#铁路信号微机监测分析与研究.docx

#铁路信号微机监测分析与研究.docx

《#铁路信号微机监测分析与研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《#铁路信号微机监测分析与研究.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

#铁路信号微机监测分析与研究

铁路信号微机监测分析与研究

一 概述

   信号微机监测系统是铁路专用信号微机监测设备，可作为电务维护管理的辅助工具。

信号微机监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。

信号微机监测系统是铁路装备现代化的重要组成部分。

它把现代最新技术，如传感器、现场总线、计算机网络通信、数据库及软件工程等技术，融为一体，监测并记录信号设备的主要运行状态，为电务部门掌握设备的运用质量和故障分析提供科学依据。

同时，系统还具有数据逻辑判断功能，当信号设备的工作情况偏离预定界限或出现异常时及时报警，避免因设备故障或违章操作影响列车的安全、正点运行。

信号微机监测系统是由铁道部、铁路局、铁路分局上层监测设备和电务段、车间（领工区）、车站基层监测设备组成的，监测本单位管辖内各车站信号设备运行状态的网络系统。

信号微机监测系统应用计算机和信息采集机实时监测各种信号设备。

该设备存录的大量现场数据对分析事故原因，有很大的帮助。

可以分析事故当时的设备状况，操作人员操作程序，总结设备安全操作的经验。

信号微机监测系统主要检测对象是车站6502电气集中系统。

信号微机监测系统将6502中的有关开关量（键操作情况、轨道光带状态、道岔位置、信号机状态等）、有关模拟量（轨道电压、道岔表示电压、各种电源电压以及道岔电流等）采集进来，建立原始数据库。

段机、车间机通过网络取得各个车站的数据，形成全线的模拟图，进行各种分析。

二 信号采集

2.1 开关量

开关量是指类似接通或关断的、在时间和数值上断续变化的数值量。

如通和断、亮和灭、有和无、高电平和低电平、吸起和落下等，开关量可用数字信号（0或1）表示。

开关量信息包括：

  λ实时监测6502控制台、人工解锁按钮盘全部按钮的操作，包括进路操作按钮、铅封按钮和单操按钮。

记录按钮按下时间、闭合时间和按下次数；

  λ6502控制台表示信息（进路、闭塞主要设备及列车、调车作业状态等信息）；

  λ跟踪有关继电器（1DQJ、2DQJ、DGJF、LJJ、LFJ、DJJ、DFJ、SJ第八组接点等等）的状态变化，为记录值班人员的操作，实现进路跟踪和故障诊断提供原始数据；

  λ熔丝断丝报警。

由此可见，开关量的信息是多样的，采样方式也是多样的，采取的监测和处理方式最为复杂。

以保证信息采集的准确性和可靠性，为信号设备日常维护和缩短故障查找时间，提供可靠的科学依据，以实现信号设备预防性状态修，提高工作效率。

2.2 模拟量

模拟量采集的量主要有轨道电压、电源电压、道岔电流、区间发送接收电压、电码化发送电压、电码化发送电流、电缆绝缘、电源对地电压、电源对地漏电流。

2.3 采集方法

由于采集机为分散式设计，分布在各组合架，所以除电源测试和绝缘测试外都从组合侧面端子取条件。

具体采集方法如下：

2.3.1 开关量

开关量输入端一方面采取光藕高阻隔离，其纵向隔离电压大于1500V。

另外为确保安全在采集条件入口的正负极上各加一个200Ω/10mA的贴片电阻，当采集输入回路中的电流超过10mA后两电阻烧断将信号设备与采集电路完全隔离，起到了保险的作用。

各开关量采样点说明

轨道区段表示灯：

原则是每个区段只取一个锁闭条件和一个占用条件。

例如：

对于一般区段取其QB及QH表示灯条件，对于有两个QB、QH的交叉渡线及没有QB、QH的区段则从14及15线取锁闭条件和占用条件，如图:

              取锁闭条件     14线

     FDGJ DGJF         1LJ

 JZ

                 2LJ

                           15线

         取占用条件

对于股道上的占用条件要取其经过GJ第6组后接点接通的红灯条件，一般为3H，

如图所示：

JZ     6       JF

     GJ

信号复示器、进路按钮表示灯及控制台其它表示灯取相应的表示灯条件。

JZ           JF

铅封

对于没有表示灯的铅封按钮取其按下条件。

 KZ           KF

对于道岔单独锁闭灯CA-H由于无法直接从侧面端子取条件，如果从控制台引线又会使施工特别复杂，因此我们设计了从侧面端子间接取条件的办法，如图所示取侧面端子05-9

 KZ

      CA

人工解锁盘上的事故按钮取其备用接点，接线时将所有事故按钮的上接点环接起来接入JZ电源，将其下接点接至采集机端子板正极，相应负极环入JF。

JZ            

 j

方向继电器取其空闲的83接点，如图所示：

JZ         8

 道岔的1DQJ取其空闲的33接点（即为实际的52接点），提速道岔取1DQJF空闲的33接点条件，如图所示。

注意：

一定要保证道岔的1DQJ配线与相应的道岔电流传感器位与同一个采集机。

 KZ     3

轨道继电器或轨道复示继电器、电码化发码及传输继电器取其空闲的后接点。

对于25HZ轨道电路采二元二位继电器的一组空接点，对于480轨道电路采其DGJF空余的第7组后接点。

接线时将继电器的中性接点环接在一起接入JZ，将后接点分别接在附近采集机的正极上，然后在相应的负极上环入JF。

  JZ     

锁闭继电器81、82接点封连监测的采样为两个，A点为SJ的82接点，B点为SJ的73接点，另外在SJ的71接点接入KF。

将A、B两点作为光电隔离的输入，A点经隔离元器件接采集机的正极，B点接采集机的负极，如图所示：

 KZ       CA    SJ

                      A        KF 

B

对于双动道岔应对其1SJ和2SJ分别进行采样监测。

组合中SJ的第7组接点如被其它联锁电路使用则需增加复示继电器SJF，接入方式为将SJF线圈与SJ线圈并联，如图所示。

SJF只用于微机监测电路，不得用于信号联锁电路。

KZ-YZSJ-H        SJ        KF

          1 4

          1  4

另外，为保证安全A采样点需采用加装隔离元件的专用配线，将短的一端接采集机的正极，将长的一端接82接点，如图所示：

接采集机+                           接82接点

            图（d）

区间占用条件取占用表示灯。

JZ            JF

     GJ

区间信号点灯条件取点灯变压器的一次侧，分别采L、H、U三个条件，电压值在220V左右，其采样原理与普通开关量采集板一样，只是将R1的阻值由10KΩ改为150KΩ。

XJZ           XJF

2.3.2 模拟量的采集

  各种电压测试采取并连方式，将被测电压接至相应的传感器端子上即可。

采集原理图如下：

各模拟量采样点说明

  轨道电压取自轨道继电器输入端，与既有的轨测盘取法一样。

所使用的传感器型号为：

GP-6A-40VAC。

测量输入范围是0-40V，输入阻抗80KΩ。

电源电压测试范围：

两路输入电压、转辙机动作电源、信号机输出电源、轨道电路电源、道岔表示电源、继电器电源、表示灯电源。

对于分几束供电的信号及轨道电源只取一路总电源。

备用电源、通信电源、闪光电源不测试。

对于KZ、KF DZ、DF不但应测试其两极间电压，还测试其两极对地电压，即测试KZ对地、KF对地、DZ对地、DF对地电压，其中测试KF对地及DF对地电压时将地线接至传感器正端，将KF、DF接至传感器负端。

