机车信号灯位输出故障现象的分析与维护

Abstract:In recent years, with the further increase in train operating speeds, it has become increasingly difficult for drivers to rely on observing ground signals for operation. As a result, cab signaling needs to serve as the operational authority, not only by repeating the ground signal displays but also by decoding and outputting the ground signal information to subsequent train monitoring equipment. This imposes stricter requirements on the reliability and safety of cab signaling, necessitating timely and accurate decoding of ground information and transmission of signal aspects to the driver’ s cab-mounted eight-display signal unit and downstream monitoring devices, reflecting the concept of primary cab signaling.The built-in data recording function of the cab signaling equipment host allows for the review of decoded ground signal information. Occasionally, during normal operation in a track section, the onboard cab signaling system may suddenly display a different signal aspect. To address this, potential causes of such malfunctions and on-site troubleshooting measures are analyzed based on the principles of cab signaling equipment, possible failure reasons, key inspection directions, and field fault reproduction scenarios.

Keywords: cab signaling, signal aspect output, failure.

1、问题概况

现场某台机车在行驶的过程中报信号主机车载系统灭灯故障，同时在记录器中记录有故障代码，如图 1 所示，列车在本区段正常行驶过程中点 LU 灯，在故障发生时突然输出 UU 灯位，由于故障导向安全的原则，机车信号车载系统最终做灭灯处理。

2、系统原理分析

机车信号车载系统包括机车信号车载主机、八显示机车信号机、机车信号双路接收线圈等设备。机车信号双路接收线圈接收来自轨面的信息，通过 X26线缆将信息送入机车信号主机的总线板，并经过连接板上的 I/II 端选择电路、最终输入到主机板进行处理。每块主机板上有两路 CPU，每路 CPU 分别进行信号处理和输出控制，并采用“二取二”的安全结构，实现安全功能。

在主机板上，主机板完成 CPU 译码以后，驱动继电器对外输出点灯信号，同时在继电器的中间节点和输出节点上，利用光耦的开关作用对输出信号进行回采，回采的结果与输出的点灯信号进行比较，实现故障导向安全的作用。同时在整个信息接收、处理、回采的过程中，记录器会记录感应线圈接收到的载频低频信息、输出的点灯信息、输出回采的比较结果等，原理框图见图2 所示。

图1 记录器中故障时刻灯位输出情况

图 2 灯位输出及采集示意图

3、原因分析

从以上轨面信号的接收、处理、点灯的原理分析，出现灯位显示及反馈错误的原因主要可能有以下几点：

(1)、主机板上的点灯输出电路中比如继电器等器件电气特性不良；

(2)、主机板上的回采电路中器件，比如光耦、锁存器等电气特性不良导致信息回采和输出不一致；

(3)、电缆线X27/X28、X22 或内部存在混线或者绝缘不良；

(4)、根据双端使用，还是单端使用，Ⅰ或Ⅱ端在用司机室八显示信号机内部存在短路；

(5)、机车信号主机总线板或者后盖板上航插配线内部存在短路或者绝缘不良现象；

(6)、为了方便测试译码输出的点灯信号，电源板一面板上设置有LX30 插头，通过总线板连接主机板输出的点灯信号，当电源板一的 LX30 插头或其内部配线存在短路现象也可导致此现象。

4、现场排查方案

根据以上导致故障现象的可能原因，可逐一进行排查可能的故障点。

(1)、观察线缆 X27/X28、X22 表面是否有划伤，测量内部芯线线间绝缘，观察阻值是否正常，必要时轻微晃动线缆，可使；

(2)、检查八显示信号机内部是否存在进水、配线破皮现象，进而导致八显示信号机内部短路；

(3)、打开主机后盖板，检查总线板及内部配线是否存在进水、金属异物掉落、破皮等现象导致主机内部短路；

(4)、拔出电源板一，检查 LX30 插头是否存在内部插针弯曲，检查电源板一内部配线是否存在破皮，导致短路；

(5)、利用专业测试台，对机车信号车载主机及八显示信号机进行循环检测，特别是在高低温、振动等不同环境条件下检测内部元器件电气性能的稳定性。

5、结论

经过现场排查和测试台长时间循环测试，此次灯位输出不一致的原因为内部金属异物掉落到机车信号主机内部，致使总线板上的输出电路短路造成输出与反馈比较不一致。由于在机车中存在多种电气设备，机车信号系统设备在整个安装、维护使用的过程中，难免存在周围有金属物的环境，针对此种情况建议维护的角度，加强周围异物的清理、环境的清洁。

综合现场多年来的使用经验，灯位输出故障一般由内部进水、金属异物掉落或内部短路造成的。现场排查时，可依次将线缆 X22、X27、X28 甩开或更换电源板一，检查故障是否消除，来定位故障点。对于机车信号车载主机和八显示信号机，可利用整机测试台，在模拟现场各种运行环境的条件下，循环检查各元器件的电气特性是否正常。

6、解决措施

在机车信号车载设备系统的现场使用中，注意保持周围环境的清洁，特别是小的金属异物或线缆管道中尖锐的金属毛刺。在检修时注意各项指标如绝缘耐压等的测量记录，并注意设备的使用环境条件。

参考文献：

[1] 邱宽民 .JT1-CZ2000 型机车信号车载系统 . 北京：中国铁道出版社 .2007

作者简介：姜昆鹏（1990-02）男，汉族，安徽省宿州市人，本科，目前职称：工程师，研究方向：铁路信号。