机车信号记录器在处理车载信号故障中的应用
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摘 要：现代铁路运行速度越来越快，为保障列车行车安全需要借助于机车信号等的列车行驶安全设备为列车的安全行驶提供保障。JT-C系列机车信号车载系统是一种应用于我国铁路运营中的重要设备，其有力的保障了列车的行车安全。机车信号记录器是JT-C系列机车信号车载系统中的重要组成部分，其主要用于对列车运行过程中动态数据进行采集和处理并在需要时利用地面数据分析处理系统对存储数据进行分析回放，用于列车故障点的快速定位，保障列车的安全运行。
关键词：JT-C系列机车信号车载系统;机车信号记录器;故障;分析
中图分类号：U284 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）30-0163-02
Abstract： With the help of railway transportation， a large number of people and materials can be transported quickly and efficiently. The running speed of modern railway is getting faster and faster， in order to ensure the safety of trains， we need to rely on locomotive signals and other train safety equipment to ensure the safety of trains. JT-C series locomotive signal on-board system is an important equipment used in railway operation in China， which effectively ensures the safety of trains. Locomotive signal recorder is an important part of JT-C series locomotive signal on-board system. It is mainly used to collect and process the dynamic data in the process of train operation and to analyze and play back the stored data by using the ground data analysis and processing system when needed. It is used for the rapid location of train failure points to ensure the safe operation of the train.
Keywords： JT-C series locomotive signal vehicle system; locomotive signal recorder; fault; analysis
现代列车运行速度不断提升，为保障行车安全需要做好列车运行状态的动态监控以便于列车出现状态异常时能够快速的定位并排障。JT-C系列机车信号车载系统是列车安全运行的重要设备，其所具有的高性能的数字信号处理技术能够对列车运行中的状态数据进行信号采集与动态存储，并在列车出现故障时通过相应的信号数据处理系统完成对于数据信号的提取与回放，完成对于列车故障的快速诊断与定位。本文将在分析机车信号记录器重要性的基础上借助于几个具体的列车故障案例对机车信号记录器在故障分析诊断中的应用进行分析阐述。
1 机车信号记录器的主要特点与功能
机车信号记录器是JT-C系列机车信号车载系统中重要的组成部分，其主要由车载装置与地面数据分析处理系统两大部分所组成。其中车载装置主要由记录板组成，用于对列车运行过程中所产生的动态数据进行采集和存储。机车信号记录器的车载部分以插件的形式插在机车信号主机箱内，利用CF卡这一大容量的存储介质对列车运行状态进行采集和存储，通过对比和回放能够直接反映出列车运行过程中机车信号的状态变化，通过对机车信号状态的变化进行分析将有助于完成对于列车故障的诊断与定位。机车信号记录器所记录的信息包括有机车信号运行中的输入、输出信号、主机译码信息、环境信息以及TAX2箱的辅助信息。输入信息包括有：列车运行方向信息、机车载频切换装置状态信息以及机车上/下行开关输入信号。输出的信息包括有：机车的灯位、速度等级、绝缘节、主机工作状态等。主机译码信息包括有：信号幅度、故障代码、信号载频以及低频等。环境信息记录有主机箱内的工作环境温度、主电源供电状态等数据信息。辅助信息包含有列车的车号、速度、时刻等信息。地面数据分析处理系统通过对机车信号记录器车载部分所记录的数据进行分析处理并形成列车运行状态文件与列车运行数据波形文件，分析人员可以对列车运行状态信息进行分析、回放与对比，查找数据信息中的状态异常点，并对异常点的状态及异常点产生的可能原因进行分析以便于列车的快速排障，保障列车行车安全。
2 机车信号记录器列车故障排障中的应用分析
2.1 绝缘故障
