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【摘 要】本文描述了HXD1C型电力机车车载设备电气接线部分的原理图，并介绍了HXD1C型电力机车车载设备仿真教学系统的构建方案。
【关键词】HXD1C型机车；车载设备；仿真系统
机车车载设备是保证列车运行安全所必备的重要设备，随着铁路主要行车设备的大规模更新换代，全路大量上道使用了国内自主研发的和谐型电力机车。由于和谐型电力机车在整车装配工艺上采用了国际标准，机车车载设备的也纳入整车安装标准之中，在安装的过程当中存在大量的隐蔽工程，安装图纸复杂难以识别，给电务车载设备维修人员带来了很大的维修难度。本文只讨论LKJ、机车信号设备仿真系统的构建，无线通信设备的构建不在本文讨论范围之内。
一、HXD1C型电力机车车载设备维护存在问题
2012年年底新型HXD1C型电力机车入驻兰州铁路局嘉峪关机务段，通过机车整备，发现该类型机车采用工业化流水线装车方式，车载设备的安装是在机车出厂前与机车设备一并安装，这种装车的好处是使车载设备按照机车装配工艺进行安装，所有设备安装集中规范，标准统一，为后期维修奠定了良好的基础。但通过一年的设备维修发现，该类装车方式存在的弊端同样突出。
1.由于车载设备按照机车装配规范进行统一安装，装配时采用了大量的机车装配定义，电务维修人员在不懂机车装配规范的前提下，根本无法对车载设备进行系统维护，造成很多漏检漏修的项点出现。
2.由于车载设备按照机车装配规范进行统一安装，安装时存在大量的隐蔽工程，且隐蔽处所无明确的示意图用于后期维修，维修人员在维修这些隐蔽处所时无异于盲人摸象，根本无从下手，给维修带来了很大的难度。
3.电气接口接续点多，且其中存在大量的并联电路，尤其是在电源部分，厂家所提供的图纸仅为示意图，没有线号及端子定义，电气部分一旦发生问题，维修人员很难在最短的时间内准确判断出故障点。
4.机电结合部故障判断不清，由于电务维修人员不熟悉机车电路的尴尬，导致大量的结合部问题找不到具体原因，造成大量的结合部故障重复发生，干扰正常运输。
通过以上问题的分析，要解决电务维修人员在维修HXD1C型电力机车车载设备过程中存在的维修不到位问题，应建立HXD1C型电力机车车载设备仿真教学系统，通过系统的教学及实作培训来提升维修质量。
二、教学系统的设计方案
要构建HXD1C型电力机车车载设备仿真教学系统，便于系统教学及练功使用，必须在实验室模拟机车上车载设备的工作状态，比照HXD1C型电力机车车载设备的安装工艺及电气接口的连接方式，因此需要从以下几方面设计该系统。
（一）系统构架
系统构架分为车上部分、车下部分和电气部分。车上部分模拟机车车载第三方电器柜及内部设备，I、II端司机操纵台，机车均衡、制动、列车管压力，鸣笛压力；车下部分模拟速度传感器、机车信号感应接收器及配套环线发码设备；电气部分模拟机车内所有端子排安装位置及内部端子号定义，配线线号模拟机车内部配线信号定义。系统构成如图1。
（二）电气部分安装图纸
通过对机车生产厂家提供的整车电路图进行排摸，针对HXD1C型电力机车车载设备电气电路部分重新设计整合出了《HXD1C型电力机车车载设备系统接线图》（如图2）、《第三方电气柜侧面端子配线图》（如图3）、《航空插头配线图》（如图4）。
（三）材料选用
1套LKJ2000型监控装置（包括调车灯显接口盒、TAL93型通讯接线盒、TAX2箱、总线拓展盒、TSC1型列车运行数据无线传输跟踪查询系统主机、鸣笛记录接口装置、本/补切换装置、GPS-2000控制盒、速度传感器2台，压力传感器4台、鸣笛转换器6台），1套JT-C型机车信号主机（包括2架8显示信号机、4台双路接收线圈、2个接线盒、环线发码箱），第三方电气柜比照机车车载电气柜尺寸采用铝合金材料定制，I、II端操纵台、电源柜采用铝合金材料定制，航口插头4个，万科端子排4架，电缆线若干。车载电气柜、操纵台、电源柜尺寸如图5、图6、图7。
