减少客车轴温报警器误报警的探讨

马尉植 周学奇

（南宁铁路局南宁车辆段，助理工程师 广西 南宁，530001）

客车轴温报警器是旅客列车运行中自动监测客车轴温的装置，预报客车热轴，防止切轴，是保证旅客列车运行安全的重要设备。铁道部规定编入旅客列车的客车必须100%装备轴温报警器，轴温报警器状态良好且开机率要达到100%。客车轴温超过环温加45℃时轴温报警器报警，轴温达到90℃或者超过环温加60℃时摘车处理。

2010年2月，南宁车辆段旅客列车正式启用客车运行安全监控系统（简称TCDS），其主要功能是实时监控旅客列车轴温，将数据实时传输到铁道部、铁路局和车辆段的服务器，实现列车轴温的地面监控。铁道部每月对各局的TCDS运用情况进行通报，并对各车辆段的轴温报警器误报警次数进行统计和排名。南宁车辆段运用客车轴温报警器误报警较多，2010年4月份发生42件，5月份发生36件，6月份发生36件，7月份发生31件，轴温报警器列均误报率高于全路平均水平，排名末尾，受到铁路局的严厉批评。轴温报警器误报警频发严重干扰了车辆乘务员对客车轴温的监控，当乘务员不能确定是否为误报警而拦停列车时，将严重干扰铁路运输秩序。

1 轴温报警器介绍

轴温报警器由控制显示器、传输线路及温度传感器（轴温传感器和环温传感器）组成（如图1所示）。轴温传感器分散装于转向架轮对的8个轴箱上，环温传感器装于车体底下（不受阳光、雨雪干扰），轴温和环温传感器向控制显示器传输客车轴温和环境温度的数据参数，控制显示器对数据参数进行分析，显示出车轴温度和环境温度。当车轴温度超过外温加45℃时，控制显示器鸣叫报警。

图1 轴温报警器示意图

2 误报警原因分析

2.1 模拟传感器可靠性较差 目前，南宁车辆段配属客车主要装用模拟传感器，其工作原理：控制显示器向模拟传感器发出5 mA的恒流直流电，通过检测传感器的物理量即两端电压来确定其温度。当模拟传感器温度升高，两端电压下降；当模拟传感器温度降低，两端电压升高。由于该物理量的检测方法简单、容易，且这类传感器价格便宜，故应用非常广泛。

南宁车辆段对2010年4～7月共发生的176件误报警进行了数据分析，其中模拟传感器原因引发的误报警141件，占80.1%，说明模拟传感器故障是造成轴温报警器误报警的主要原因。模拟传感器故障的主要原因：

1）模拟传感器抗干扰性能力较差。模拟传感器在受到引线阻抗、控制显示器电源纹波、空间电磁场等因素影响时，两端电压瞬间非正常剧减，导致控制显示器采集到错误的参数，引起误报警。

2）推行模拟传感器的寿命管理不够彻底。《客车轴温报警器管理办法》（运装客车［1999］287号）要求轴温报警器每4.5年施行大修，温度传感器更换新品。由于生产成本及传感器生产日期标识不清等原因，造成部分模拟传感器使用年限长或超过报废期限后内部元器件老化、松动，故障率比较高。

2.2 控制显示器分析判断能力不足 目前南宁车辆段配属客车装备的控制显示器为KZS/M型，主程序算法比较简单，以200 ms为一个周期，周期内采集并分析同一路传感器的8个温度数据，取平均值作为这根温度传感器的最终温度，没有过滤瞬间异常的参数。列车运行中，当温度传感器故障或者受到干扰，瞬间输送一个错误的高温参数，将极大提高平均值，从而造成误报警。

2.3 传输线路绝缘不良 每个温度传感器的传输线路由专用线（线1，2，3…9）和公用线10组成（如图1所示），控制显示器通过采集专用线和公用线间的数据参数来确定温度传感器的温度。在采用模拟传感器时，控制显示器通过采集专用线和公用线间电压来确定传感器的温度。

传输线路大部分暴露在车体外部，经受风吹、日晒、雨淋，工作环境比较恶劣，当传输线路磨损或者分线盒进水导致传输线路绝缘不良，将造成传输线路间阻抗下降。采用模拟传感器时，在5 mA恒流直流电不变的情况下，专用线与公用线间的电压下降，控制显示器将采集到一个错误的高温参数，引发误报警。

3 解决措施

3.1 提高温度传感器可靠性

3.1.1 严格推行温度传感器的寿命管理 严格按《客车轴温报警器管理办法》（运装客车［1999］287号）要求，温度传感器使用超过4.5年的进行报废，更换为合格新品，防止温度传感器内部元器件老化后故障增加。

3.1.2 逐步装用数字传感器 数字传感器是把模拟温度转换成数字量输出的传感器，它是测量技术、微电子技术和计算技术的综合产物，是传感器技术的发展方向之一。与模拟传感器相比，数字传感器的优点是测量精度高、输出信号抗干扰能力强，而且不受传输线路阻抗变化影响等特点，传输线路的线间绝缘好坏对轴温报警器影响不大，可靠性比模拟传感器有很大提高。目前数字传感器已逐步在客车上装用。

3.2 提高控制显示器分析判断能力 提高控制显示器分析判断能力的有效办法，是在KZS/M型控制显示器的主程序增加中值滤波算法，使主程序在原来基础上得到了优化，以200 ms为一个周期，周期内采集并分析同一路传感器的16个温度数据，去掉最大值和最小值，最后取余下的14个数据的平均值作为这根传感器的最终温度。与原主程序相比其优点：一是采集的密度增大一倍，精度提高；二是有过滤功能，将瞬间产生的错误参数的极大值或者极小值过滤后再进行判断分析，分析判断能力提高。三是升级程序的可操作性好，只需更换控制显示器的主芯片和接口模块，方法简单，费用不高。

3.3 加强传输线路检修 传输线路的绝缘状况对轴温数据的影响很大。为确保传输线路绝缘良好，从2个方面入手加强检修：一是做好分线盒的防尘防水，定期打开吹除灰尘；二是结合每年客车大整修工作，每年3次定期开展传输线路的检查，对传输线路绝缘皮破损的，及时进行处理。

4 结束语

2010年8～9月，南宁车辆段对400辆客车（占配属客车的24.8%）的轴温报警器进行了专项整治，将原主程序更换为带中值滤波算法的主程序；把到报废期限的205辆客车的模拟传感器报废更换成数字传感器；对未更换数字传感器的195辆客车的传输线路进行整治，彻底消除分线盒积水积尘、线路破损等故障，使传输线路线间绝缘值大于2MΩ，符合铁道部规定的绝缘要求。2010年10～12月期间，利用3个月时间对轴温报警器运用情况进行跟踪分析，经过专项整治的客车轴温报警器误报警每月各发生1件。而未经整治的客车轴温报警器的误报警件数分别为29件、21件、23件。充分说明轴温报警器的整治措施成效显著，应对其余客车继续进行轴温报警器的专项整治。。