标记。对于各部连接线更换前要做好标记。（7）所有更换作业完后必须做好联锁试验。
　　3.2 计算机联锁维护要求
　　（1）保证工作环境达标。工作温度：0°-40°，相对湿度：不大于90%（室温+25℃），大气压力：74.8kPa-106.2kPa（相当于海拔不超过2500m），洁净度：机房内尘埃的粒径大于或等于0.5μm个数应小于或等于1.8×107粒/m3。（2）在维修机上查看计算机联锁与其他设备间网络状态正常，查看联锁设备有无异常报警，各部指示灯是否正常。（3）严禁使用私人U盘连接计算机，防止病毒感染。（4）采取必要的防静电措施，避免对电子元件的干扰。（5）禁止带电插拔各类板卡，防止电子元件的损坏。（6）检查系统日期、时钟正确，检查各部设备指示灯显示正常，插头插接牢固。（7）对联锁系统进行双系切换试验，试验后切换至规定的工作状态。保证另一系及系统切换的正常。（8）测试电源电压，分别测试接口、联锁、驱采、系统、倒机单元电源正常，保证系统电压稳定。（9）查看UPS电源是否在充电状态，是否报警鸣响，查看UPS电源前面板指示灯正常， UPS电源电池进行充放电试验，保证UPS电池使用寿命。
　　4 故障处理
　　4.1 联锁机故障处理
　　当联锁机故障时，首先在表示盘上会有提示联锁故障亮红灯，微机正常指示灯会灭灯，其次观察系统板卡上会有联锁CPU板7段LED灯闪烁，LAN通信板亮红灯。
　　此时只需重启系统控制板的开关即可。如果依然恢复不了，则需重启联锁机柜背面的联锁电源开关。系统就会进行重启。注意在此过程中不要重启LAN通信板和LAN接口板的开关，否则会造成两系联系错误。
　　4.2 驱采机故障处理
　　当驱采机故障时，首先在表示盘上会有提示联锁故障亮红灯，微机正常指示灯会灭灯，其次观察系统板卡会有驱采CPU板亮稳定灯光，LAN通信板亮红灯。
　　此时只需重启系统控制板的开关即可。如果依然恢复不了，则需重启联锁机柜背面的驱采电源开关。同样要注意不要重启LAN通信板和LAN接口板的开关。
　　4.3 系统网络故障处理
　　在系统网络运行的过程中，经常会出现连接线插头松动亦或是插接不良的现象，联锁设备不能与其他设备通信，网络线变为红色、提示系统连接通信中断。这时需要对系统连接线和插头进行检查。
　　查找系统网络故障需充分发挥维修机作用，利用维修机查看网络状态，确认是从哪个设备到哪个设备之间网络故障，此时需排查连接线不良或插头接触不良，如果仍不能恢复，则需要排查网卡或主机不良。总之，系统网络故障需利用好维修机来分析判断故障点。 　　4.4 驱动板、采集板故障
　　当驱动板、采集板故障或保护状态时亮红灯。驱动板进行驱动输出时，外界的驱动点有短路之处，会造成驱动板自保护，并且亮红灯，此时需查找短路点恢复后，重启驱采机即可恢复。如果重启驱采机不能恢复时，故障原因可能为驱动板元器件损坏，只能更换驱动板恢复。采集板故障一样处理方式。
　　4.5 电源故障处理
　　（1）驱采电源箱故障。控制台有联锁设备报警的语音提示，且在维修机网络图上显示该驱采系红色;从联锁机柜可以看出，电源板灯不亮，驱采系停机;测试驱采电源电压应在22.8V-25.2V之间，否则更换驱采电源箱处理。（2）联锁电源（接口电源）箱故障。控制台有联锁设备报警的语音提示，单个电源故障并不影响设备正常使用，测试联锁电源、接口电源电压是否在22.8V-25.2V之间，否则更换故障电源处理。（3）工控机电源故障。当操作表示机的工控机电源故障时，可观察工控机电源指示灯是否全部点亮，若灯不亮则通常为工控机电源故障，只需更换工控机电源即可。
　　4.6 显示器显示故障处理
　　该故障现象主要有前台无显示，电源灯闪亮，后台显示正常;前台无显示，电源灯灭，后台显示正常;前后台均无显示，电源灯均闪亮等。故障原因可能为显示延长线坏、显示器坏、视频放大器故障、倒机单元故障、操表机故障。首先要检查显示器是否正常，更换新的显示器。其次检查显示延长线，更换备用显示延长线，若更换后正常则延长线坏。还要检查视频放大器，更换视频放大器，若正常则放大器不良。还要检查倒机单元，进行倒机，倒机后若还不未恢复，以上几条也检查良好则说明倒机单元不良。最后检查操表机是否正常，若倒机后显示正常，倒回后仍显示不良，上述问题也排除，说明操表机本身故障，更换操表机恢复。
　　4.7 UPS故障处理
　　（1）UPS电池故障。当计算机联锁UPS面板上更换电池指示灯亮时，说明电池不良，需要更换电池，此时不影响系统正常工作。UPS电池可实现在线更换，所以更换UPS电池不需断电，更换电池完毕后，只需按压开机/检测键，系统自检后恢复。更换过程中严禁按压关机键，造成系统断电。（2）UPS整机故障。当计算机联锁UPS面板上整机故障灯亮时，需更换UPS整机。更换时影响系统工作，所以需将电源采用直供方式，将电源输入端与输出端对接，保证系统正常运行后进行更换。更换试验良好后，再将电源线重新连接到UPS的原位置。
　　除了上述几种常见故障外，计算机联锁设备还可能会出现其他设备故障，维修工作人员应结合现场实际情况，进行分析处理。无论是什么原因引发的故障，故障如何变化，维修工作人员都要认真分析故障现象，从设备的原理、结构出发，逐一排除干扰因素，最终找到故障点。在日常工作中也要不断总结设备维护经验，落实标准化作业流程，降低设备故障率，使计算机联锁设备更好的发挥其技术优势，为铁路运输安全、效率提供有力保障。
　　5 结束语
　　在铁路信号计算机联锁设备实际运用的过程中，受到诸多因素的影响，时常会出现故障，因此铁路信号维修人员应加强计算机联锁原理学习、加强设备维护、提高故障处理能力，保证计算机联锁设备的安全运用。
　　参考文献：
　　[1]TB/T 3027-2015.铁路车站计算机联锁技术条件[Z].
　　[2]TG/XH 101-2015.中国铁路总公司普速铁路信號维护规则（技术标准）[S].
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