矩形钢管混凝土梁受弯性能试验研究.pdf

2 0 1 0年 6月 第4 6卷第6期 铁 道 通 信 信 号 RAI LW AY S I GNALL I NG & COMMUNI CATI ON J u me 2 0 1 0 Vo 1 4 6 No 6 平面调车系统存在问题分析及改进 杨方道 刘锋 文滨 摘要： 结合 HF - 5 B平调 系统和 L K J 2 0 0 0型监控装置平调接 口盒的现场使 用情 况、 设备 电路原理 与 D F 4 B型机车电路特性及 电气线路 结构等相互 关联 的设备 ， 分析平调设备在现场使用 中存在的 安全隐患和在 D F 4 B型本务机车安装使用中存在的问题及解决问题的措施和办法。 关键词 ：平调 系统；监控装置 ；安全隐患；技术改造；电气干扰 Ab s t r a c t ：C o mb i n e d wi t h t h e fi e l d u s e o f HF 5 B f l a t s h u n t i n g s y s t e m a n d L K J 2 0 0 0 mo n i t o r i n g d e v i c e 奄 fla t i n t e r f a c e b o x，e q u i p me n t c i r c u i t p r i n c i p l e，DF 4B l o c o mo t i v e c i r c u i t c h a r a c t e r i s t i c s， c i r c ui t s t r u c t u r e a n d t h e a s s o c i a t e d e q ui pme n t s ， t h i s pa p e r a n a l y s e s t h e e x i s t i n g s e c u r i t y r i s k s i n t h e p r o c e s s o f u s i ng t h e fla t s h u n t i n g d e v i c e s a n d t h e p r o b l e ms o f DF 4B l o c o mo t i v e i n s t a l l a t i o n a n d u s e Ba s e d o n t h e a n a l y s i s ， t h e i mpr o v e me n t s i s p r e s e n t e d Ke y wo r d s： r h e f l a t s h u n t i n g s y s t e m ；Mo ni t o r i n g de v i c e；S e c u rit y 6s k s；Te c hn i c a l r e n o v a t i o n；El e c t r i 一 平面调车系统 ( 简称平调系统 )是防止调车 作业挤 、碰 、冲事故和调车作业人员人身伤亡事故 的重要安全设备。深圳地铁三号线投资有限公司 自 2 0 0 6年使用 HF - 5 B型平面调车系统 以来 ，由于管 理机制、维修和设备 自身等方面的原因，平调设备 的性能 、作用得不到充分的发挥 ，设备性能不稳导 致故障频发 ，影 响了运输 生产效 率。根 据 H F - 5 B 平面调车系统和 L K J 2 0 0 0型监控装置平调接 口盒的 实际使用情况 、设备电路原理 ，分析 D F 4 B型机车 电路特性及电气线路结构 ，对现场使用中存在的安 全隐患和在 D F 4 B型本务机车安装使用中存在的问 题制定相应措施 。 1 问题的提 出及分析 1 1 平调系统存在的问题 1 进行推进调车作业 时，由调车 长发 出推进 信令 ，以后每隔 5 S ，调车长台自动发一测机信号 ， 机控器绿灯由该测机信号维持。如果调车长电台出 现故障 ，机控器会报 出 “ 故障停车” ，但是 ，如果 领车人员 电台故障 ，机控器上没有任何反应 ，系统 故障不能导向安全实施停车。今年 以来 ，现场作业 已发生多起因领 车员 电台故 障， “ 十 、五、三车” 指令信息不能及时发送而差点撞土档、重钩的险 深圳地铁三号线投资有限公司 5 1 8 0 5 4 深j 工程师 助理工程师 收稿 日 期：2 0 1 0 - 0 3 1 5 情 ，很容易发生事故。 2 调车组之间的窜扰防护 。由于无线信道的 固有特点 ，不同频点的调车组因频组偏频造成信号 窜扰现象 。当 2台机车在同一车站作业时 ，一台调 车组的调车指令控制了另一 台机车的平调系统 ，危 及行车作业安全。例 ：2 0 0 8年 9月 1 1日，7 1 9 3机 车在深圳西站场作业时，发出的调车停车指令 ，造 成了 7 1 9 4出库机车的 自停动作 。 