機械論文發表期刊推薦《中國機械》，雜志始創于1982年北京，現由中國工業經濟聯合會、中國工業報社主管。國內刊號：CN:11-5417/TH、國際刊 號：ISSN:1003-0085。2012年迎來創刊30年周年華誕，并開啟了雜志專業、細分、國際化新征程這是一本中國的機械王國權威雜志，一本分享 機械行業經驗的雜志。

　　摘要：文章介紹了科安達-提芬巴赫TAZⅡ計軸系統的工作原理，分析了該系統在深圳地鐵的現場應用過程中出現的故障及信號人員故障處理對策。

　　關鍵詞：TAZⅡ,計軸系統,故障,處理

　　一、科安達-提芬巴赫計軸系統概述

　　科安達-提芬巴赫TAZⅡ計軸系統是由德國提芬巴赫公司（TiefenbachGmbH）開發和生產的、用于軌道區段占用和空閑檢查的信號設備。

　　二、TAZⅡ計軸系統設備組成及工作原理

　　TAZⅡ計軸系統由車輪傳感器（DSS）和放大板（BA）組成的車軸檢測單元、計軸板(AC）和輸出板（WST）組成的計軸運算單元、復零板(ACR）和電源板（PWR）等部件組成。

　　車輪駛過車輪傳感器作用區域時，DSS產生軸脈沖信號，軸脈沖信號傳輸到室內緩沖放大板BA，由BA將軸脈沖信號放大整形為數字信號，并傳送到AC。AC進行車輪運行方向判別及軸脈沖計數，確定對軸數是累加計數還是遞減計數，即計入或計出。計軸運算單元比較計入和計出軸數，確定區段占用或空閑狀態，并輸出狀態條件。

　　計軸板提供兩套獨立的計軸運算電路，當兩套計軸運算電路計算結果完全相同時，才輸出空閑信息給輸出板。輸出板實現計軸區段空閑或占用的條件輸出，并傳遞至聯鎖系統。

　　(一)室外設備

　　車輪傳感器的內部由兩套磁頭（DSS-SⅠ和DSS-SⅡ）相互獨立的高頻LC有源振蕩器和相應的附屬電路構成。當列車車輪接近傳感器時，車輪對內部LC電路產生阻尼作用，電路輸出端的端電壓升高。另外，兩路脈沖信號必須滿足有先后有重疊的特征，才被認為是有效的車輪信號，系統通過識別兩路脈沖信號的相位差來確定車輪的運動方向，如圖1：

　　圖1車輪傳感器示意圖

　　(二)室內設備

　　1、記數電路

　　室內放大板提供兩套緩沖放大器電路與室外DSS-SⅠ和SⅡ感應磁頭相連，當輪軸經過DSS的SⅠ和SⅡ感應磁頭產生脈沖信號，經放大板放大，轉換為方波傳送至計軸板。計軸板通過辨別放大板兩路方波信號高電平的先后順序，以確定輪軸運行方向；當兩路方波信號為高電平重疊時，計軸板記錄輪軸的軸數。否則，無效。

　　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分別表示是計數器占用繼電器；Oc3為計數器組空閑繼電器；CL表示計軸器空閑繼電器；CLH表示計軸器占用繼電器；BRKDN表示計數器動作一致性檢查繼電器。

　　圖2軌道占用和空閑檢查電路

　　3、計軸與聯鎖系統接口

　　聯鎖系統通過直流24V無極-1700型繼電器的勵磁電路中，串聯計軸設備的Oc3、CL、BRKDN繼電器前接點(得電)，CLH繼電器后接點(失電)，實現聯鎖系統實時地監測計軸設備的占用和空閉狀態。

　　三、科安達-提芬巴赫計軸系統在深圳地鐵的應用

　　深圳地鐵蛇口線、環中線采用了TAZII計軸系統，運行良好，但當部分車輛駛過車輪傳感器時，偶爾會發生“丟軸”，“受干擾”的情況，從而導致與該車輪傳感器相關的區段出現以下故障現象：

