機(jī)械論文發(fā)表期刊推薦《中國(guó)機(jī)械》，雜志始創(chuàng)于1982年北京，現(xiàn)由中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)工業(yè)報(bào)社主管。國(guó)內(nèi)刊號(hào)：CN:11-5417/TH、國(guó)際刊 號(hào)：ISSN:1003-0085。2012年迎來(lái)創(chuàng)刊30年周年華誕，并開啟了雜志專業(yè)、細(xì)分、國(guó)際化新征程這是一本中國(guó)的機(jī)械王國(guó)權(quán)威雜志，一本分享 機(jī)械行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的雜志。

　　摘要：文章介紹了科安達(dá)-提芬巴赫TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)的工作原理，分析了該系統(tǒng)在深圳地鐵的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的故障及信號(hào)人員故障處理對(duì)策。

　　關(guān)鍵詞：TAZⅡ,計(jì)軸系統(tǒng),故障,處理

　　一、科安達(dá)-提芬巴赫計(jì)軸系統(tǒng)概述

　　科安達(dá)-提芬巴赫TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)是由德國(guó)提芬巴赫公司（TiefenbachGmbH）開發(fā)和生產(chǎn)的、用于軌道區(qū)段占用和空閑檢查的信號(hào)設(shè)備。

　　二、TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)設(shè)備組成及工作原理

　　TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)由車輪傳感器（DSS）和放大板（BA）組成的車軸檢測(cè)單元、計(jì)軸板(AC）和輸出板（WST）組成的計(jì)軸運(yùn)算單元、復(fù)零板(ACR）和電源板（PWR）等部件組成。

　　車輪駛過(guò)車輪傳感器作用區(qū)域時(shí)，DSS產(chǎn)生軸脈沖信號(hào)，軸脈沖信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)緩沖放大板BA，由BA將軸脈沖信號(hào)放大整形為數(shù)字信號(hào)，并傳送到AC。AC進(jìn)行車輪運(yùn)行方向判別及軸脈沖計(jì)數(shù)，確定對(duì)軸數(shù)是累加計(jì)數(shù)還是遞減計(jì)數(shù)，即計(jì)入或計(jì)出。計(jì)軸運(yùn)算單元比較計(jì)入和計(jì)出軸數(shù)，確定區(qū)段占用或空閑狀態(tài)，并輸出狀態(tài)條件。

　　計(jì)軸板提供兩套獨(dú)立的計(jì)軸運(yùn)算電路，當(dāng)兩套計(jì)軸運(yùn)算電路計(jì)算結(jié)果完全相同時(shí)，才輸出空閑信息給輸出板。輸出板實(shí)現(xiàn)計(jì)軸區(qū)段空閑或占用的條件輸出，并傳遞至聯(lián)鎖系統(tǒng)。

　　(一)室外設(shè)備

　　車輪傳感器的內(nèi)部由兩套磁頭（DSS-SⅠ和DSS-SⅡ）相互獨(dú)立的高頻LC有源振蕩器和相應(yīng)的附屬電路構(gòu)成。當(dāng)列車車輪接近傳感器時(shí)，車輪對(duì)內(nèi)部LC電路產(chǎn)生阻尼作用，電路輸出端的端電壓升高。另外，兩路脈沖信號(hào)必須滿足有先后有重疊的特征，才被認(rèn)為是有效的車輪信號(hào)，系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別兩路脈沖信號(hào)的相位差來(lái)確定車輪的運(yùn)動(dòng)方向，如圖1：

　　圖1車輪傳感器示意圖

　　(二)室內(nèi)設(shè)備

　　1、記數(shù)電路

　　室內(nèi)放大板提供兩套緩沖放大器電路與室外DSS-SⅠ和SⅡ感應(yīng)磁頭相連，當(dāng)輪軸經(jīng)過(guò)DSS的SⅠ和SⅡ感應(yīng)磁頭產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)放大板放大，轉(zhuǎn)換為方波傳送至計(jì)軸板。計(jì)軸板通過(guò)辨別放大板兩路方波信號(hào)高電平的先后順序，以確定輪軸運(yùn)行方向；當(dāng)兩路方波信號(hào)為高電平重疊時(shí)，計(jì)軸板記錄輪軸的軸數(shù)。否則，無(wú)效。

