ZPW-2000A型闭塞自动控制系统若干电路的不足与优化改进

摘要：简单介绍了ZPW-2000A型自动闭塞系统在现场应用中突显出的几类问题。重点对误码问题与发送器冗余电路失效问题进行了分析，利用智联有道ZPW2000A轨道电路智能模擬系统，对这两类问题进行故障重现，并对改进方案进行验证，对其改进结果进行说明。

关键词：发送器;冗余电路;ZPW-2000A轨道电路

中图分类号： U284.2 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）09-0061-02

客专ZPW-2000A轨道电路是基于既有线ZPW-2000A无绝缘轨道电路的基础上，进行的适应性改造。既有线ZPW-2000A发送器采用N+1冗余的设置方式，客专ZPW-2000A在这部分进行了改造，对发送器采用1+1冗余。1+1冗余的设置方式比N+1冗余设置方式大大提升了设备工作的可靠性，即每台发送器都设置+1备机，适应性改造后，大大提升设备工作可靠性。同时，从现场反馈的ZPW-2000A轨道电路设备故障种类来看，技术人员发现在改造后的客专ZPW-2000A轨道电路故障中，发送器故障仍然占据了一大半。发送器提高为1+1，是通过增加设备冗余的方式，减少了发送器不良带来的不利影响。但，即使采用了1+1冗余，也不能有效消除发送器故障产生的不利影响。有时，在某些发送器故障情况下，甚至冗余装置也会失去作用，严重影响到轨道电路设备的正常使用。

1 发送器故障导致冗余失效问题

针对客专ZPW-2000A轨道电路存在的发送器冗余电路存在缺陷导致冗余失效的问题[1]，我们根据改进思路，修改了发送器内部部分电路，并在智联有道ZPW2000A轨道电路智能模拟系统上进行了试验及验证工作。

改进试验如下：针对客专ZPW2000A轨道电路发送器能正常工作，正常送出发送报警继电器驱动电压，但有可能出现主、备发送报警继电器均不吸起的现象或主、备发送报警继电器吸起但接点不闭合的现象。我们对发送报警继电器进行了冗余。由于报警继电器属于微型继电器，接点组数不够，无法直接通过该继电器实现冗余。因此，我们采用了为主发送报警继电器FBJZ和备用发送报警继电器FBJB各自增加一个型号相同的继电器做冗余。具体的冗余方式是使其与原报警继电器通过接点并联的方式实现。该改进试验是基于ZK智能模拟系统设备上进行的，通过改进试验（模拟故障30次），我们发现比未改进前，发送器冗余故障的发生率得到了有效的控制。使冗余系统得到了有效的发挥。

2 主轨出电压有可能随着功出电压波动而变化，导致轨道继电器无法正常励磁问题

从现场反馈的客专ZPW2000A轨道电路使用情况来看，主轨轨出电压有随功出电压波动而波动的可能，这种情况需要引起关注[1]。主轨的轨出电压用来提供给轨道继电器线圈励磁的，轨出电压必须达到轨道继电器励磁的额定电压值才能使轨道继电器可靠吸起。然而，通过检查发现，主轨轨出电压即使在接近轨道继电器工作电压临界值时，仍然继续由主发送器工作，而未切换至备用发送器工作。若主轨轨出电压值不稳定，随功出电压波动而波动，就容易造成轨道继电器工作不稳定，出现区段空闲而轨道继电器却落下，控制台亮红光带的故障。为何主轨的轨出电压会随着功出电压的波动而波动，究其原因，是由于实际功出电压幅度并未完全作为驱动“安全与门”的必要条件，发送器内部没有单独对功出电压判断等级的电路功能，这就造成轨出电压有可能出现跟功出电压波动而波动，从而出现区段空闲亮红光带的现象。

我们在智联有道ZPW2000A模拟系统中进行了试验性改造。采用的办法是在发送器的冗余电路中尝试增加实现对功出电平识别的单元电路。由于我们进行的是试验性改造，目前，电平信号检测电路的种类较多，我们采用的是两块LM3914。通过增加电平识别功能，做到了当轨出电压接近临界值时，会触发报警电路实现自动切换至备用发送器的作用。从一定程度上，提高了冗余设备的有效性，降低了因轨出电压波动而导致区段空闲亮红光带的可能性。

通过试验，我们认为要想采用此类方案解决问题，关键在于选择何种电平检测电路。目前，对于识别10个电平等级的检测电路，种类较多，选择范围较广，可以综合比较众多电路性能后，选取合适的检测电路完成电平识别功能。

3 小结

本文重点对ZPW2000A轨道电路的发送器冗余电路存在问题展开了探讨，针对两类问题的解决方案进行了试验性的改造。通过试验发现，解决方案具有可推广性，有效地提高了发送器冗余电路的利用率。此外，ZPW2000A轨道电路电气绝缘节漏码[2]和站内电码化叠加后掉码问题[3]是下一步要研究重点，我们将使用智联有道ZPW2000A轨道电路模拟系统做进一步的验证。

参考文献：

[1] 温仕明.客运专线ZPW2000A轨道电路发送器冗余电路改进方案探讨[J].上海铁道科技.2014，02：152.

[2] 仝百祥，李怀峰，聂勇.ZPW-2000A型电气绝缘节漏码信号问题研究[J].河南科技学院学报，2011，05：101.

[3] 高俊明.浅谈ZPW-2000A型站内叠加电码化技术[J].江西建材.2017，03：125.

作者简介：易斌（1982.12-），女，汉族，湖南株洲，研究生学历，副教授，研究方向：铁道信号自动控制。