泰雷茲AzLM-ZP30H計軸系統(tǒng)接口原理及故障分析

廣州市地下鐵道總公司 梁國勇

廣州地鐵二十一號線采用泰雷茲AzLM-ZP30H計軸定位系統(tǒng)。本文介紹該計軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、基本原理、和聯(lián)鎖計算機的接口采集以及故障狀態(tài)，并結(jié)合分析為計軸系統(tǒng)接口故障提出排查建議。

1 計軸概況

在泰雷茲CBTC信號系統(tǒng)中，正常情況下軌旁與列車定位通信是基于無線傳輸技術(shù)，當無線通信傳輸失效時次級定位可利用軌旁計軸區(qū)段的占用狀態(tài)來確定列車位置。其基礎(chǔ)原理為比較列車駛?cè)牒婉偝鏊O(jiān)視軌道區(qū)段的輪對軸數(shù)并以此確定該區(qū)段的占用或空閑狀態(tài)，當輪對軸數(shù)對比不一致時則顯示為受擾狀態(tài)。

計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)存在一定的接口關(guān)系，以廣州地鐵二十一號線為例，采用的是泰雷茲AzLM-ZP30H計軸系統(tǒng)，該計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖之間存在兩種接口關(guān)系以適應(yīng)正線和車輛段不同的應(yīng)用場景。

2 計軸系統(tǒng)原理（如表1所示）

表1 ACE計軸評估器型號

AzLM型計軸系統(tǒng)核心部件為計軸評估器，根據(jù)每個站場的計軸檢測點數(shù)量、計軸區(qū)段數(shù)量可分為3種不同的配置，只有單層板件容量的型號為ACE 2-10，具有雙層板件容量的型號為ACE 2-26，三層板件容量的型號為ACE 2-42。ACE計軸評估器型號如表1所示，ACE計軸評估器如圖1所示。

圖1 ACE計軸評估器

ACE計軸評估器如圖1所示，主要由電源板、安全計算機板、補空板、串口板以及并口板組成，每個板塊各負責(zé)相應(yīng)的功能。其中補空板不具備任何功能，只起板件位置填補作用。其余板塊功能如下：

電源板：60V電源的輸入，為ACE計軸評估器內(nèi)的各種板卡提供穩(wěn)定的5VDC、12VDC 的電源。

安全計算機板：接收室外點的軸數(shù)信息，并根據(jù)區(qū)段的配置進行占用/空閑的計算，同時將區(qū)段的狀態(tài)通過并口板送給聯(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)零進程，實現(xiàn)系統(tǒng)的診斷功能。

串口板：通過ISDN接口接收軌旁計軸點Zp30H的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理后通過CAN總線傳送至安全計算機板。

并口板：每一板塊對應(yīng)一個計軸區(qū)段，板內(nèi)輸出2組繼電器接點（雙斷）來確認區(qū)段的占用/空閑狀態(tài)，同時可接收計軸復(fù)位命令，通過CAN總線傳輸數(shù)據(jù)至安全計算機板。

3 與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口

計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸由并口板完成，并口板內(nèi)通過兩個干接點的斷開和閉合向聯(lián)鎖系統(tǒng)提供各個計軸區(qū)段的占用和空閑狀態(tài)。根據(jù)聯(lián)鎖需求，這兩個干接點既可以配置為邏輯相同，也可以配置為邏輯相反。當邏輯相反時則如表2所示“1”為接通狀態(tài)，“0”則為斷開狀態(tài)。

表2 接點表示邏輯

而聯(lián)鎖系統(tǒng)采集這兩個干接點也可以通過兩種方式，第一種方式為聯(lián)鎖直接采集這兩個干接點的狀態(tài)，第二種方式是通過復(fù)示軌道繼電器把這兩個干接點的狀態(tài)復(fù)示出來，再由聯(lián)鎖采集復(fù)示軌道繼電器的接點狀態(tài)。

直接采集干接點的原理如圖2所示，當區(qū)段狀態(tài)為空閑時，干接點GB和GF為吸起狀態(tài)，聯(lián)鎖系統(tǒng)采集干接點GF的上接點。當區(qū)段狀態(tài)為占用時，干接點GB和GF為落下狀態(tài)，聯(lián)鎖系統(tǒng)采集干接點GB的下接點。計軸系統(tǒng)通過GB和GF回路上互為相反的接通狀態(tài)而給出區(qū)段空閑和占用的邏輯表示，該接點采集方式常應(yīng)用于正線場景中。