注意：

由于传感器内阻的影响会使KZ、KF对地电阻降至0.5M左右，DZ、DF对地电阻降至1M左右，此种情况应属正常。

对于电源屏引出线应就近加装0.25A或0.5A的保险然后再接入测试架。

    SS+

KZ

    SS-

    SS+

    SS-

道岔电流测试采取传感器穿孔方式，与既有电路无任何关联，只需将启动线穿过传感器孔。

对于三相电源供电的转辙机取其任意一相均可，对于直流转辙机应注意在串孔时要使电流由传感器正端流入负端流出。

电缆绝缘测试及电源测试接线时将被测项目接至专用的绝缘及电源测试架内。

新的测试架内需安装绝缘测试采集机、绝缘测试电子摇表、电源测试采集机、电源接地及漏流测试接口板、电源断相错序监测器、供电模块，本架除电子摇表外的其它设备的供电都由供电模块提供，电子摇表需单独接入交流220V电源。

测试架的供电电源应从UPS引出，并加装2A保险。

  区间发送电压取其发送盒功出电压测试塞孔，所使用的传感器型号为：

GP-6A-200VAC。

测量输入范围是0-200V，输入阻抗400KΩ。

区间接收电压取其接收盒测试塞孔，所使用的传感器型号为：

GP-6A-5VAC。

测量输入范围是0-5V，输入阻抗10KΩ。

电码化发送电压取自发送盒的功出测试塞孔，对于上、下行分别为SF1、SF2、SF3、XF1、XF2、XF3。

所使用的传感器型号为：

GP-6A-200VAC。

测量输入范围是0-200V，输入阻抗400KΩ。

电码化电流取自发送盒的发送电流，对于上、下行分别为SF1、SF2、SF3、XF1、XF2、XF3。

使用传感器为GP-6A-5AAC。

测量输入范围是0-5A。

三 监测系统功能

3.1 系统硬件

 微机监测系统的主机采用工业控制计算机，一般配备引进产品。

路由设备也是进口产品，目的是保证系统的可靠性、稳定性。

要求PentiumMMX233或更高、64M内存、2G硬盘、显示器分辨率800*600、CAN总线卡、声卡、网卡、打印机、路由器、调制解调器等。

  整个系统中用量最大的是采集机，也是微机监测系统的关键设备之一。

在计算机主机的控制命令下，完成全部开关量、模拟量的采集工作；并根据主计算机传来的设置参数，与采集到的数据比较，自动生成部分报警信号。

绝缘测试机及电源测试机由绝缘测试采集机、电源测试采集机、电源接地漏流测试借口板、供电模块和选路继电器组成，在计算机主机的控制命令下，完成全部现场绝缘测试任务。

除电子摇表外的其它设备的供电都由供电模块提供，电子摇表需单独接入交流220V电源。

测试架的供电电源应从UPS引出，并加装2A保险。

3.2 系统软件

3.2.1 上位机的运行环境

　　１、操作系统：

windowsNTWortStation4.0中文版或windows2000ProfressionalInterbase6.0

     用户名：

Adminitrator 

     组织名：

随意

     密码：

adm（小写）

     计算机名：

本站站名缩写，一般为三个字母

2、数据库平台：

InterbaseServer4.2（关系型数据库，安全性高，占机时低） 

  3、编程语言：

Delphi3.0（监测系统不要求安装它）

  4、主机硬盘要有Ｄ分区，容量要＞＝２G

5.内存＞＝６４M，CPU>=233Ｍ

6、显示器800*600、CAN总线卡、声卡、网卡、打印机、路由器、调制解调器等。

3.2.2 系统文件

微机监测站机软件安装完之后，Ｄ盘生成一个“mis_铁路”目录，监测系统所有的文件均在此文件夹内，其内的各个文件夹的层次以及各个文件的位置不可随更改。

系统应用程序都在D:

\mis_铁路\station\exe\下。

四 系统操作

4.1 简介

站机软件系统启动后，其主界面如下图：

图中从上往下依次为标题栏、菜单栏、工具条、站场图和状态条。

其中工具条显示主要功能的快捷按扭；站场图显示实时站场变化；状态条显示操作时的提示信息、CAN通信状态、网络通信状态和当前时间等。

工具条上的快捷按扭分别为关于信号微机监测系统的说明、模拟量状态表、模拟量报表、模拟量曲线、报警信息查阅、关键设备使用统计、数据备份、回放、参数设置、站场图放大、站场图缩小等。

