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ZPW-2000A系統數據采集技術改進與施工安全

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段		點擊數：	更新時間： 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
HIGH SPEED RAILWAY TECHNOLOGY
No．2，V01．8
Apr．2017
文章編號：1674—8247(2017)02—0086—04
ZPW．2000A系統數據采集技術改進與施工安全
幸建平
(大秦鐵路股份有限公司大同電務段， 大同037005)
摘要：ZPW-2000A系統是鐵路行車設備中軌道電路的一種閉塞制式，電務微機監測需要對其設備狀態參數
和運行情況進行監督管理，過去對ZPW一2000A數據采集方法原理簡單，采集數據少，且容易受現場工頻或耦
合信號干擾，影響數據的準確性、完整性。為了更好地發揮ZPW-2000A系統設備的作用，提前預診設備狀況，
及早發現設備問題，文章提出了對ZPW-2000A系統的采集衰耗器和采集發送檢測器進行技術改進和設備更
新，采用監測子系統方式采集數據和存儲數據，大大提升了采集效果，增加了采集數據。在改造過程中，為不
對現場既有設備造成影響，安全改造，研究指定了施工方案，制定了安全措施，嚴格監管，按照標準驗收，順利
完成了各站的改造任務。
關鍵詞：ZPW-2000A系統；數據采集；技術改進；施工安全
中圖分類號：U284．23+3 文獻標志碼：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．and 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
鐵路行車系統包括車務、機務、車輛、-E務、電務等可靠穩定運行，設備的維修及維護極為重要，ZPW一
收稿日期：2016-10-30
作者簡介：幸建平(1965·)，男，工程師。
引文格式：幸建平．ZPW-2000A系統數據采集技術改進與施工安全[J]．高速鐵路技術，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．
萬方數據
第2期幸建平：ZPW-2000A系統數據采集技術改進與施工安全2017年4月
2000A系統是顯示列車位置的重要閉塞設備，是現在
鐵路推廣采用的一種軌道電路制式，它有監測區段長、
穩定、可靠、抗干擾能力強、分路靈敏度高等優點。為
了實現對其使用、管理和維護，需將ZPW-2000A系統
使用過程中產生的數據納入到微機監測系統進行實時
監測診斷。原來的ZPW-2000A數據采集方法簡單，采
集的數據誤差較大，為了更好地發揮監測的預警預判
功能，經過多方面的努力，我們將以前數據采集的方
法，改進成為監測子系統方式采集，擴大了采集數據容
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，為了不影響既有設備的正常使用，我們
對施工過程層層研判，把握安全可控點，制定施工計
劃，落實各項措施，把風險減低到了可控范圍內，圓滿
完成了各站的改造。
2微機監測與ZPW-2000A系統的關系
微機監測系統就其作用來講是加強信號設備管
理、監測信號設備狀態、發現信號設備隱患、分析信號
設備故障原因、反映設備運用質量的重要行車設備。
根據運基信號r．2010 3"／09號《鐵路信號集中監測系統
技術條件》的明確規定：“監測系統是信號設備的綜合
集中監測平臺，其監測范圍包括聯鎖、閉塞、列控、
’mCS／CTC、電源屏等信號系統和設備”，ZPW-2000A
系統作為閉塞的一種設備，其運行數據、設備狀態參數
等必須傳人監測系統，由監測系統實時存儲，集中分析
診斷，所以我們今天探討的就是ZPW一2000A數據采集
和傳輸的改進以及施工過程中的安全問題。
3 改造前ZPW-2000A系統數據采集
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，是當地的一些大企業的重
要運輸通道，作用非常重要。該線路開通使用時，基礎
設備都是當時國內最先進的技術裝備，并最先使用了
ZPW-2000A系統和微機監測系統。ZPW-2000A系統
作為信號軌道電路的一種制式，具有無絕緣，全程斷軌
