姜文

摘 要：目前軌道交通建設(shè)在國(guó)內(nèi)各大城市如火如荼進(jìn)行中，而采用的信號(hào)技術(shù)設(shè)備直接關(guān)系到地鐵運(yùn)營(yíng)的效率和安全。計(jì)軸系統(tǒng)作為一項(xiàng)重要的信號(hào)設(shè)備，我們有必要從設(shè)備的組成、原理、特點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)出一套易于操作的維護(hù)和故障處理流程，方便信號(hào)人員對(duì)計(jì)軸設(shè)備的掌握和故障處理，保證地鐵的正常運(yùn)營(yíng)。

關(guān)鍵詞：計(jì)軸系統(tǒng)、計(jì)軸原理、計(jì)軸受擾、預(yù)復(fù)位

與國(guó)內(nèi)許多新建的地鐵一樣，南昌地鐵也是采用技術(shù)成熟的CTBC模式。計(jì)軸系統(tǒng)作為CTBC系統(tǒng)的一個(gè)重要子系統(tǒng)，通過(guò)各條地鐵線路這么多年的實(shí)際檢驗(yàn)，較低的故障率以及維護(hù)的便捷性贏得了廣大信號(hào)人員的心。

計(jì)軸系統(tǒng)歸屬于列控系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，可以用于檢測(cè)軌道區(qū)段的占用情況。將每個(gè)區(qū)間（兩個(gè)站之間）劃分為若干個(gè)閉塞區(qū)段，在每個(gè)閉塞區(qū)段的開(kāi)始端和結(jié)束端分別安裝計(jì)軸設(shè)備，與軌道電路頗為相似，不過(guò)在區(qū)段與區(qū)段之間不需要安裝容易耗損的絕緣。所以計(jì)軸設(shè)備可以用在CTBC系統(tǒng)的移動(dòng)授權(quán)尚未開(kāi)通時(shí)，或者是用來(lái)作為無(wú)線設(shè)備故障時(shí)的冗余設(shè)備存在，在后備模式下檢測(cè)列車(chē)位置，反映區(qū)段占用空閑狀態(tài)。

AzLM計(jì)軸系統(tǒng)主要包括室內(nèi)設(shè)備、室外設(shè)備和傳輸電纜三部分。室內(nèi)設(shè)備主要包括計(jì)軸主機(jī)（ACE）和電源數(shù)字耦合單元（PDCU），而計(jì)軸主機(jī)又包括電源板，CPU板、串口板、并口板、補(bǔ)空板等。室外設(shè)備主要是由“黃帽子”電子盒（EAK）及軌道磁頭（SK30H）組成，EAK主要包括模擬板和評(píng)估板。電源板為整個(gè)系統(tǒng)系統(tǒng)提供電力保障，顯示各模塊電壓是否正常。電源板的輸入電壓是DC60V，輸出DC5V和DC12V，為各種板卡提供電源。CPU板的主要作用包括接收室外點(diǎn)的軸數(shù)信息，并根據(jù)區(qū)段的配置進(jìn)行區(qū)段占用/空閑的計(jì)算；將區(qū)段的狀態(tài)通過(guò)并口板送給聯(lián)鎖系統(tǒng)；接收并口板的復(fù)零命令，并執(zhí)行相應(yīng)的復(fù)零進(jìn)程；還有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的診斷功能。每塊串口板可以連接室外兩個(gè)計(jì)軸點(diǎn)，通過(guò)ISDN接口接收室外點(diǎn)的信息，并將該信息通過(guò)CAN總線接口發(fā)給CPU板。每塊并口板對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)段，并口板與CPU之間通過(guò)CAN總線接口通信；每塊并口板輸出2組繼電器接點(diǎn)來(lái)指示區(qū)段的占用/空閑狀態(tài)，每塊并口板可以接收3個(gè)復(fù)零輸入。ACE機(jī)柜中的PDCU是一個(gè)電力、數(shù)據(jù)耦合單元，它負(fù)責(zé)向室外的EAK與磁頭供電，同時(shí)還負(fù)責(zé)接收由EAK中的ISDN板傳送的數(shù)據(jù)，電源數(shù)據(jù)耦合單元具有獨(dú)立熔絲、壓敏電阻和隔離變壓器，可以實(shí)現(xiàn)隔離軌旁電纜、將電源耦合到數(shù)據(jù)線上和過(guò)壓防護(hù)的功能。模擬板負(fù)責(zé)生成發(fā)送信號(hào)、放大接收信號(hào)、調(diào)相、生成車(chē)輪脈沖、生成穩(wěn)壓輸出；模擬板接著將生成的車(chē)輪脈沖發(fā)送到ISDN板。評(píng)估板的主要作用是對(duì)模擬送來(lái)的輪對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，監(jiān)視EAK及磁頭的狀態(tài)，將軸數(shù)信息和狀態(tài)信息通過(guò)ISDN發(fā)送給ACE。軌道磁頭的作用主要是通過(guò)發(fā)送接收磁感線對(duì)經(jīng)過(guò)磁頭的輪對(duì)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