　　1、1個區段會遺留列車軸數而不能出清，繼而導致下一個區段出現“負軸”。

　　2、列車軸數出清，但計軸顯示受干擾，留下紅光帶。

　　3、列車軸數出清，但留下棕色光帶（計軸區段被ZC切除的軌道顏色）。

　　4、列車觸發道岔進路時，道岔區段計軸顯示受干擾，從而出現棕色光帶或紅色光帶。

　　四、科安達-提芬巴赫TAZⅡ計軸系統故障原因分析

　　卡斯柯的CBTC系統出現“棕色光帶”的原因為計軸區段非正常占用，SDM顯示紅光帶，但是此時ZC判斷這個區段不是列車占用就會將此計軸區段切除，從而在HMI上顯示棕色光帶。卡斯柯的CBTC系統中計軸信息的可用與否的決定權在ZC。

　　針對頻繁發生計軸設備故障，根據計軸監測設備丟軸時的數據以及發生故障時的設備狀態，分析主要原因如下：

　　1、施工或人為因素影響

　　經調查分析，在運營前出現計軸設備故障，原因為晚上施工人員在計軸磁頭附近（110mm范圍內）作業，其所攜帶金屬物品對計軸磁頭的感應磁場造成影響，導致HMI出現計軸紅光帶或棕色光帶的故障現象。

　　2、聯鎖接口設備干擾

　　軌道繼電器線圈是感性負載，在計軸區段由空閑狀態轉為占用狀態時，計軸輸出的繼電器鏈路會斷開，切斷JGJ的供電電源，繼電器線圈突然斷電的瞬間會產生一個較大的反向電動勢，對計軸系統電路造成沖擊，造成計軸設備受到干擾，繼而導致HMI上相應區段顯示紅光帶或是棕色光帶。針對這種情況在軌道繼電器線圈處并聯續流二極管（IN4007）后，故障得到了根本的解決。

　　3、放大板工作不穩定

　　由于設備環境的濕度高、灰塵大，放大板的繼電器接點易受腐蝕，造成觸點接觸電阻過大，導致計軸設備工作不穩定。可在設備室內加裝空調，使室內溫濕度滿足要求，并定期對設備進行除塵、檢測。

　　4、車輪傳感器工作不穩定

　　影響車輪探測的因素

　　（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）車輪傳感器的感應高度（有效探測輪緣的高度）；

　　（3）車輪傳感器安裝位置（彎道內側）；

　　（4）列車在彎道的運行速度；

　　（5）軌道彎曲半徑；

　　（6）鋼軌截面；

　　（7）隔墊厚度；

　　（8）列車輪對；

　　（9）軌寬和軸寬;

　　針對以上1、3、7因素的應對措施：

　　（1）將車輪傳感器的列車輪緣感應高度調高2mm,即由現在的41.5mm調至43.5～44mm。

　　（2）在彎道時，如果將磁頭安裝在彎道外側，由于列車的離心力，會造成輪緣探測強度降低。所以計軸磁頭在彎道安裝時，最好是安裝在彎道內側，整改后在彎道出現計軸故障的現象大大降低了。

　　（3）由于國內與歐洲鋼軌的形狀和結構有所不同。國內60kg/m鋼軌和國際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的準確性。可將車輪傳感器靠近鋼軌側安裝隔墊，并在安裝螺絲外側的彈墊和鋼軌之間加裝2～3mm不銹鋼平墊。

　　5、電磁干擾

　　由于計軸電纜沒有很好的接地，計軸室外電纜和轉轍機電纜是放在同一層電纜支架上，在轉轍機附近的計軸磁頭在操動轉轍機時很容易受到干擾，可通過有針對性的整改來降低干擾。

　　6、車輛輪對干擾

　　由于某一列車輪對參數的異常，會導致該列車計軸故障頻率非常高，可通過更換該輪對或校正輪對參數降低故障的發生。

　　四、小結

　　隨著城市化建設進程的加快，人們對城市交通的要求也日益提高，城市軌道交通借此契機正蓬勃發展。同時對城市軌道交通建設者也提出了更高的要求，我們應該以科學的工作態度，嚴謹的工作作風，實事求是解決工作中遇到的專業難題，推動行業的發展。

　　五、參考資料

　　[1]深圳市科安達軌道交通技術有限公司.科安達-提芬巴赫TAZⅡ計軸系統設計手冊.

　　[2]卡斯柯信號有限公司.深圳地鐵2號線信號正線系統設備技術規格書[S].