1 2 T D J - 型平调接 口盒存在的问题 1 平调语音系统与监控控车指令 不同步，控 车指令滞后时间过长 ，经常出现提示语音报出后 ， 监控指令 5 S 后才能正常控车的现象。例如 ，在停 车状态 ，调车长发启动信号 ，平调语音提示启动 ， 但监控装置滞后 5 S 后才能解除停车控制 ，极易使 乘务员因操作不 当而造成监控装置的放风动作 。经 统计 ，仅 2 0 0 9年 9月和 1 0月期间乘务员就 因平调 设备操作不当造成监控放风达 1 8次之多。 2 T D J I I 型调车信号接 口盒采用 A T 8 9 C 5 2单 片机作为计算控制 中心 ，使用继 电器进行调车信号 和机车信号 的切换 ，与 L K J 2 0 0 0设 备连接时采 用 C A N通信方式 。但 在实际使用 中，因机 车上安 装 有 2台 H F - 5 B机 ，作业时 ，2台机控器同时接收平 调作业指令 ，经 常出 现信息 “ 堵 塞 ”死机 现象 ， 监控运行文件出现 “ 多灯”显示。 1 3 系统运用质量存在的问题 1 设备失修严重 ，平调 系统性能不稳定 ，平 调电台故 障频繁 。平调 设备 投入 使用 以来 ，用、 一 51 铁道通信信号2 0 1 0年第4 6卷第 6期 管、修制度没有得到落实 ，设备故障基本以报厂家 故障修为主，缺少必要的 日常检测和保养 ，以至设 备质量每况 E t 下。 2 抗干扰能力差。机车电气干扰是造成平调机 控器和平调接 口盒死机、 烧毁 的主要原 因。HF 一 5 B 型机控器是 固定式 ， 使用机车电源或 L l ( J监控系统 平调接 口设备供电。 主要适用于固定调车机( 东风 5 专调机车) 。而现场使用的东风 4 B型机车 的电磁 干扰远大于 东风一 5型机车 ， 机车 I、 端驾驶室各 安装机控器 1台。由于设备较多 ， 长期处于温差大、 磁场强 、 振动频、 腐蚀性高的环境 中， 干扰源相对复 杂。而平调设备主要采用的是工业单片机作为核心 器件 ， 对机车上各种干扰相当敏感 ， 部分元器件参数 不稳定 ， 受到电气干扰 的机会增加。这些电气 干扰 源包括： 机车本身的电源干扰 ； 有触点电器通断 过电压干扰 ； 插件接触不 良干扰 ； 强 电磁场干 扰； 高频脉冲干扰。在信号处理过程中， 这些干扰 非常可能使数字信号发生电平 突变 、 模拟量信号产 生误差 ， 从而造成设备故障。 1 4 故障实例 7 1 9 2机车电 台由于受到车 内的电磁干扰 ，导 致平调设备从安装起至今无法正常工作 ，机控器频 繁死机且主控板经常烧坏 ，厂家多次进行处理 ，更 换了多种器件 ，故 障依 旧。经对机车进行全 面测 试 ，发现驾驶室 内存在着 频率为 1 5 0 M 1 7 0 MHz 的较强高频辐射信号 ，而此频段范围正好涵盖平调 设备 的 受 信 频 点 ( 1 5 1 0 0 0 MH z 、1 6 2 8 5 0 MHz 、 1 6 2 9 5 0 M Hz 、1 6 3 1 0 0 MH z ) 。平调机控器与 L K J 监控装置 间的控 制电缆 ，与机车 电气 电缆并行 走 线 ，周围产生了高频干扰信号源，该干扰信号的强 度平均最大值为 2 6 7 d B lx 。这些较强的高频干扰 信号被平调电台接收电路接收 ，使其长期处于长发 状态 ，不能正常通话 ，也是机控器主控板烧毁的主 要 原 因。 统发出 “ 注意、注意” ，第 3个 测机信号 仍未收 到，则发出 “ 故障停车” 。 新系统在推进时，可将测机信令放给头钩的电 台去发 ，一 旦 头 钩 电 台故 障 ，机 控 器 就 会显 示 “ 故障停车” ，从 而解决 了头钩领车的通信安全 问 题 。其他作业过程与现有作业进程相同。调车作业 推进时的示意图如图 1 所示 。 推进方向 图 1 调 车作 业推进示意图 控制器 新系统的实现过程是 ：推进作业时，先 由调车 长发推进信令 ，这时头钩按 2次黄钮发 申请领车信 令 ，机控器收到后 ，回示 “ 某号领车” ，同时 自动 关闭调车长的测机信令 ，改为头钩连接员发测机信 令。推进作业完成后 ，调车长发 出 “ 停车”信令 ， 机控器收到后 ，提示 “ 停车 ” ，并 自动切断头钩连 接员的测机信号。在推进过程中，如果头钩连接员 电台出现故障 ( 或电池没电) ，机控器会提示 “ 故 障停车” ，系统故障导向安全。 2 2 调车组之间的窜扰防护 在平调指令中加入调车组的组码并对每个调车 组人员赋予不 同的人员编码。万一发生信号窜扰 ， 或当某一制动员发 出制动指令后，只有该制动员发 解锁指令才能解锁 ，而其他制动员不能解锁该制动 员发出的制动指令 ， 也不可能使这个调车组的推进 指令点亮另一个调车组 的绿灯 ，以确保行车安全。 