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ZPW-2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)改進(jìn)與施工安全

文檔作者：幸建平文檔來源：大秦鐵路股份有限公司大同電務(wù)段		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年03月04日
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D
2017年4月
第8卷第2期
高速鐵路技術(shù)
HIGH SPEED RAILWAY TECHNOLOGY
No．2，V01．8
Apr．2017
文章編號(hào)：1674—8247(2017)02—0086—04
ZPW．2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)改進(jìn)與施工安全
幸建平
(大秦鐵路股份有限公司大同電務(wù)段， 大同037005)
摘要：ZPW-2000A系統(tǒng)是鐵路行車設(shè)備中軌道電路的一種閉塞制式，電務(wù)微機(jī)監(jiān)測(cè)需要對(duì)其設(shè)備狀態(tài)參數(shù)
和運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督管理，過去對(duì)ZPW一2000A數(shù)據(jù)采集方法原理簡(jiǎn)單，采集數(shù)據(jù)少，且容易受現(xiàn)場(chǎng)工頻或耦
合信號(hào)干擾，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性。為了更好地發(fā)揮ZPW-2000A系統(tǒng)設(shè)備的作用，提前預(yù)診設(shè)備狀況，
及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，文章提出了對(duì)ZPW-2000A系統(tǒng)的采集衰耗器和采集發(fā)送檢測(cè)器進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和設(shè)備更
新，采用監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)方式采集數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，大大提升了采集效果，增加了采集數(shù)據(jù)。在改造過程中，為不
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)既有設(shè)備造成影響，安全改造，研究指定了施工方案，制定了安全措施，嚴(yán)格監(jiān)管，按照標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，順利
完成了各站的改造任務(wù)。
關(guān)鍵詞：ZPW-2000A系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集；技術(shù)改進(jìn)；施工安全
中圖分類號(hào)：U284．23+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
ZPW一2000A System Data Acquisition Technology Improvement
and Construction Safety
XING Jianping
(Datong Communication and Signaling depot of Daqin Railway Co．，Ltd．，Datong 037005，China)
Abstract：ZPW-2000 A system is one of track circuit blocking systems among the railway traffic equipment．For electric
microcomputer monitoring，it is necessary to supervise the state parameters and operating conditions of the equipment
because in the past ZPW-2000A data collection method iS simple in principle and the collected data iS lack．a(chǎn)nd the
accuracy and integrity of the data will be influenced by interference of field power frequency or coupling signal．In order
to play the role of the ZPW-2000A system equipment，the equipment shall be inspected in advance to find out the
problems of equipment as early as possible．In the paper，it is proposed that the acquisition attenuation device and
acquiring and sending detector of ZPW-2000A system should be improved technically and replaced，and the monitoring
subsystem should be adopted for data acquisition and storage SO as to greatly improve acquiring effect and increase the