4.2 系统管理

系统管理包括数据管理、系统日志、本站登记、采集机状态、工区人员登记、用户权限设置、打印机设置、打印站场图和退出等。

4.2.1 数据管理

数据管理包括数据备份和数据删除两项功能。

该功能使用户能保存系统中有用的数据；以及删除系统中的过时数据。

4.2.1.1 数据备份，工具条上的图标为

数据备份可以对本站开关量数据和任一类模拟量数据进行备份操作。

用户使用鼠标单击开关量或任一类模拟量前边的方块，选中或不选某一类数据（方块上有√表示选中）；或使用“全选”按扭选中全部模拟量。

然后填写备份起始时间和结束时间，最后选择备份按扭开始备份数据，并在原始数据中删除备份过的数据。

“退出”按扭返回主窗口。

4.2.1.2 数据删除

数据删除功能用来删除已备份的数据。

在数据删除窗口中，左边列出已备份数据的时间段，由操作人员先选择一个或几个时间段，然后使用删除功能删除指定时间段的数据。

“退出”按扭返回主窗口。

4.2.2 系统日志

显示系统工作日志、CAN网络管理日志、WAN网络管理日志和值班操作记录。

4.2.2.1 系统工作日志、CAN网络管理日志、WAN网络管理日志。

4.2.2.2 值班操作记录

系统记录值班人员所进行的所有操作，本项功能对其进行显示。

“清除”按扭用来清除值班操作记录，“退出”按扭返回到系统主菜单。

4.2.3 本站登记

维护本站参数登记表，登记本站的基本信息，登记表内容包括：

站编号，站名称，道岔总数，信号机数量，轨道区段数，管辖区段首端，管辖区段尾端，闭塞分区数。

4.2.4 采集机状态

显示每个采集机通信情况。

如果通信有错误，则此窗口自动弹出。

4.2.5 工区人员登记

维护本站的工区人员登记表，登记表内容包括：

姓名，性别，出生年月，职务（工长，信号工，工程师），技术等级。

功能包括录入，修改和删除等操作。

4.2.6 用户权限设置

称及口令，系统将根据用户名称及口令决定其是否有运行该功能的权限。

用户权限设置由系统维护人员使用，包括用户定义、程序级权限和菜单为了使系统更加安全可靠的运行，操作人员在使用关键功能时，要求输入名级权限三部分组成。

4.2.6.1 用户定义

系统维护人员使用该功能增加、删除、修改用户名称及是否拥有打印权限口令。

当打印栏为时表示此用户可以使用打印功能，当无时表示此用户不能使用打印功能，双击打印栏可改变其状态。

4.2.6.2 程序级权限

用来设置界面中某些特殊按扭能否使用，在系统用来定义那些用户可以使用打印功能。

4.2.6.3 菜单级权限

在用户管理窗口的左边列出所有的用户名称，右边列出所有的菜单项；用户选择左边的某一个用户后，在右边的菜单项中以颜色区分该用户可以使用和不能使用的菜单（菜单项左边的绿色方块表示可以使用，红色方块表示不能使用）。

用鼠标左键单击菜单项前面的“+”可以将菜单项展开；用鼠标左键单击菜单项左边的方块可以改变菜单可以使用或不能使用状态（即改变方块颜色）；在对用户的菜单级权限进行修改后，选择应用按扭保存该用户的菜单项设置。

“关闭”按扭返回主窗口。

4.2.7打印机设置

选择合适的打印机和打印方式。

4.2.8 打印站场图

4.2.9 退出

退出系统。

4.3 系统工具

系统工具包括组合排列表维护、开关量索引、模拟量参数设置、诊断分析定义、值班操作记录和创建远端HOST等功能。

4.3.1 组合排列表维护

对组合排列表和组合类型表进行维护。

目的为了进行诊断分析以发生故障时能够对发生故障的节点进行准确定位。

组合排列表包括如下项目：

架号、位置、名称和类型。

组合类型表包括如下项目：

组合类型、序号、继电器名称和型号。

4.3.2 开关量索引

此表记录本系统中的开关量参数定义，正确与否直接关系到本系统中开关量的正确显示和记录。

用户使用该功能可以录入、删除、修改、查询和整理开关量索引表。

开关量索引表包括：

开关量编号、名称、字节号（该开关量在本类开关量中处于第几字节内）、位号（该开关量在开关量字节中处于第几位）、开关量类型、采集机号、采集板号、通道号1、通道号2和该开关量的位数。