制动员所发 出的制动及解锁指令 ，均伴 有语 音 回 示。司机及调车组人员都可听见 “ x号紧急停车” 或 “ x号解锁 ” 。这样 当多个制动员同时发令 时， 不会产生误会 ，司机可随时查询没有解锁的停车信 号是 由哪位制动员发出的。 2 平调 系统技术改造方案 3 机车 电气干扰的整治措施 对机控器 的安全指令程序进行技术升级改造 ， 软件系统需求分析如下 。 2 1 行进指令安全防护 当调车员发 出行进指令( 绿灯 )后 ，系统能 自动发 出测机信号 ，一旦调车员电台故障或其他原 因造成指令发送不 出去时 ，机车控制器可检测出故 障，发出 “ 故 障停 车” 。测机信号间隔时间标准值 为 5 s ，如果机控器连续 2个测机信号收不到 ，系 一 5 2 1 对主要电磁继电器线圈加装 电压保护装置。 针对机车头灯拉弧时间长 ，易产生高频谐波干扰平 调设备的现状 ，在头灯 电源输入端加装过压吸收片 过滤高 频谐 波 ，抑制 头 灯启 动 时对 车载 设备 的 干扰。 对 机 车Y C、Q c、L C、 F L C 、 Q B C、R B C 、 G F C 、G L C 、 L L C 等 接 触 器 、继 电 器 ， 以 及 1 6 Z J 、 D J 、 L J 、 1 3 K I ， 电空 阀 、 风笛 电空 阀 、 撒 RAI L WAY S I G NAL L I NG& C 0MMUNI C A T 1 0N Vo 1 4 6 N o 6 2 0 1 0 砂电空 阀等与平调设备共 源的线 圈， 都加装过压吸收片，弃用原裸露胶母 板长联接导线型吸收片 ，改用塑料外 壳封装短导线型吸收片 ，以避免其烧 损造成的邻线接地和短路现象 。 l 一一 ：P G N D P G N D 线，再加上其他外接线全都放进线盒 内，极易产生 电磁干扰。因此必须对平 调设 备相关线路进 行清 理，铺线避免打圈，尽量不靠近热管。每次修程绝 缘测量时 ，确保导线线 间及 导线与地之 间电阻在 1 0 Mf 以上，把平调设备线缆移出机车线盒 ，或走 独立线槽避开机车大线以防干扰。 4 平 调 机 控器 与 L 监 控 接 口盒 的 电路 改进 1 切断 L K J 2 0 0 0监控装置平 调接 口盒对机控 器的供 电电源 电路 ，并对 机控器供 电电路 进行改 造 ，作业时只允许乘务员操控端机控器处于得电状 态 ，另一端机控器处于断电状态 ，换室作业 由乘务 员手动切换机控器的工作状态 。 2 在机控器与 L K J监控装置调车接 口盒的通 信线上加装 C A N总线通信滤波器 ，抑制平调 控制 电缆因电气干扰造成的平调语音系统与监控控车指 令不同步 ，控车指令滞后时间过长的现象 ，提高整 机灵敏度。 5 对机 车供 电电源 的改进 D F 4型机车电器的感性负载多 ，机车电器 的频 繁开断而产生的反电势干扰了机车 电源 ，有的机车 发电机工作不稳定 ，有时会出现强脉冲干扰 ，造成 机控器电源保护 。从平调设备电源电路原理图可以 看出，电源到各通信入 口及其后面电路处理都存在 一 定的电路设计缺陷，使其抗干扰能力相当差 ，不 一 一 j 图 2电源滤波器 改进 电路原 理 能滤掉高频脉冲、峰波电压 ，对瞬间高电压也无法 抑制。所以，外界干扰 电动势能直接进入到 内部。 因此必须给平调机控器加装 电源滤波器 ，有效抑制 共模干扰、差模干扰和高频干扰 。对机车供 电电源 加装电源滤波器 ，提升平调设备抗干扰能力。电源 滤波器改进电路原理如图2所示。 图 2中：1 1 0 V经过顺 向二极 管 V 2( 2 B F 5 E) 送入 L 和 C C C ， ， 组成的低通滤波 电路进行 滤波 ，抑制 共模 干扰 和差模 干扰 信号 ；再 经 c 、 c 、C 、L 、C 滤波器二次滤 波后，使带有毛刺 和不稳 定 的机 车 电源 变 得 比较 平 滑 稳 定。V ( 5 k P 1 8 O A)是硅瞬变 电压 吸收二极管 ，具有极快 的响应速度和非常高的电涌吸收能力 ，可用于保护 设备和电路免受静 电、电感负载切换过程以及感应 雷击等所产生的瞬间过 电压 ，它使危险的电压尖峰 以箝 位 方 式被 限制 在 电路 可 以允 许 的范 围 内。 T V S 9用于吸收高于 2 0 0 V的瞬间干扰电压信号。 6 取得的效果 2 0 0 8年实施技术改造 以来 ，经质量分析跟踪 发现，平调系统机控器死机的故障现象基本得到根 治 ，调车控车指令滞 后时间 由原来 的 1 0 s 缩短到 5 S以内，平 调设 备 的运用质 量得到 了显 著提高 ， 因平调设备 作用不 良造成 的 L K J 监 控放 风现 象， 得到 了明显改变。确保了调车作业安全，提高了运 输生产效率 ，达到 了预期的 目的。 ( 责任编辑：张利) 一 53