acquisition data．In the process of improvement，in order not to affect the on-site existing equipment，the construction
scheme and safety measures have been made，and the strict supervision has been carried out，and the acceptance of the
equipment improvement has been performed according to the standards．Finally reconstruction of all stations has been
successfully completed．
Key words：ZPW-2000A system；data acquisition；technical improvement；construction safety
．-整體介紹耋喜囂罷鬻鬻熏未囂簍銎罵籌蓑喜鬻萎器
鐵路行車系統(tǒng)包括車務(wù)、機(jī)務(wù)、車輛、-E務(wù)、電務(wù)等可靠穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備的維修及維護(hù)極為重要，ZPW一
收稿日期：2016-10-30
作者簡(jiǎn)介：幸建平(1965·)，男，工程師。
引文格式：幸建平．ZPW-2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)改進(jìn)與施工安全[J]．高速鐵路技術(shù)，2017，8(2)：86—89．
XING Jianping．ZPW-2000A System Data Acquisition Technology Improvement and Construction Safety[J]．High Speed Railway Technology，2017，
8(2)：86—89．
萬方數(shù)據(jù)
第2期幸建平：ZPW-2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)改進(jìn)與施工安全2017年4月
2000A系統(tǒng)是顯示列車位置的重要閉塞設(shè)備，是現(xiàn)在
鐵路推廣采用的一種軌道電路制式，它有監(jiān)測(cè)區(qū)段長(zhǎng)、
穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強(qiáng)、分路靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。為
了實(shí)現(xiàn)對(duì)其使用、管理和維護(hù)，需將ZPW-2000A系統(tǒng)
使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)納入到微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)
監(jiān)測(cè)診斷。原來的ZPW-2000A數(shù)據(jù)采集方法簡(jiǎn)單，采
集的數(shù)據(jù)誤差較大，為了更好地發(fā)揮監(jiān)測(cè)的預(yù)警預(yù)判
功能，經(jīng)過多方面的努力，我們將以前數(shù)據(jù)采集的方
法，改進(jìn)成為監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)方式采集，擴(kuò)大了采集數(shù)據(jù)容
量，提高了采集效果，使用起來方便可靠；由于在既有
線上施工改造，為了不影響既有設(shè)備的正常使用，我們
對(duì)施工過程層層研判，把握安全可控點(diǎn)，制定施工計(jì)
劃，落實(shí)各項(xiàng)措施，把風(fēng)險(xiǎn)減低到了可控范圍內(nèi)，圓滿
完成了各站的改造。
2微機(jī)監(jiān)測(cè)與ZPW-2000A系統(tǒng)的關(guān)系
微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就其作用來講是加強(qiáng)信號(hào)設(shè)備管
理、監(jiān)測(cè)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備隱患、分析信號(hào)
設(shè)備故障原因、反映設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量的重要行車設(shè)備。
根據(jù)運(yùn)基信號(hào)r．2010 3"／09號(hào)《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)條件》的明確規(guī)定：“監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是信號(hào)設(shè)備的綜合
集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)，其監(jiān)測(cè)范圍包括聯(lián)鎖、閉塞、列控、
’mCS／CTC、電源屏等信號(hào)系統(tǒng)和設(shè)備”，ZPW-2000A
系統(tǒng)作為閉塞的一種設(shè)備，其運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)
等必須傳人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，集中分析
診斷，所以我們今天探討的就是ZPW一2000A數(shù)據(jù)采集
和傳輸?shù)母倪M(jìn)以及施工過程中的安全問題。
3 改造前ZPW-2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集