計(jì)軸系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)列車(chē)車(chē)輪的計(jì)數(shù)來(lái)判斷區(qū)段的占用情況。它的一組高頻發(fā)射磁頭和接收磁頭由兩對(duì)組成，其主要功能是判斷列車(chē)的運(yùn)行方向。正常情況下，列車(chē)輪對(duì)會(huì)切割SK1磁頭，然后切割SK2磁頭；當(dāng)發(fā)生特殊情況時(shí)（如反向行車(chē)），輪對(duì)會(huì)先切割SK2磁頭，再切割SK1磁頭。

計(jì)軸系統(tǒng)的計(jì)數(shù)方法：當(dāng)列車(chē)輪對(duì)切割高頻磁頭磁力線一次，計(jì)軸系統(tǒng)會(huì)計(jì)數(shù)一次。以一節(jié)車(chē)廂為例（四組輪對(duì)），當(dāng)列車(chē)駛?cè)雲(yún)^(qū)間時(shí)，計(jì)軸系統(tǒng)會(huì)記錄四次切割磁力線，只有列車(chē)沒(méi)有切割前方磁頭磁力線，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為該車(chē)仍在區(qū)間內(nèi)行駛；當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)前方計(jì)軸磁頭時(shí)會(huì)再次切割磁力線，標(biāo)志著列車(chē)已駛出該區(qū)間，進(jìn)入下一個(gè)區(qū)間。每一組磁頭既是新區(qū)段開(kāi)始的標(biāo)志，也是前一個(gè)區(qū)段結(jié)束的標(biāo)志。當(dāng)兩節(jié)以上編組列車(chē)運(yùn)行發(fā)生車(chē)頭、車(chē)體分離時(shí)，由于計(jì)數(shù)設(shè)備記錄的駛出區(qū)段輪對(duì)數(shù)與駛?cè)胼唽?duì)數(shù)不符，前一個(gè)區(qū)段也不會(huì)開(kāi)放。

計(jì)軸區(qū)段有3種狀態(tài)：空閑、占用和受擾。空閑區(qū)段即區(qū)段內(nèi)輪對(duì)為零的區(qū)段。當(dāng)該區(qū)段兩頭任何一個(gè)計(jì)軸磁頭有輪對(duì)滑向區(qū)段內(nèi)，區(qū)段內(nèi)輪對(duì)數(shù)變成正數(shù)就成為占用狀態(tài)，ATS顯示該區(qū)段為紫光帶。當(dāng)該區(qū)段任何一個(gè)計(jì)軸磁頭有輪對(duì)滑向區(qū)段外，區(qū)段內(nèi)輪數(shù)變?yōu)樨?fù)數(shù)就成為受擾狀態(tài)，ATS顯示該區(qū)段為土黃光帶。占用區(qū)段內(nèi)有多少輪對(duì)記錄在ACE機(jī)架上的CPU模塊內(nèi)，如果有相同數(shù)量的輪對(duì)滑出該區(qū)段，則該區(qū)段恢復(fù)為空閑狀態(tài)。一旦區(qū)段受擾，并行板會(huì)自動(dòng)鎖死，除非經(jīng)過(guò)預(yù)復(fù)位和清掃處理，否則只會(huì)向聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送受擾信號(hào)。

在這里簡(jiǎn)單的介紹下預(yù)復(fù)位流程。進(jìn)行預(yù)復(fù)位操作首先要在得到行調(diào)的允許下，確認(rèn)該ACB區(qū)域已出清全部列車(chē)。然后找到受擾區(qū)段相對(duì)應(yīng)的并口板，按住白色小按鈕，同時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鑰匙擰到底，保持3-5S即可。復(fù)位后可觀察燈位顯示，判斷預(yù)復(fù)位是否成功。成功后就要等待安排專(zhuān)門(mén)列車(chē)對(duì)受擾區(qū)段進(jìn)行清掃了；如果不成功，可熱插拔該塊并口板，再重復(fù)上述操作進(jìn)行預(yù)復(fù)位。

