1 引言

轨道电路是铁路列控系统中的关键性基础设施，主要用于列车轨道占用、地车通讯和断轨检查。及时掌握轨道电路设备的运行状态，是保障行车安全、提高行车效率的首要任务。

最初对轨道电路设备检测时，检修人员需用交流电压表或交流电流表对设备进行测试，观察并记录是否满足工作电压要求，然而这种检测方式存在着盲目性与不确定性。近些年有些企业、研究院所对轨道电路故障测试系统进行研究，如地面移频设备专用测试台、移频综合测试台、移频在线测试记录表等。但其测试系统设备均以硬件设计实现为主，研发周期长、耗电量高；系统结构分散，自动化程度不够，人机界面不灵活等^[1-2]。

因此，我们对整个轨道电路系统做了统一的信息化管理处理，来提高并优化电务部门的工作效率。采用虚拟仪器的开发思路，建立一套轨道电路设备检测系统，实时检测轨道电路中的各参数值，并对故障信息作报警提示，同时还可以将检测数据存储于数据库，供日后打印分析。

2 轨道电路系统介绍

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“续段”。无绝缘轨道电路系统，采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离，电气绝缘节由空芯线圈、长轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率信号显示呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段的信号防止越区传输，从而实现相邻区段信号的电气绝缘，在调谐区内增加小轨道电路，同时实现了全程断轨检测[3]。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道传给匹配变压器及调谐单元，由于钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送又向调谐区内的小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，把信号传到本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器，本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判断无误后驱动轨道电路继电器吸起，由此来判断区段的空闲与占用状况。鉴于轨道电路设备的复杂多样性，故障排查程序繁琐，有必要将所有设备做统一故障判断和处理。

3 轨道电路常见故障的判断与处理方法

3.1 轨道电路常见故障类型

基于维修部门的维修经验可以将轨道电路的故障类型分为：

①开路故障：从轨道室内受电端开始到受电回到室内轨道继电器，任何一点断开都不能使轨道电路正常工作，称为轨道电路开路故障。

②短路故障：轨道电路回路中两线间有任意一点混线短路或是达到一定程度的分路电流就可影响轨道电路的正常工作，称为轨道电路的短路故障。

3.2 轨道电路故障判断

首先判断故障性质，即开路故障还是短路故障。基本思路如下：

对于开路故障，从故障点到受电端电压下降，电流减小，故障点到送电端电压升高，电流减小；对于短路故障，从故障点到受电端电压下降，电流减小，故障点到受电端电压下降，电流增大。

基本判断依据为欧姆定律（I=U/R），当测量限流电阻的电压比正常测试的记录电压降低时，为开路故障；当测量限流电阻的电压比正常测试的记录电压升高时，为短路故障。依据此故障诊断思路和衰耗盘上的指示灯情况大致确定故障设备^[4]。

当衰耗盘的发送工作指示灯点亮时表明发送器工作正常，发送工作指示灯灭灯时表明发送器故障或工作条件不具备。发送器不工作时，用直流电压表的负表笔接在发送器黑色接线端子上，正表笔在18个低频、4个载频及“-1”、“-2”上测量，应该有且只有一个，以此来判断条件是否具备。尤其是在“+1”发送不工作时可用此方法查找原因。当判断出发送器上述工作条件都具备，而发送器仍不工作，则说明发送器内部电路有故障。内部故障可通过内部指示灯来判断故障位置：在发送器内部数字板上，有三个指示灯两个红色指示灯D1、D2常亮时，表示CPU1、CPU2工作正常，灭灯表示故障，用其闪动状况,表示它可能出现的故障点，另外有一个绿色指示灯WORK，它引至FBJ条件，常亮时，表示发送器工作正常，灭灯表示故障。发送器故障判断表如表1所示^[5]。

当衰耗盘的接收工作指示灯点亮时，表明接收器工作正常，当接收工作指示灯灭灯时，表明接收器故障或工作条件不具备。接收器不工作时，首先检查接收器正常工作条件是否具备，以及轨道继电器吸起条件是否具备，来判断接收器故障与否，若为接收器内部故障可通过接收器内部指示灯表明大致的故障位置：在接收器内部板上，设有七个指示灯D9-D15，D9为接收器报警指示灯，亮红色灯光时，表示接收器工作正常，灭灯表示故障。D10、D11亮黄色灯光时，表示两套CPU电路工作正常，灭灯表示故障；D12、D13、D14、D15亮绿色灯光时，分别表示主机主轨ZIN(Z)、主机小轨XIN(z)、并机主轨ZIN(B)、并机小轨XIN(B)接收到的移频信号高于接收灵敏度的值，相应继电器G(Z)、XG(Z)、G(B)、XG(B)应吸起，灭灯表示接收到的移频信号低于接收灵敏度值。因此可根据接收器内部亮灯情况做出判断。现在我们将发送器和接收器纳入到检测系统中，进行软件测试。

表1 发送器故障判断

4 轨道电路故障检测系统