我們這次改造的地方是遷曹線的車站，遷曹線作
為大秦線的重要分流通道，是當(dāng)?shù)氐囊恍┐笃髽I(yè)的重
要運(yùn)輸通道，作用非常重要。該線路開通使用時(shí)，基礎(chǔ)
設(shè)備都是當(dāng)時(shí)國內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)裝備，并最先使用了
ZPW-2000A系統(tǒng)和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。ZPW-2000A系統(tǒng)
作為信號(hào)軌道電路的一種制式，具有無絕緣，全程斷軌
檢查，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)，因此太原鐵路局內(nèi)推廣使
用。ZPW-2000A系統(tǒng)從原理上劃分是由發(fā)送部分、接
收部分和其他輔助設(shè)備組成，線路傳輸?shù)氖歉哳l信號(hào)，
工作在1 700 Hz、2 000 Hz、2 300 Hz和2 600 Hz載頻
段，采用電氣絕緣節(jié)來實(shí)現(xiàn)相鄰軌道電路區(qū)段的隔離，
通過發(fā)送不同載頻保證信號(hào)傳輸，利用輪對(duì)的短路效
果實(shí)現(xiàn)列車的占用與出清確認(rèn)。該設(shè)備在2010年開
時(shí)使用，按照鐵路局的規(guī)定所使用的設(shè)備必須納入微
機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，當(dāng)時(shí)由于技術(shù)的局限，我們對(duì)
ZPW-2000A系統(tǒng)采用了直采方式采集數(shù)據(jù)，如圖1
所示。
CAN廣
采集機(jī)1
微機(jī)監(jiān)測(cè)平臺(tái)
模塊1l l模塊2l??l模塊48ll模塊1I l模塊21．．．。4模gk'-48
壟型I墼墨墾墾Il竺墨墾墾II竺墨墾墾II莖墨墾墾I I鍪墨墾墾
圖1 ZPW-2000A數(shù)據(jù)采集f直采方式)
為了維護(hù)設(shè)備，需要提取設(shè)備數(shù)據(jù)，ZPW-2000A
系統(tǒng)當(dāng)時(shí)采集了幾個(gè)最主要數(shù)據(jù)，其中有發(fā)送端的功
出電壓、功出電流、功出載頻等7個(gè)數(shù)據(jù)，接收端的主
軌人電壓、主軌入載頻、主軌入低頻等5個(gè)數(shù)據(jù)，以及
開關(guān)量數(shù)據(jù)(L、u、H、QZ、QF、QGB、QGH、FB共8個(gè))，
采集方法是設(shè)置多個(gè)初級(jí)采集機(jī)(12×15×10)cm，固
定于組合架上，采集機(jī)后背外掛采集模塊多個(gè)，采集電
壓和電流，電壓采集使用隔離電壓模塊，電流采集使用
穿心模塊，頻率通過解析得出，模塊采到的數(shù)據(jù)通過扁
電纜送入采集機(jī)存儲(chǔ)，采集機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和發(fā)送，微
機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)是上位機(jī)，多個(gè)采集機(jī)通過CAN總線4鍬ZP=W-跆2系00統(tǒng)黼采集0A進(jìn)’行改慕進(jìn)一的必口一
要性
(1)對(duì)于設(shè)備來講，采集數(shù)據(jù)越多越有利于設(shè)備
維護(hù)，而且由于ZPW-2000A系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)容易因環(huán)境
或天氣的變化受影響，為了更好地發(fā)揮ZPW-2000A系
統(tǒng)的作用，作為管理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)站機(jī)需要更多、更精準(zhǔn)
的數(shù)據(jù)支持，因此有必要進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)；
(2)采集機(jī)長(zhǎng)期使用，設(shè)備的原因，不能實(shí)現(xiàn)升級(jí)
換代，因此有必要進(jìn)行更新該機(jī)；
(3)我們使用電壓、電流模擬量采集模塊(2×5×
5)cm，逐一進(jìn)行采集，1個(gè)采集模塊只能采1個(gè)模擬
量，8個(gè)1組插在采集板上，放在了被采集設(shè)備附近、
有足夠空間的組合架背面，這種做法配線過多、采集線
較長(zhǎng)，對(duì)既有設(shè)備造成干擾，增加了其它設(shè)備安全
隱患。
直采方式采集使用了5年多，為故障診斷提供了
寶貴依據(jù)，但在使用過程中也發(fā)現(xiàn)諸多問題：
①使用采集機(jī)，穩(wěn)定性差，設(shè)備陳舊不美觀，沒法
更新；
②存在附屬設(shè)備——采集板、采集機(jī)、采集模塊，
增加了故障點(diǎn)；
③采集模塊過多，擠壓了主設(shè)備空間；
萬方數(shù)據(jù)
第2期幸建平：ZPW-2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)改進(jìn)與施工安全2017年4月
④配線過多對(duì)既有配線有影響；
(蔓)ZPW-2000A系統(tǒng)設(shè)備傳輸?shù)氖禽^高頻率的移
頻信號(hào)，由于布線較多較長(zhǎng)，容易受到工頻干擾，容易
產(chǎn)生線問耦合噪聲，影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度：
⑥采集到的數(shù)據(jù)有限，維護(hù)起來不方便；
⑦按照相關(guān)規(guī)定，被采集點(diǎn)與采集模塊的距離不