　　2、軌道占用和空閑檢查電路

　　如圖2所示，S1、S2分別表示車輪傳感器SⅠ、SⅡ占用繼電器；Oc1、Oc2分別表示是計(jì)數(shù)器占用繼電器；Oc3為計(jì)數(shù)器組空閑繼電器；CL表示計(jì)軸器空閑繼電器；CLH表示計(jì)軸器占用繼電器；BRKDN表示計(jì)數(shù)器動(dòng)作一致性檢查繼電器。

　　圖2軌道占用和空閑檢查電路

　　3、計(jì)軸與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口

　　聯(lián)鎖系統(tǒng)通過(guò)直流24V無(wú)極-1700型繼電器的勵(lì)磁電路中，串聯(lián)計(jì)軸設(shè)備的Oc3、CL、BRKDN繼電器前接點(diǎn)(得電)，CLH繼電器后接點(diǎn)(失電)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)計(jì)軸設(shè)備的占用和空閉狀態(tài)。

　　三、科安達(dá)-提芬巴赫計(jì)軸系統(tǒng)在深圳地鐵的應(yīng)用

　　深圳地鐵蛇口線、環(huán)中線采用了TAZII計(jì)軸系統(tǒng)，運(yùn)行良好，但當(dāng)部分車輛駛過(guò)車輪傳感器時(shí)，偶爾會(huì)發(fā)生“丟軸”，“受干擾”的情況，從而導(dǎo)致與該車輪傳感器相關(guān)的區(qū)段出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：

　　1、1個(gè)區(qū)段會(huì)遺留列車軸數(shù)而不能出清，繼而導(dǎo)致下一個(gè)區(qū)段出現(xiàn)“負(fù)軸”。

　　2、列車軸數(shù)出清，但計(jì)軸顯示受干擾，留下紅光帶。

　　3、列車軸數(shù)出清，但留下棕色光帶（計(jì)軸區(qū)段被ZC切除的軌道顏色）。

　　4、列車觸發(fā)道岔進(jìn)路時(shí)，道岔區(qū)段計(jì)軸顯示受干擾，從而出現(xiàn)棕色光帶或紅色光帶。

　　四、科安達(dá)-提芬巴赫TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)故障原因分析

　　卡斯柯的CBTC系統(tǒng)出現(xiàn)“棕色光帶”的原因?yàn)橛?jì)軸區(qū)段非正常占用，SDM顯示紅光帶，但是此時(shí)ZC判斷這個(gè)區(qū)段不是列車占用就會(huì)將此計(jì)軸區(qū)段切除，從而在HMI上顯示棕色光帶�？ㄋ箍碌腃BTC系統(tǒng)中計(jì)軸信息的可用與否的決定權(quán)在ZC。

　　針對(duì)頻繁發(fā)生計(jì)軸設(shè)備故障，根據(jù)計(jì)軸監(jiān)測(cè)設(shè)備丟軸時(shí)的數(shù)據(jù)以及發(fā)生故障時(shí)的設(shè)備狀態(tài)，分析主要原因如下：

　　1、施工或人為因素影響

　　經(jīng)調(diào)查分析，在運(yùn)營(yíng)前出現(xiàn)計(jì)軸設(shè)備故障，原因?yàn)橥砩鲜┕と藛T在計(jì)軸磁頭附近（110mm范圍內(nèi)）作業(yè)，其所攜帶金屬物品對(duì)計(jì)軸磁頭的感應(yīng)磁場(chǎng)造成影響，導(dǎo)致HMI出現(xiàn)計(jì)軸紅光帶或棕色光帶的故障現(xiàn)象。

　　2、聯(lián)鎖接口設(shè)備干擾

　　軌道繼電器線圈是感性負(fù)載，在計(jì)軸區(qū)段由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)為占用狀態(tài)時(shí)，計(jì)軸輸出的繼電器鏈路會(huì)斷開，切斷JGJ的供電電源，繼電器線圈突然斷電的瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的反向電動(dòng)勢(shì)，對(duì)計(jì)軸系統(tǒng)電路造成沖擊，造成計(jì)軸設(shè)備受到干擾，繼而導(dǎo)致HMI上相應(yīng)區(qū)段顯示紅光帶或是棕色光帶。針對(duì)這種情況在軌道繼電器線圈處并聯(lián)續(xù)流二極管（IN4007）后，故障得到了根本的解決。