檢查，工作穩定可靠的優勢，因此太原鐵路局內推廣使
用。ZPW-2000A系統從原理上劃分是由發送部分、接
收部分和其他輔助設備組成，線路傳輸的是高頻信號，
工作在1 700 Hz、2 000 Hz、2 300 Hz和2 600 Hz載頻
段，采用電氣絕緣節來實現相鄰軌道電路區段的隔離，
通過發送不同載頻保證信號傳輸，利用輪對的短路效
果實現列車的占用與出清確認。該設備在2010年開
時使用，按照鐵路局的規定所使用的設備必須納入微
機監測數據管理平臺，當時由于技術的局限，我們對
ZPW-2000A系統采用了直采方式采集數據，如圖1
所示。
CAN廣
采集機1
微機監測平臺
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數據采集f直采方式)
為了維護設備，需要提取設備數據，ZPW-2000A
系統當時采集了幾個最主要數據，其中有發送端的功
出電壓、功出電流、功出載頻等7個數據，接收端的主
軌人電壓、主軌入載頻、主軌入低頻等5個數據，以及
開關量數據(L、u、H、QZ、QF、QGB、QGH、FB共8個)，
采集方法是設置多個初級采集機(12×15×10)cm，固
定于組合架上，采集機后背外掛采集模塊多個，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，模塊采到的數據通過扁
電纜送入采集機存儲，采集機進行數據整理和發送，微
機監測系統主機是上位機，多個采集機通過CAN總線4鍬ZP=W-跆2系00統黼采集0A進’行改慕進一的必口一
要性
(1)對于設備來講，采集數據越多越有利于設備
維護，而且由于ZPW-2000A系統運行數據容易因環境
或天氣的變化受影響，為了更好地發揮ZPW-2000A系
統的作用，作為管理系統的監測站機需要更多、更精準
的數據支持，因此有必要進行技術改進；
(2)采集機長期使用，設備的原因，不能實現升級
換代，因此有必要進行更新該機；
(3)我們使用電壓、電流模擬量采集模塊(2×5×
5)cm，逐一進行采集，1個采集模塊只能采1個模擬
量，8個1組插在采集板上，放在了被采集設備附近、
有足夠空間的組合架背面，這種做法配線過多、采集線
較長，對既有設備造成干擾，增加了其它設備安全
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，但在使用過程中也發現諸多問題：
①使用采集機，穩定性差，設備陳舊不美觀，沒法
更新；
②存在附屬設備——采集板、采集機、采集模塊，
增加了故障點；
③采集模塊過多，擠壓了主設備空間；
萬方數據
第2期幸建平：ZPW-2000A系統數據采集技術改進與施工安全2017年4月
④配線過多對既有配線有影響；
(蔓)ZPW-2000A系統設備傳輸的是較高頻率的移
頻信號，由于布線較多較長，容易受到工頻干擾，容易
產生線問耦合噪聲，影響數據準確度：
⑥采集到的數據有限，維護起來不方便；
⑦按照相關規定，被采集點與采集模塊的距離不
符合要求。
5 ZPW-2000A系統采集由自采改為監
測子系統方式
由于以上突出問題，經與廠家和主管單位認真研
究，我們決定在采集環節上改進，改善采集效果，提高
采集質量，擴大采集量，下面是具體介紹。
為了進一步提高現場設備的安全性和無故障運行
時間，提高采集的可靠性和精準度，根據運基信號
[2011]377號《鐵路信號集中監測系統安全要求》的
規定：(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)；發送檢測器(ZPW．JF)改進為帶采集功能的采集
發送檢測器(ZPW．JFC)，防雷模擬網絡盤(ZPW．ML)
更換為分線采集器(ZPW。CE)，在新改進的設備上增D襄蓑簫鬻勰篆篡鬻
從設備內部采集，能縮短采集線路提高精度，有利于電
路形成和電路控制，減少了外掛的多個采集模塊設備；
(2)將原來的幾臺采集機去掉，更換為1臺采集處理
器(可以容納110個節點，外形與采集衰耗器一樣)，
采集處理器對來自各個采集衰耗器、采集發送檢測器
和分線采集的信息進行收集處理，采集處理器采用的
是Windows XP操作平臺，通過CAN總線與各個采集
衰耗器和采集發送檢測器聯系；(3)按照運基信號
[2011]377號《鐵路信號集中監測系統安全要求》的
規定，監測板的設計使用高阻電路與主設備絕對隔離，
不會造成對主設備影響，使用外置監測獨立電源供電，