符合要求。
5 ZPW-2000A系統(tǒng)采集由自采改為監(jiān)
測(cè)子系統(tǒng)方式
由于以上突出問題，經(jīng)與廠家和主管單位認(rèn)真研
究，我們決定在采集環(huán)節(jié)上改進(jìn)，改善采集效果，提高
采集質(zhì)量，擴(kuò)大采集量，下面是具體介紹。
為了進(jìn)一步提高現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安全性和無故障運(yùn)行
時(shí)間，提高采集的可靠性和精準(zhǔn)度，根據(jù)運(yùn)基信號(hào)
[2011]377號(hào)《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全要求》的
規(guī)定：(1)將原來的初始采集模塊去掉，原來的衰耗器
(ZPW．SH)更換為帶采集功能的采集衰耗器(ZPW．
SC)；發(fā)送檢測(cè)器(ZPW．JF)改進(jìn)為帶采集功能的采集
發(fā)送檢測(cè)器(ZPW．JFC)，防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤(ZPW．ML)
更換為分線采集器(ZPW。CE)，在新改進(jìn)的設(shè)備上增D襄蓑簫鬻勰篆篡鬻
從設(shè)備內(nèi)部采集，能縮短采集線路提高精度，有利于電
路形成和電路控制，減少了外掛的多個(gè)采集模塊設(shè)備；
(2)將原來的幾臺(tái)采集機(jī)去掉，更換為1臺(tái)采集處理
器(可以容納110個(gè)節(jié)點(diǎn)，外形與采集衰耗器一樣)，
采集處理器對(duì)來自各個(gè)采集衰耗器、采集發(fā)送檢測(cè)器
和分線采集的信息進(jìn)行收集處理，采集處理器采用的
是Windows XP操作平臺(tái)，通過CAN總線與各個(gè)采集
衰耗器和采集發(fā)送檢測(cè)器聯(lián)系；(3)按照運(yùn)基信號(hào)
[2011]377號(hào)《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全要求》的
規(guī)定，監(jiān)測(cè)板的設(shè)計(jì)使用高阻電路與主設(shè)備絕對(duì)隔離，
不會(huì)造成對(duì)主設(shè)備影響，使用外置監(jiān)測(cè)獨(dú)立電源供電，
并增加電源保險(xiǎn)和電源開關(guān)，確保當(dāng)系統(tǒng)采集電路故
障時(shí)不會(huì)影響ZPW-2000A系統(tǒng)主設(shè)備。設(shè)計(jì)情況如
圖2所示。
圖2監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)連接
監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)幾大優(yōu)點(diǎn)：
(1)由于是從采集衰耗器和采集發(fā)送檢測(cè)器內(nèi)部
采集，采集衰耗器由原來7個(gè)模擬量增加到12個(gè)模擬
量，并新增13個(gè)開關(guān)量；采集發(fā)送檢測(cè)器也有相應(yīng)增
加。實(shí)現(xiàn)了對(duì)ZPW-2000A系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)的全程大范
圍監(jiān)測(cè)；
(2)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)可對(duì)所有區(qū)段的長(zhǎng)度、類型、制
式、編號(hào)進(jìn)行表格式顯示，便于信號(hào)人員維護(hù)；
(3)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)結(jié)合ZPW-2000A軌道電路
傳輸特性，可以在集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)豐富的專家診
斷功能，實(shí)現(xiàn)在區(qū)段條件下道床條件的測(cè)算；
(4)新增監(jiān)測(cè)處理板采用的是浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)字信號(hào)
處理芯片(原有設(shè)備采集落后)，采集精度、抗干擾能
力提高，故障率降低，便于維護(hù)；
(5)減少了設(shè)備，騰出了空間；
(6)有利于直觀地處理系統(tǒng)采集問題，而且設(shè)備
更平穩(wěn)。
6 改造施工與過程控制
6．1 施工布置
(1)為了保質(zhì)保量完成任務(wù)，要求設(shè)備檢修單位
對(duì)新上設(shè)備進(jìn)行上道前檢測(cè)，確保所有設(shè)備無缺陷；要
求施工單位進(jìn)行施工前期摸底調(diào)查，制定施工方案，按
時(shí)完成ZPW-2000A舊設(shè)備拆裝、線纜布放等工作，同
時(shí)聯(lián)系監(jiān)測(cè)廠家、ZPW．2000A生產(chǎn)廠家對(duì)軟件進(jìn)行提
前預(yù)調(diào)試、預(yù)測(cè)試、復(fù)聯(lián)試驗(yàn)，防止異常發(fā)生。
(2)要求現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)車間根據(jù)施工計(jì)劃及施工單位
提供的作業(yè)步驟、施工方案，按規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)施工作業(yè)
登銷記，安排專人在施工時(shí)配合、盯控、監(jiān)護(hù)及試驗(yàn)驗(yàn)
收工作，防止違章蠻干、點(diǎn)外作業(yè)等。
(3)對(duì)施工過程中的電氣特性精準(zhǔn)度，安排專人