故障现象：列车运行过程中机车信号记录器记录到机车信号频繁发生灭灯，连续达到8次以上。故障分析：通过使用地面数据分析处理系统对机车信号记录器所记录数据进行回放分析，发现， 机车信号记录器中的数据显示机车信号灭灯时机车信号A、B机同时出现异常复位，数据图显示在主机出现异常复位时列车速度等级为“011”，其中“011”代码代表的是列车无速度，而这一速度显示与列车的行驶状态截然相反，而需要注意的是“011”在设计时设定为不会主动且成功输出为列车的速度等級，这意味着“011”代码在正常的机车信号中几乎是不可能出现的。而“011”代码出现则表明机车信号受到干扰，有异常的电流信号混入到机车信号中，并造成了机车信号A、B机同时出现复位，异常电流信号多为短路造成的，需要对车载机车信号设备进行检查。拆卸机车信号设备主机端的航插接头、线缆等并使用三用表测量其绝缘性看是否存在短路现象，拆卸检查过程中发现机车信号主机接口处存在水渍，详细查找后发现是由于通风口挡板漏雨导致的，雨水滴落在主机航插接口处渗入到航插中造成航插短路并向主机反馈混杂信号，造成列车速度等级异常，机车信号主机在检测到异常状态后主动复位重启。 2.2 车载机车信号设备接收到外界错误输入
故障现象：机车信号灯延迟，机车信号在半闭塞区段越过预告信号机约800m后方才由白灯转变为绿灯。机车信号灯变绿延迟，机车信号灯理应在半闭塞区段离开预告信号机后就由白灯转变为绿灯。故障原因分析：通过对机车信号记录器中的数据进行回放分析以便于查找问题。机车信号记录器中回放数据显示，机车信号在半闭塞区段越过预告信号机时接收到载频为650Hz的信号，同时上下行开关信号显示为“下行”，机车信号显示列车逻辑状态错误因此造成机车信号无法正常译码，机车信号灯一直显示为白灯。而后对上下行开关的位置重新进行了设置，机车信号译码功能恢复正常。机车信号在半闭塞区段越过预告信号机后机车信号灯即由白灯转变为绿灯。此后，通过与机务部门进行沟通后确认机车信号上下行开关错误系人为操作失误，由于乘务员错误的扳动了机车信号上下行开关致使故障的发生。在以往使用通用式机车信号时，这一类故障曾多次发生，由于通用式机车信号不具备机车信号记录器致使排障异常麻烦，需要对机车信号设备进行全面细致的检查，耗时耗力。通过对机车信号记录器中所存储的数据进行分析，确认故障发生时是由何种信号触发的报警将为故障处理人员快速、有效的进行故障定位提供帮助，以便于维修人员及时进行故障处理。
2.3 地面信息异常引起的机车信号故障
故障现象：列车侧线停车并在股道停车后机车信号白灯一直亮。故障原因分析：通过对机车信号记录器所记录的数据进行分析后发现，车侧线停车并在股道停车后机车信号白灯一直亮的这一段时间内，机车信号所接收的地面信号为25.7Hz的低频码，且这一频段的低频码在列车侧线停车的这一段时间内一直存在。由于机车信号对于一直持续的25.7Hz的低频码并不识别因此机车信号常亮白灯。如按照正常情况，列车进入侧线股道并压入股道时，闭环电码化发送盒将发出持续时间为2s频率为25.7Hz的低频码，之后发送与出站信号机相同的低频信号，25.7Hz的低频码无需一直持续，而机车信号所接受到的长时间的25.7Hz的低频码一定是因股道电路中的某一区段出现问题所造成的。通过对该区段的电路进行详细的检查后发现该区段的ZPJ继电器一直处于吸合状态，导致25.7Hz的低频码持续发送。
2.4 机车信号译码故障
故障现象：某列车在上行场挂车出库后由于未能接收到来自于地面轨道电路的机车信号，致使列车返回。故障分析：通过对机车信号记录器中的数据进行回放，在机车信号记录器中所保存的辅助信号显示“司机室”处于“无效11”的状态。这一状态信号显示出列车运行时列车牵引工况输出的I/Ⅱ端切换信息同时向主机的X26-10和X26-11端口输入电压为110V的信号，由于主机的X26-10和X26-11端口同时接收到信号致使机车信号主机由正常的Ⅱ端上行区段、前进方向切换到I端，机车信号无法接收到来自于地面的信息，无法正常译码。造成上述故障的原因较为复杂，且此类故障时有发生。多数是由于机车牵引工况换向端子输出错误所造成的，通用式的机车信号无法准确的获取故障源，而借助于机车信号记录器所记录的列车运行数据将能够对列车故障状态进行重演，方便维护人员对列车故障进行排障。
2.5 机车信号掉白灯
故障现象：某列车运行过程中产生机车信号掉码，持续约5s。故障分析：借助于机车信号记录器的数据对列车行驶中的地面信号载频、低频、信号幅度进行查看分析，数据分析显示机车信号所接收到的地面信号的载频、低频都正常但是地面信号的幅度较弱仅有12.7mv，相较于电化低频区段650Hz载频所需要的13.5mv的最低要求仍有一段距离，机车信号相应有一定的时间周期，在列车运行中由于所接收到的12.7mv信号较弱，机车信号无法确认致使在地面信号幅度较弱的这一段时间内机车信号持续亮白灯，只有在机车信号接收到13.5mv以上的信号时机车信号才能变绿灯。通过分析后发现，造成这一故障的原因在于钢轨最小短电流幅值无法满足机车信号感应电压幅值最低要求，致使机车信号无法采码从而产生机车信号掉码。针对这一问题需要做好区段电路信号的检查，确保轨道电流幅值满足机车信号采样需求。
3 结束语
JT-C系列机车信号车载系统是列车安全形式的重要保障，现代JT-C系列机车信号车载系统采用机车信号记录器就列车运行中所产生的动态信号进行记录并借助于地面数据分析系统对机车信号记录器所记录的数据进行回放分析，便于查找故障源。在机车信号系统运行的过程中受操作方法、地面信号差、设备工况等因素的影响机车信号设备将会出现各种故障，传统的通用型机车信号系统并未采用机车信号记录器无法对故障排查进行帮助致使机车信号排障耗时耗力。而借助于机车信号记录器所具有的数据存储功能能够对故障发生时段的信号状态进行记录，尤其是对于机车信号运用过程中所发生的偶然故障机车返回段内后又难以复现的问题，故障检修维护人员可以借助于地面信号分析系统对机车信号记录器所记录数据进行对比分析，有效判断机车信号的故障原因与故障源，提高排障效率。本文在分析机车信号记录器在机车信号故障排障中重要性的基础上结合实例就机车信號记录器在机车信号故障排除中的应用进行了分析介绍。
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