 开关量类型定义如下：

1：

轨道光带；2：

信号复示器；3：

进路按钮灯；4：

道岔表示灯；5：

引导及取消按钮灯；6：

铅封按钮灯；7：

报警灯；8：

继电器；9：

锁闭继电器；10：

电源报警。

 “退出”按钮返回主窗口。

4.3.3 模拟量参数设置，工具条上的图标为

 此表记录本系统内部的模拟量参数定义。

 其功能分为录入、删除及修改模拟量登记表、模拟量换算表和模拟量上下限表。

 模拟量登记表包括：

模拟量ID、模拟量名称、换算表ID、上下限类型ID、采集机号、采集板号、通道号、对应开关量ID。

 模拟量换算表用来表示使用某个模拟量时采用两种换算关系。

其内容包括：

换算表ID、名称、单位、换算系数和小数位数。

模拟量上下限表用来对某个模拟量进行上下限判断。

其内容包括：

上下限ID、名称、上限、下限和超过上下限进行报警的时间。

 “退出”按钮返回主窗口。

 本功能包括对轨道电路和6502网络进行诊断分析时的定义。

4.3.4.1 轨道电路：

用来定义当轨道电压处于某个范围时的诊断分析结果。

内容包括：

序号、电压范围最小值、电压范围最大值和轨道电压处于

该电压范围内时的诊断分析结果内容。

 操作包括对轨道诊断分析定义的增加、修改和删除。

4.3.4.2 诊断分析以提问方式要求用户回答是或否，网络诊断分析定义内容为：

序号、问题或诊断分析结果、回答是时问题或分析结果的序号和回答否时问题或分析结果的序号。

功能包括对诊断分析定义的增加、修改和删除。

4.3.5 铅封按钮状态窗口

显示站场上的所有铅封按钮的实时状态。

红色表示按钮按下，灰色表示为按下。

4.3.6 创建远端HOST

创建要连接的服务器名称。

站机利用该名称和服务器进行通讯。

4.4 显示

显示包括层次显示、放大、缩小、电流表、铅封按钮状态窗口和道岔状态窗口等功能，使操作人员进行更加详细灵活的观察。

4.4.1 层次显示

站场模拟图为分层图形显示，其层次结构如下：

A：

轨道光带，接近离去灯，站名，信号机。

B：

道岔名称，信号机名称，绝缘结。

C：

控制台上下两端的灯、按钮及其名称。

D：

各种轨道区段名称、列车按钮。

E：

调车信号机、按钮及其名称。

在菜单中设定显示或不显示某一个层。

便于操作人员清晰的观察站场图。

4.4.2 放大，工具条的图标为

按F7或工具栏上的图标进行无极放大站场模拟图。

放大后可用工具条种的拖动工具进行图形的拖动操作。

4.4.3 缩小，工具条上的图标为

按F8或点击工具栏上的图标缩小站场模拟图。

4.4.4 电流表

在屏幕上显示一电流表，当某一道岔有电流上来时，显示电流的变化情况。

按”退出”按钮可以关闭窗口。

4.4.5 铅封按钮状态窗口

显示站场上的所有铅封按钮的实时状态。

红色表示按钮按下，灰色表示为按下。

4.4.6 道岔状态窗口

显示站场上的所有道岔表示灯及道岔锁壁灯的实时状态。

4.5 数据报表

数据报表包括信号微机中开关量的状态表、日报表、月报表、年报表、各种区县、统计表等。

4.5.1 继电器状态

显示或打印继电器的当前状态。

执行本功能显示主流继电器的当前状态。

在主流继电器状态窗口的上部是继电器的状态显示部分，显示继电器的实时状态。

底部是操作按钮用来打印当前显示的继电器状态；                               

