泰雷兹AzLM-ZP30H计轴系统接口原理及故障分析
2021-02-07广州市地下铁道总公司梁国勇
广州市地下铁道总公司 梁国勇
广州地铁二十一号线采用泰雷兹AzLM-ZP30H计轴定位系统。本文介绍该计轴系统的结构组成、基本原理、和联锁计算机的接口采集以及故障状态，并结合分析为计轴系统接口故障提出排查建议。
1 计轴概况
在泰雷兹CBTC信号系统中，正常情况下轨旁与列车定位通信是基于无线传输技术，当无线通信传输失效时次级定位可利用轨旁计轴区段的占用状态来确定列车位置。其基础原理为比较列车驶入和驶出所监视轨道区段的轮对轴数并以此确定该区段的占用或空闲状态，当轮对轴数对比不一致时则显示为受扰状态。
计轴系统与联锁系统存在一定的接口关系，以广州地铁二十一号线为例，采用的是泰雷兹AzLM-ZP30H计轴系统，该计轴系统与联锁之间存在两种接口关系以适应正线和车辆段不同的应用场景。
2 计轴系统原理（如表1所示）
表1 ACE计轴评估器型号
AzLM型计轴系统核心部件为计轴评估器，根据每个站场的计轴检测点数量、计轴区段数量可分为3种不同的配置，只有单层板件容量的型号为ACE 2-10，具有双层板件容量的型号为ACE 2-26，三层板件容量的型号为ACE 2-42。ACE计轴评估器型号如表1所示，ACE计轴评估器如图1所示。
图1 ACE计轴评估器
ACE计轴评估器如图1所示，主要由电源板、安全计算机板、补空板、串口板以及并口板组成，每个板块各负责相应的功能。其中补空板不具备任何功能，只起板件位置填补作用。其余板块功能如下：
电源板：60V电源的输入，为ACE计轴评估器内的各种板卡提供稳定的5VDC、12VDC 的电源。
安全计算机板：接收室外点的轴数信息，并根据区段的配置进行占用/空闲的计算，同时将区段的状态通过并口板送给联锁系统。接收并口板的复零命令并执行相应的复零进程，实现系统的诊断功能。
串口板：通过ISDN接口接收轨旁计轴点Zp30H的数据，并将数据处理后通过CAN总线传送至安全计算机板。
并口板：每一板块对应一个计轴区段，板内输出2组继电器接点（双断）来确认区段的占用/空闲状态，同时可接收计轴复位命令，通过CAN总线传输数据至安全计算机板。
3 与联锁系统接口
计轴系统与联锁系统之间的数据传输由并口板完成，并口板内通过两个干接点的断开和闭合向联锁系统提供各个计轴区段的占用和空闲状态。根据联锁需求，这两个干接点既可以配置为逻辑相同，也可以配置为逻辑相反。当逻辑相反时则如表2所示“1”为接通状态，“0”则为断开状态。
表2 接点表示逻辑
而联锁系统采集这两个干接点也可以通过两种方式，第一种方式为联锁直接采集这两个干接点的状态，第二种方式是通过复示轨道继电器把这两个干接点的状态复示出来，再由联锁采集复示轨道继电器的接点状态。
直接采集干接点的原理如图2所示，当区段状态为空闲时，干接点GB和GF为吸起状态，联锁系统采集干接点GF的上接点。当区段状态为占用时，干接点GB和GF为落下状态，联锁系统采集干接点GB的下接点。计轴系统通过GB和GF回路上互为相反的接通状态而给出区段空闲和占用的逻辑表示，该接点采集方式常应用于正线场景中。
图2 计轴系统与联锁系统接口一
图3 计轴系统与联锁系统接口二
此外，并口板将通过外置的继电器额外给出一种受扰状态。原理为并口板在内部发光二极管和光敏三极管的配合作用下通断继电器供电回路，使外置继电器吸起或落下。当区段状态为非受扰/故障时，外置继电器得电吸起并通过上接点接通联锁采集回路。当区段状态为受扰/故障时，外置继电器失电落下，联锁系统采集回路断开从而给出受扰状态表示，区段受扰复位后则需进行划轴出清。
通过复示轨道继电器接点的原理如图3所示，并口板内部的GB和GF继电器接通外置继电器GJ的励磁回路，当区段状态为空闲时GJ继电器吸起，联锁系统采集回路接通并给出空闲状态表示。当区段状态为占用时并口板使GJ继电器落下，联锁系统采集回路断开并给出占用状态表示。此外，该型号并口板留有外部复零接口，当复零按钮按下并接通时并口板接收区段轴数复零命令并使区段出清，该接口类型板常应用于车辆段场景。
由上述两种接口原理可知，两种类型的并口板在各场景下的应用需求点不同。正线上侧重于安全，计轴区段受扰后需进行划轴出清，而车辆段/停车场则侧重于调车效率，计轴区段故障后可直接复位出清。
4 接口故障分析
计轴系统向联锁系统提供受扰状态表示的外置继电器供电为直流24V，当计轴系统轮对轴数对比不一致时通过并口板切断24V供电并使继电器落下。但当外置继电器因故障性失电落下时，联锁系统的区段表示则视该区段的原状态而定。区段原状态为空闲时，外置继电器故障后区段依然显示为空闲。区段原状态为占用时，外置继电器故障则显示为受扰，由此可知联锁系统在判断计轴区段状态受扰的逻辑前提为该区段处于占用状态。外置24V继电器 如图4所示。
图4 外置24V继电器
在实际运营中，处于接口故障的计轴区段由于计轴系统轴数对比正确，则该区段占用后可正常出清为空闲状态，列车再次占用时区段则显示为受扰但不影响后续列车的追踪运行。
故障处理时维护人员可对比并口板和继电器灯位一致性以判断是否为接口故障，当并口板灯位为空闲或占用状态但外置继电器灯位为灭灯时，应检查继电器自身和24V供电回路。当外置继电器灯位为亮灯但区段状态为受扰时，则应检查联锁系统至继电器之间的采集回路，确保联锁系统正确采集外置继电器状态。
在日常的信号设备维护和故障抢修中，计轴系统与联锁系统接口故障具有一定的隐蔽性，计轴区段占用时显示受扰故障，计轴区段出清后则恢复正常，在故障处理时容易对维护人员产生干扰。本文通过对计轴系统接口原理的分析加深维护人员在系统逻辑判断上的认知，提高维护人员故障判断准确性。