圖2 計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口一

圖3 計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口二

此外，并口板將通過外置的繼電器額外給出一種受擾狀態(tài)。原理為并口板在內(nèi)部發(fā)光二極管和光敏三極管的配合作用下通斷繼電器供電回路，使外置繼電器吸起或落下。當區(qū)段狀態(tài)為非受擾/故障時，外置繼電器得電吸起并通過上接點接通聯(lián)鎖采集回路。當區(qū)段狀態(tài)為受擾/故障時，外置繼電器失電落下，聯(lián)鎖系統(tǒng)采集回路斷開從而給出受擾狀態(tài)表示，區(qū)段受擾復(fù)位后則需進行劃軸出清。

通過復(fù)示軌道繼電器接點的原理如圖3所示，并口板內(nèi)部的GB和GF繼電器接通外置繼電器GJ的勵磁回路，當區(qū)段狀態(tài)為空閑時GJ繼電器吸起，聯(lián)鎖系統(tǒng)采集回路接通并給出空閑狀態(tài)表示。當區(qū)段狀態(tài)為占用時并口板使GJ繼電器落下，聯(lián)鎖系統(tǒng)采集回路斷開并給出占用狀態(tài)表示。此外，該型號并口板留有外部復(fù)零接口，當復(fù)零按鈕按下并接通時并口板接收區(qū)段軸數(shù)復(fù)零命令并使區(qū)段出清，該接口類型板常應(yīng)用于車輛段場景。

由上述兩種接口原理可知，兩種類型的并口板在各場景下的應(yīng)用需求點不同。正線上側(cè)重于安全，計軸區(qū)段受擾后需進行劃軸出清，而車輛段/停車場則側(cè)重于調(diào)車效率，計軸區(qū)段故障后可直接復(fù)位出清。

4 接口故障分析

計軸系統(tǒng)向聯(lián)鎖系統(tǒng)提供受擾狀態(tài)表示的外置繼電器供電為直流24V，當計軸系統(tǒng)輪對軸數(shù)對比不一致時通過并口板切斷24V供電并使繼電器落下。但當外置繼電器因故障性失電落下時，聯(lián)鎖系統(tǒng)的區(qū)段表示則視該區(qū)段的原狀態(tài)而定。區(qū)段原狀態(tài)為空閑時，外置繼電器故障后區(qū)段依然顯示為空閑。區(qū)段原狀態(tài)為占用時，外置繼電器故障則顯示為受擾，由此可知聯(lián)鎖系統(tǒng)在判斷計軸區(qū)段狀態(tài)受擾的邏輯前提為該區(qū)段處于占用狀態(tài)。外置24V繼電器 如圖4所示。

圖4 外置24V繼電器

在實際運營中，處于接口故障的計軸區(qū)段由于計軸系統(tǒng)軸數(shù)對比正確，則該區(qū)段占用后可正常出清為空閑狀態(tài)，列車再次占用時區(qū)段則顯示為受擾但不影響后續(xù)列車的追蹤運行。

故障處理時維護人員可對比并口板和繼電器燈位一致性以判斷是否為接口故障，當并口板燈位為空閑或占用狀態(tài)但外置繼電器燈位為滅燈時，應(yīng)檢查繼電器自身和24V供電回路。當外置繼電器燈位為亮燈但區(qū)段狀態(tài)為受擾時，則應(yīng)檢查聯(lián)鎖系統(tǒng)至繼電器之間的采集回路，確保聯(lián)鎖系統(tǒng)正確采集外置繼電器狀態(tài)。

在日常的信號設(shè)備維護和故障搶修中，計軸系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口故障具有一定的隱蔽性，計軸區(qū)段占用時顯示受擾故障，計軸區(qū)段出清后則恢復(fù)正常，在故障處理時容易對維護人員產(chǎn)生干擾。本文通過對計軸系統(tǒng)接口原理的分析加深維護人員在系統(tǒng)邏輯判斷上的認知，提高維護人員故障判斷準確性。