進(jìn)行電氣特性標(biāo)調(diào)把關(guān)。
(4)依據(jù)運(yùn)基信號(hào)[2010]709號(hào)《鐵路信號(hào)集中
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件》、運(yùn)基信號(hào)(2011]377號(hào)《鐵路信
號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全要求》、(ZPW．2000A監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
詳細(xì)改造流程》文件有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，安排專人負(fù)責(zé)對(duì)施工
工藝、質(zhì)量、數(shù)量和安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查監(jiān)督，確保信號(hào)
集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)后監(jiān)測(cè)項(xiàng)目完整正確，確保區(qū)間和
站內(nèi)既有設(shè)備施工完畢后，安全可靠不受影響。
6．2安全措施
(1)施工過程中要求相關(guān)人員嚴(yán)格執(zhí)行《太原鐵
路局路局營業(yè)線施工安全管理辦法》和有關(guān)文件規(guī)
定，嚴(yán)禁超范圍施工，嚴(yán)禁“黑施工”，嚴(yán)守施工時(shí)間工
作點(diǎn)，設(shè)備所有單位加強(qiáng)過程盯控和標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)，保證升
級(jí)改造項(xiàng)目施工進(jìn)度和工程質(zhì)量按規(guī)定進(jìn)行。
萬方數(shù)據(jù)
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(2)新設(shè)備上道前必須進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后方
可上道使用，保證新上設(shè)備點(diǎn)畢后正常納人信號(hào)集中
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
(3)施工作業(yè)中引接電源時(shí)，禁止使用信號(hào)設(shè)備
電源，防止給既有設(shè)備留下隱患。
(4)施工單位在施工前必須摸清設(shè)備情況，同時(shí)
制定詳細(xì)的作業(yè)步驟和施工方案，報(bào)送甲方和現(xiàn)場(chǎng)施
工負(fù)責(zé)人。
(5)將改造設(shè)備與既有設(shè)備使用隔離帶隔開。
6．3信息核對(duì)和盯控確保施工質(zhì)量
(1)在施工前，現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人安排專人，拷貝或
記錄改造前的信號(hào)集中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，包括監(jiān)測(cè)機(jī)上
的站場(chǎng)信息、ZPW-2000A系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)和日曲線，設(shè)
備升級(jí)改造結(jié)束后，要對(duì)軌道電路的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比
較核對(duì)，檢查正確與否，確保施工區(qū)段設(shè)備升級(jí)改造后
數(shù)據(jù)齊全準(zhǔn)確。
(2)施工點(diǎn)畢后，通過TDCS／CTC(行車調(diào)度指揮
系統(tǒng))和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)盯控上行下行通過各兩趟車，檢查
車輛運(yùn)行情況、指示燈顯示情況等，確保自動(dòng)閉塞區(qū)段
列車的占用出清正確良好，所有信號(hào)機(jī)的邏輯顯示狀
態(tài)正確，聯(lián)鎖設(shè)備運(yùn)行正常，既有設(shè)備未受影響。
7 結(jié)束語
(1)ZPW-2000A系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式的技術(shù)改
進(jìn)，大大提升了設(shè)備的技術(shù)含量，由原來的分散簡(jiǎn)單的
直接采集方式，改為處理器子系統(tǒng)式采集，可全程大范
圍的監(jiān)測(cè)ZPW-2000A系統(tǒng)，數(shù)據(jù)齊全，可靠準(zhǔn)確，再加
上監(jiān)測(cè)的專家診斷功能(包括主要的道床電阻測(cè)試)，
可以有效地控制ZPW-2000A系統(tǒng)數(shù)據(jù)變動(dòng)的影響，保
證設(shè)備正常運(yùn)行；設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)大大方便了電務(wù)人
員的維修維護(hù)和管理(特別是一線的信號(hào)工)。
(2)這次改造施工充分考慮了其難度和安全性，
做到了層層把關(guān)、安全可控，并圓滿完成各站的改造。
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(編輯：趙立紅張紅英)
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(編輯：朱雨辰白雪)

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