　　3、放大板工作不穩(wěn)定

　　由于設(shè)備環(huán)境的濕度高、灰塵大，放大板的繼電器接點(diǎn)易受腐蝕，造成觸點(diǎn)接觸電阻過(guò)大，導(dǎo)致計(jì)軸設(shè)備工作不穩(wěn)定。可在設(shè)備室內(nèi)加裝空調(diào)，使室內(nèi)溫濕度滿足要求，并定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行除塵、檢測(cè)。

　　4、車輪傳感器工作不穩(wěn)定

　　影響車輪探測(cè)的因素

　　（1）車輪傳感器的安裝高度（車輪傳感器表面與鋼軌頂面的距離）；

　�。�2）車輪傳感器的感應(yīng)高度（有效探測(cè)輪緣的高度）；

　　（3）車輪傳感器安裝位置（彎道內(nèi)側(cè)）；

　�。�4）列車在彎道的運(yùn)行速度；

　�。�5）軌道彎曲半徑；

　　（6）鋼軌截面；

　�。�7）隔墊厚度；

　　（8）列車輪對(duì)；

　　（9）軌寬和軸寬;

　　針對(duì)以上1、3、7因素的應(yīng)對(duì)措施：

　�。�1）將車輪傳感器的列車輪緣感應(yīng)高度調(diào)高2mm,即由現(xiàn)在的41.5mm調(diào)至43.5～44mm。

　　（2）在彎道時(shí)，如果將磁頭安裝在彎道外側(cè)，由于列車的離心力，會(huì)造成輪緣探測(cè)強(qiáng)度降低。所以計(jì)軸磁頭在彎道安裝時(shí)，最好是安裝在彎道內(nèi)側(cè)，整改后在彎道出現(xiàn)計(jì)軸故障的現(xiàn)象大大降低了。

　�。�3）由于國(guó)內(nèi)與歐洲鋼軌的形狀和結(jié)構(gòu)有所不同。國(guó)內(nèi)60kg/m鋼軌和國(guó)際UIC60鋼軌的差異，車輪傳感器安裝底面不能與鋼軌保持垂直，而是稍向下傾斜，從而減弱了車輪輪緣探測(cè)的準(zhǔn)確性�？蓪④囕唫鞲衅骺拷�鋼軌側(cè)安裝隔墊，并在安裝螺絲外側(cè)的彈墊和鋼軌之間加裝2～3mm不銹鋼平墊。

　　5、電磁干擾

　　由于計(jì)軸電纜沒有很好的接地，計(jì)軸室外電纜和轉(zhuǎn)轍機(jī)電纜是放在同一層電纜支架上，在轉(zhuǎn)轍機(jī)附近的計(jì)軸磁頭在操動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)時(shí)很容易受到干擾，可通過(guò)有針對(duì)性的整改來(lái)降低干擾。

　　6、車輛輪對(duì)干擾

　　由于某一列車輪對(duì)參數(shù)的異常，會(huì)導(dǎo)致該列車計(jì)軸故障頻率非常高，可通過(guò)更換該輪對(duì)或校正輪對(duì)參數(shù)降低故障的發(fā)生。

　　四、小結(jié)

　　隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，人們對(duì)城市交通的要求也日益提高，城市軌道交通借此契機(jī)正蓬勃發(fā)展。同時(shí)對(duì)城市軌道交通建設(shè)者也提出了更高的要求，我們應(yīng)該以科學(xué)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，實(shí)事求是解決工作中遇到的專業(yè)難題，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。

　　五、參考資料

　　[1]深圳市科安達(dá)軌道交通技術(shù)有限公司.科安達(dá)-提芬巴赫TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè).

　　[2]卡斯柯信號(hào)有限公司.深圳地鐵2號(hào)線信號(hào)正線系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)規(guī)格書[S].