由于目前計(jì)軸CPU內(nèi)軟件的設(shè)定，區(qū)段受擾后復(fù)位并行板，相應(yīng)區(qū)段并不會(huì)就此恢復(fù)空閑狀態(tài)，而是一個(gè)中間狀態(tài)稱(chēng)為“待清掃”。待清掃狀態(tài)下的軌道區(qū)段在聯(lián)鎖系統(tǒng)中仍然按故障區(qū)段處理，不能排列進(jìn)路和開(kāi)放信號(hào)。只有清掃車(chē)或人工模擬車(chē)輛從區(qū)段的一邊進(jìn)入，再?gòu)膮^(qū)段另一邊退出，該區(qū)段才會(huì)恢復(fù)空閑狀態(tài)。所以清掃區(qū)段最好用清掃車(chē)處理，清掃車(chē)在清掃作業(yè)中最大限速20公里。需要清掃的主要原因是為了確認(rèn)故障排除后的區(qū)間內(nèi)沒(méi)有任何影響行車(chē)的因素對(duì)行車(chē)構(gòu)成威脅。一般正線上的直線區(qū)段受擾都直接復(fù)位，等待列車(chē)清掃。但是受擾區(qū)段影響到需要操作的道岔，運(yùn)營(yíng)又處在停運(yùn)狀態(tài)，則需要人工清掃。人工清掃需要一個(gè)能夠模擬車(chē)輪對(duì)計(jì)軸磁頭影響的模擬車(chē)輪，在測(cè)試工具箱里會(huì)附帶一塊。人工清掃需要至少2人配合操作，以人負(fù)責(zé)在室內(nèi)ATS用戶界面前指揮，同時(shí)需要復(fù)位并行板；另一人負(fù)責(zé)在區(qū)間內(nèi)完成清掃作業(yè)。人工清掃的關(guān)鍵是模擬列車(chē)的運(yùn)行，直接復(fù)位受擾區(qū)段，則受擾區(qū)段狀態(tài)變成待清掃，如果該區(qū)段邊上的區(qū)段狀態(tài)是空閑，模擬輪從空閑區(qū)段進(jìn)入待清掃區(qū)段，就會(huì)造成原來(lái)空閑的區(qū)段受擾，這樣反而使處理過(guò)程變得更復(fù)雜。所以在受擾區(qū)段兩邊沒(méi)有占用區(qū)段的時(shí)候，需要人為制造一個(gè)占用區(qū)段?，F(xiàn)階段的軟件要求清掃列車(chē)的輪對(duì)數(shù)至少為2個(gè)，所以人為制造占用區(qū)段時(shí)一般用模擬輪向同一個(gè)方向話劃兩次。人為制造的占用區(qū)段與“列車(chē)”需要行進(jìn)的反向相反，然后復(fù)位受擾區(qū)段，沿著行進(jìn)方向的計(jì)軸點(diǎn)逐個(gè)劃輪子，直到占用區(qū)段到達(dá)可以讓車(chē)輛清掃的位置。最后一步就是復(fù)位最后的占用區(qū)段，該區(qū)段狀態(tài)恢復(fù)“待清掃”，就可以等待列車(chē)清掃了。

通過(guò)上面計(jì)軸系統(tǒng)組成、原理和操作的介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)計(jì)軸系統(tǒng)的許多特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。首先計(jì)軸板卡種類(lèi)少，室內(nèi)有4種板卡，室外有2種板卡，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障處理方便；其次是除電源板和CPU板外，其余4種板塊都可以熱插拔，有利于故障處理，縮短故障處理時(shí)間；然后是室內(nèi)主機(jī)和室外計(jì)軸點(diǎn)之間采用容錯(cuò)的ISDN數(shù)據(jù)傳輸，抗干擾性強(qiáng)，采用星型連接，1點(diǎn)出現(xiàn)故障，影響范圍?。徽怯猩鲜鲈S多優(yōu)異的特點(diǎn)，保證了南昌地鐵的計(jì)軸設(shè)備的穩(wěn)定和極低的故障率。另一方面，通過(guò)對(duì)計(jì)軸系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和深入的認(rèn)知，大家對(duì)計(jì)軸設(shè)備的正確維護(hù)和故障快速處理，進(jìn)一步保證了地鐵的安全運(yùn)營(yíng)。

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