机车信号多灯故障的分析

朱海芸(大秦铁路股份有限公司太原电务段太北车载车间, 山西 太原 030027)

近期发生了一起因为机车信号多灯故障，致使机车停车要令。当时信号机瞬间显示多个灯位同时亮一下，信号主机不停地进行重启，主机板不断的复位，到最后信号主机因为复位超过200次，最终灭灯，LKJ报信号异常。

多灯的含义是在同一时间信号主机输出两种及上的点灯信息。

1 原因分析

根据设备故障的现象，可能有以下原因:①信号点灯电缆中有短路的故障；②信号主机中的插件故障。

首先，进行了更换信号主机，在标准化实验后，未发现故障现象的重现，这就可以排除第一种故障原因。

接着，使用U盘把故障的信号主机中记录的运行文件转取下来，导入地面数据分析系统中，然后将文件进行处理后，对文件中信号主机各种状态信息进行认真分析。

为了找到导致故障的具体元器件，先通过查找厂家提供的整个信号主机电路图，结合文件分析的结论，重点研究信号主机板信号点灯电路和信号主机母板电路。

在信号主机母板电路中红黄灯与白灯电路线相隔较远，且绝缘通过兆欧表测量为无穷大，所以没有混线的可能性，这就把母板电路故障排除掉。

在复杂的主机板电路中，8路点灯信号(L、LU、U、U2、UU、HU、H、B）在CPU(TMS320LF2407A）的控制下，使用7个继电器(DS2Y-S-DC5）它具有2组接点，一组用来进行点灯输出，另外一组接点直接用来进行继电器吸起或者落下的检查，它们采用塔状结构排列，限制性输出在前面，继电器吸起输出有效，平时只有1个点灯继电器吸起，红黄灯和白灯信号分别受两个不同的继电器控制输出，从电路设计上看不可能发生两个继电器同时吸起的现象，因此这部分电路可以排除故障的可能性。

还剩下最后一部分可疑性最大的电路就是反馈检查电路，机车信号主机是一个闭环系统，所有安全输出都需要反馈检查，8位点灯信息通过一个排阻(RD2)，直接通过光耦(TLP521）反馈读入CPU板，进行点灯输出检查，如果输出点灯信息与CPU控制输出的点灯信息不符，就会控制主机板复位，切断错误的信息输出，保证安全。

最终，确定此次故障的原因是信号主机中的A主机板的反馈检查电路中的排阻(RD2)故障，导致机车信号多灯故障的发生。

2 此次多灯故障反应出点灯电路的问题

JT-CZ2000信号主机在2003年后作为新一代机车信号主机开始在全路推广应用，经历10几年的现场使用，安全性、可靠性得到业内的认可。它采用“2x2取2”的冗余容错安全结构，信号主机内双套热备、双套电源、双路接收线圈灯冗余措施，也就是有两个完全一样的设备，一个在工作，另一个处在热备状态，当一个设备出现故障，可以立刻切换到另外热备的设备来工作，保证设备安全高效。可是，此次多灯的故障是A主机板(工作）故障，B主机板(热备）正常，但结果却使两个主机板都在不停的复位，最后信号主机整机不工作。这就不符合JTCZ2000信号主机的技术特点，双机热备就没有发挥作用。

究其原因是信号点灯电路设计有问题。它的点灯电路具有这样的特点:点灯信息在经过CPU控制产生后通过主机板的插针送到母板上，在母板上两块主机板送过来的点灯信息连接在一起，再发送到后级电缆。问题就发生在这，当A主机板多灯故障后将多灯信息先传送到母板，又接着逆向传送到B主机板，因为前面提到A/B主机板点灯信息通道在母板上连接在一起了，所以，当B主机板接收多灯信息后，瞬间启动反馈检查电路，促使B主机板也进行复位。

3 改进信号点灯电路的措施

解决这个问题的思路是隔离A/B主机板的点灯信息，达到一块主机板多灯故障时不能影响另外一块主机板工作。

使用8个二极管(IN14007）分别加在8位点灯信息通道中，这样就能有效隔离点灯信息，点灯信息只能从主机板送到母板，而阻断了从母板将点灯信息送到主机板中，从而隔断了两块主机板间点灯信息的交换。如图所示。

改进点灯电路示意图

4 结语

通过对机车信号多灯故障案例原因分析，发现了JTCZ2000信号主机中的信号点灯电路的问题，在点灯电路中增加一些二极管(因为它的特性是正向导通，反向截止）使信号点灯信息只能从主机板送到母板，母板无法向主机板传送点灯信息，这样就阻断了两块主机板间没有意义的点灯信息的交换，这样改进后完善了信号主机的双机热备功能，使设备更好的发挥功能，在安全性不变的情况下，提高了运输效率。

[1]铁路职工岗位培训教材编审委员会.信号工机车信号设备与列车运行监控装置维修[M].2010.5.

[2]上海铁路通信工厂.JT-C系列机车信号车载系统(第三版)[M].