4.5.2 显示或打印轨道电路的各种报表、曲线图和直方图。

4.5.2.1状态表，工具条图标为

显示或打印轨道电路的当前电压值。

4.5.2.2 日报表，工具条上的图标为

显示或打印轨道电路的日报表。

4.5.2.3 月报表

 显示或打印轨道电路的月报表。

4.5.2.4 年报表

 显示或打印轨道电路的年报表。

4.5.2.5 日曲线，工具条上的图标为

 显示或查询轨道电路电压值的日曲线。

4.5.2.6 月曲线

界面及操作同轨道电路日曲线。

4.5.2.7 年曲线

界面及操作同轨道电路日曲线。

4.5.2.8 日平均直方图

显示或打印轨道电路电压值的日平均直方图。

4.5.2.9 月平均直方图

界面及操作同轨道电路日平均直方图。

4.5.3 转辙机

显示或打印道岔电流曲线和道岔缺口记录表。

4.5.3.1 道岔电流曲线

模拟量名称选择用于选定显示对象的名称；通过选择日期来显示指定时间段的电流曲线；时间选择条列出指定道岔指定日期所有电流曲线的开始时间，通过选择开始时间来选择某一条电流曲线。

窗口中部用于显示电流曲线，使用曲线形式可以比较直观的显示道岔的动作电流。

横坐标为时间，单位是秒，纵坐标为电流值，单位是安培；

4.5.3.2 道岔缺口记录表

界面及操作同轨道电路状态表。

4.5.4 电源屏.区间发送电压.区间接收电压.站内电码化发送电压.站内电码化发送电流

界面及操作同轨道电路

4.5.5 设备运用情况统计，工具条上的图表为

显示或打印关键设备统计报表包括破封按钮使用统计、区段占用统计、信号机开放统计、道岔动作次数统计、设备故障统计。

4.5.5.1 信号机开放统计

显示信号机一年中每个月的开放次数和累计时间。

4.5.5.2 区段占用统计

操作同信号机开放统计

4.5.5.3 破封按钮使用统计

操作同信号机开放统计

4.5.5.4 进路按钮运用统计

操作同信号机开放统计

4.5.5.5 道岔动作次数统计

显示道岔每年中每个月的动作次数。

4.5.5.6 设备故障统计

操作同信号机开放统计。

4.5.6 开关量历史记录

通过方便灵活的选择条件查询对关心的开关量历史记录进行查询，并可打印出来。

4.5.7 开关量模拟

显示和模拟开关量的状态窗口。

此功能为调试时使用。

4.5.8 值班巡视记录

显示值班人员查看各种测试窗口情况.

4.6 人工测试

人工测试包括以下功能：

轨道电路感应度测试、轨道电路检修记录、转辙机检修测试、区间电路感应度测试、电缆绝缘测试、电源接地测试和电源对地漏电流测试。

4.6.1 轨道电路感应度测试

对轨道电路进行残压测试。

4.6.2 轨道电路检修记录

轨道电路检修记录的录入、删除和修改功能。

输入内容包括：

日期、轨道名称、送电一次电压、送电二次电压、送电电阻电压、送电轨面电压、受电轨面电压、受电一次电压、受电二次电压和测试人。

“退出”按钮返回主窗口。

4.6.3 转辙机检修测试

转辙机检修测试包括测试和查询两部分。

4.6.3.1 测试

首先选择道岔名称或道岔动作电流的日期，如果该道岔在该日期内有电流曲线，则选择道岔电流时间，系统在转辙机检修测试窗口的左边显示电流曲线，横坐标是时间值，单位是秒，纵坐标是道岔搬动时的转辙机电流值。

窗口右边顶部是选定的转辙机动作时间，显示转辙机动作时间；再往下显示道岔的正常电流直和摩擦电流值。

用户填写测试人后，选择检修按钮，用户使用“