并增加電源保險和電源開關，確保當系統采集電路故
障時不會影響ZPW-2000A系統主設備。設計情況如
圖2所示。
圖2監測子系統連接
監測子系統采集數據幾大優點：
(1)由于是從采集衰耗器和采集發送檢測器內部
采集，采集衰耗器由原來7個模擬量增加到12個模擬
量，并新增13個開關量；采集發送檢測器也有相應增
加。實現了對ZPW-2000A系統主要數據的全程大范
圍監測；
(2)監測子系統可對所有區段的長度、類型、制
式、編號進行表格式顯示，便于信號人員維護；
(3)系統采集的數據結合ZPW-2000A軌道電路
傳輸特性，可以在集中監測平臺上實現豐富的專家診
斷功能，實現在區段條件下道床條件的測算；
(4)新增監測處理板采用的是浮點運算數字信號
處理芯片(原有設備采集落后)，采集精度、抗干擾能
力提高，故障率降低，便于維護；
(5)減少了設備，騰出了空間；
(6)有利于直觀地處理系統采集問題，而且設備
更平穩。
6 改造施工與過程控制
6．1 施工布置
(1)為了保質保量完成任務，要求設備檢修單位
對新上設備進行上道前檢測，確保所有設備無缺陷；要
求施工單位進行施工前期摸底調查，制定施工方案，按
時完成ZPW-2000A舊設備拆裝、線纜布放等工作，同
時聯系監測廠家、ZPW．2000A生產廠家對軟件進行提
前預調試、預測試、復聯試驗，防止異常發生。
(2)要求現場生產車間根據施工計劃及施工單位
提供的作業步驟、施工方案，按規定進行各項施工作業
登銷記，安排專人在施工時配合、盯控、監護及試驗驗
收工作，防止違章蠻干、點外作業等。
(3)對施工過程中的電氣特性精準度，安排專人
進行電氣特性標調把關。
(4)依據運基信號[2010]709號《鐵路信號集中
監測系統技術條件》、運基信號(2011]377號《鐵路信
號集中監測系統安全要求》、(ZPW．2000A監測子系統
詳細改造流程》文件有關標準，安排專人負責對施工
工藝、質量、數量和安全標準進行檢查監督，確保信號
集中監測系統改進后監測項目完整正確，確保區間和
站內既有設備施工完畢后，安全可靠不受影響。
6．2安全措施
(1)施工過程中要求相關人員嚴格執行《太原鐵
路局路局營業線施工安全管理辦法》和有關文件規
定，嚴禁超范圍施工，嚴禁“黑施工”，嚴守施工時間工
作點，設備所有單位加強過程盯控和標準校驗，保證升
級改造項目施工進度和工程質量按規定進行。
萬方數據
第2期幸建平：ZPW-2000A系統數據采集技術改進與施工安全2017年4月
(2)新設備上道前必須進行檢測，檢測合格后方
可上道使用，保證新上設備點畢后正常納人信號集中
監測系統。
(3)施工作業中引接電源時，禁止使用信號設備
電源，防止給既有設備留下隱患。
(4)施工單位在施工前必須摸清設備情況，同時
制定詳細的作業步驟和施工方案，報送甲方和現場施
工負責人。
(5)將改造設備與既有設備使用隔離帶隔開。
6．3信息核對和盯控確保施工質量
(1)在施工前，現場施工負責人安排專人，拷貝或
記錄改造前的信號集中監測數據信息，包括監測機上
的站場信息、ZPW-2000A系統原始數據和日曲線，設
備升級改造結束后，要對軌道電路的各項數據進行比
較核對，檢查正確與否，確保施工區段設備升級改造后
數據齊全準確。
(2)施工點畢后，通過TDCS／CTC(行車調度指揮
系統)和監測系統盯控上行下行通過各兩趟車，檢查
車輛運行情況、指示燈顯示情況等，確保自動閉塞區段
列車的占用出清正確良好，所有信號機的邏輯顯示狀
態正確，聯鎖設備運行正常，既有設備未受影響。
7 結束語
(1)ZPW-2000A系統的數據采集方式的技術改
進，大大提升了設備的技術含量，由原來的分散簡單的
直接采集方式，改為處理器子系統式采集，可全程大范
圍的監測ZPW-2000A系統，數據齊全，可靠準確，再加
上監測的專家診斷功能(包括主要的道床電阻測試)，
可以有效地控制ZPW-2000A系統數據變動的影響，保
證設備正常運行；設備的技術改進大大方便了電務人
員的維修維護和管理(特別是一線的信號工)。
(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、安全可控，并圓滿完成各站的改造。
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(編輯：朱雨辰白雪)

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