计轴系统工作原理及常见故障处理

计轴系统工作原理及常见故障处理

【摘要】在现代的城市轨道交通信号系统当中，计轴系统已经逐步替代轨道电路对列车的占用情况进行检测，智能化程度更高，具有更完整的系统功能。文章主要对AzLM型计轴设备的工作原理进行介绍，然后，针对计轴设备常现的故障，给出相应的处理流程。

【关键词】计轴设备；工作原理；常见故障；处理流程

1.引言

计轴技术被用来检查轨道区段有没有被占用已经有较长的时间了，这个技术的应用已经逐步替代了利用轨道电路去检测轨道区段是否被占用的方法。微电子技术以及计算机技术促进了计轴系统在城市轨道交通中的广泛使用，在半自动闭塞区间中作为行车安全检查设备，它能够在现有设备的情况下，给予行车更好的安全保证[1]。但是，我们国家的相关配套设施技术还不够完善，导致微机计轴系统设备故障也是经常出现。

2.计轴设备工作原理

计轴系统是通过对物理轮轴进行检测，进而表示轨道区段是否空闲、占用或者受到干扰三种状态。轨道旁边的两个磁头会发射磁场，如果有列车通过，列车的车轮就会切割磁头发射的磁感线，这样接收端接收到的磁场强度就会变小，每切割一次，计轴系统就会记录一次。当列车进入到一段区间，计轴系统就会记录该列车切割该区段中驶入点以及驶出点磁头发射出来的磁感线的次数，通过对比前后两次记录的次数是否相同，便可以确定这个区段的状态是否被占用或者处于空闲状态[2，3]。列车的区段计入以及计出过程见图1和图2所示。

图1 区段计入

图2 区段计出

每一个计轴点都包含并列的两个磁头，一个为高频发射磁头，一个为接收磁头。每一组的磁头不但是新区间的开始，同时它们还是上一区间出清的标志。当列车从不同的方向驶过计轴的时候，通过切割磁感线会产生不同的脉冲对序列，计轴的运算单元会根据接收到的不一样的脉冲对序列，判断列车的运行方向。

3.计轴设备常见故障的处理

计轴设备经过长时间的发展之后，质量的安全性已经很高，但是计轴设备还是经常会出现一些故障[4]。计轴系统出现故障的时候通常都会表现在和其相连的连锁系统的人机界面以及微机监测告警信息当中。在发生故障的时候，人机界面上会出现下面一些信息：

（1）全部的连锁区域中的所有计轴轨道继电器在没有列车时落下，其表现是区段中没有列车但是还是显示红光带。

（2）一个或者几个计轴轨道继电器在没有列车时落下，其表现是相应区段列车已经出清，然而却显示为红光带。

（3）计轴区段受到干扰。

当发现上面一些问题的时候，要查看与其相应的轨道继电器的状态，对于一些常见的故障，我们给出了相应的处理流程。

3.1 所有轨道继电器故障落下

当全部区段继电器在没有列车占用的情况下落下，通常会先判断是不是电源的问题。标准值是DC60V计轴主机电源，DC120V室外计轴点电源，DC24V为轨道继电器电源。可以在机柜A排端子输入电源，如果发现没有问题，那么就要检查计轴主机电源板和CPU板的工作状态。通过观察电源板、CPU板的面板指示灯进行检查工作状态，如果发生了故障，那就要更换板卡，板卡不支持热插拔，一定要断电进行操作。断电的时间一定要超过10秒，然后才可以重新启动计轴主机。确保计轴区段没有列车，然后才可以把区段进行复位的操作，让其恢复正常。

3.2 个别轨道继电器故障落下

个别区段的继电器在没有列车占用的时候落下时，通常要先检查并口板上相应区段的指示灯，如果指示灯显示正确，那么TB-B端子排对应区段保险管有可能已经坏掉；如果测量后确定保险管已经损坏，就要更换250mA的保险管。接着检查故障区段对应的计轴点的PDCU，如果红色的保险报警灯亮起，就意味着要更换PDCU保险，其标准是315mA。如果前面都没有发生故障，就需要对串口板进行检查，如果显示不正常，灯位不亮，那就要更换串口板，串口板是支持热插拔的。继续检查并扣板，如果显示不正常，那么就需要更换并扣板，并扣板也支持热插拔。到现在为止，如果故障还没有解决，有可能是室外计轴点的EAK 以及计轴磁头有故障，就要检查模拟板以及评估板的指示灯，需要确定其已经插紧，如果还有问题，那么就要更换板卡。然后，测量磁头电器特性的相关数据，观察磁头的外观，确定计轴磁头设备是不是需要更换板卡。当上述的步骤都进行完了后，还需要对区段进行复位，这样，整个工作才算最后处理完成。

3.3 计轴区段受到干扰

在区段受到干扰并且没有技术故障的情况下，需要对区段直接复位的话，首先在复位之前确定故障区间之内没有列车占用。接着在并扣板上按下复位按钮，同时扭动复位钥匙，有效时间是0.5-6秒钟。在直接复位以后，区间会立即空闲。如果操作不正确有可能会造成并扣板锁闭，万一锁闭就要马上拔下并扣板，10

秒以后再插上，接着进行复位操作。

如果区段因为故障或者受到干扰而出现红光带现象同时还具有预复位的能力的话，首先按下IBP盘中的计轴复位按钮，与此同时还要按下全部复位的区段按钮，有效的时间是0.5-6秒。并扣板中的Input 1绿灯亮，灯亮的时间长度和按下复位按钮的时间是一样的。状态继电器吸起的时间为4秒，同时IBP盘中的区段按钮灯以及并口板中的Output 1显示灯也也要常亮4秒。当并口板中具有预复位能力的显示灯不亮，则就表明预复位成功。当列车经过这个区段以后，其轨道继电器会立即吸起。如果操作不正确也会有可能造成并扣板锁闭，万一发生锁闭，就一定要拔下并扣板，并扣板支持热插拔，10秒以后再插上并扣板进行复位。

4.结论

计轴是一种特别重要的信号设备，计轴系统集传感器、通信传输以及故障-安全计算机等技术为一体[5]。安全完整性水平远远超过轨道电路，其设备安装较为简单，轨道区段长度没有限制，可以在生锈或者砂砾的钢轨上进行安全可靠的列车占用检查，对于牵引回流钢轨的接地或者连接方式也没有限制，此外，因为维护工作量较小，所以成本也比较低。将来如果列控系统发展到一定的程度，机车信号不再从轨道接收信息，那么则可以完全用计轴系统实现对于列车的占用。

参考文献

[1]谢伟，杨斌.一种双冗余列车计轴系统的设计实现[J].中国铁路，2010（11）.

[2]冯启建，林震.实时计轴控制系统的设计与分析[J].微计算机信息，2006（16）.

[3]王力.计轴设备在轨道交通信号领域的应用[J].铁道通信信号，2011（01）.

[4]郑三问.ZP30CA计轴设备的应用及其常见故障处理[J].科技创新导报，2009（25）.

[5]黄忠礼，胡树宣.借鉴国外技术研发国产计轴设备[J].铁路通信信号工程技术，2010（01）.