（四）安装调试
1.在练功房内安装定制好的车载设备电器柜，并按照HXD1C型机车第三方柜中的布局依次安装车载设备及相关部件，在车载设备电气柜一层右侧处安装91-X143.01、91-X143.02航空插头底座，在一层右侧内部安装92-X143.01侧面端子排，按照图3、图4中插座及端子排的定义对安装好的插头底座、端子排进行定义，并按照图2所示对车载设备到端子排、插头底座进行配线，配线时在每根电缆的连接处加装塑料防护套管并在套管上标明线号。
2.在车载设备电器柜旁边设立电源柜，电源柜内安装92-X151.05、92-X151.06端子排，侧面安装91-X151.05、91-X151.06航空插头底座，在电源柜前部安装信号电源、监控电源两个断路器，由电源逆变器变得的110V直流电送至两个断路器输入端。按照图2所示从断路器输出端至 端子排，从端子排至插头底座进行配线，配线时在每根电缆的连接处加装塑料防护套管并在套管上标明线号。
3.在I、II端操纵台上安装显示器、信号机、隔离开关，台内安装92-X111.01端子排（I端）、92-X211.01端子排（II端），按照图2所示对92-X111.01、92-X211.01端子排进行配线，配线时同样加装塑料套管并标明线号。
4.在I、II端操纵台旁安装固定支架安装I、II端机车信号感应器线圈及接线盒，按照接线盒配线定义配线，并在感应器底部架设信号发码环线，环线接入信号发码箱。
5.按照图4定义对91-X143.01、91-X143.02、91-X151.05、91-X151.06插头进行配线，并连接至相应插头底座，最后连接速度传感器、鸣笛转换器、压力传感器，如有需要可在速度傳感器处安装电机，压力传感器、鸣笛转换器处安装打风机模拟速度、压力变化情况。
6.所有设备安装到位后上电测试设备，一切工作正常后，仿真教学系统搭建完毕。
三、设计效果
通过搭建仿真教学系统，不断完善和提高HXD1C型电力机车车载设备的检修管理水平，建设符合设备运用特性的检修管理体系，根据安装设备、系统布线、模拟工作三个环节，可以对照运行机车上车载设备车上、车下工作情况，进行车载设备仿真工作实时模拟检验和故障点的诊断，为了解和掌握机车运行中车载设备常见故障提供“真实场景”，为检修人员快速处理故障时能够“对症下药”提供依据，解决了机车内部因机电结合部故障不能直观判断，造成大量结合部故障重复发生的难题。
四、应用实效
搭建仿真教学系统后，检修人员在日常工作中，利用该系统进行经常性的岗位练兵，全面了解了机车上车载设备装配规范时大量的隐蔽工程和系统接续点布线原理，提高了职工的检修水平和故障处理能力。在HXD1C型电力机车入驻嘉峪关机务段以来，共发生车载设备机电结合部工作异常信息56件，如：运行中机车信号掉码、显示屏工作电压不稳定、压力不良、机车工况“牵引”位未知等问题，职工通过仿真教学系统的日常模拟练习，在遇到这些异常信息时，快速反应，准备判断故障发生点，进行处理，确保了机车车载设备的良好使用，为运输安全生产提供了可靠保证。
参考文献：
[1] TB 10007-2006.铁路信号设计规范 [S].
[2] TB/T 2117-1990.铁路机车信号技术条件 [S].
[3] 杨志刚.LKJ2000型列车运行监控记录装置，北京：中国铁道出版社，2003.7 ISBN 7-113-05155-3.
[4] 大功率交流传动7200kW六轴货运电力机车（HXD1C）电气原理图.
[5] 邱宽民.JT1-CZ2000型机车信号车载系统[M]，北京：中国铁道出版社，2007. 140-200.
【关键词】HXD1C型机车；车载设备；仿真系统
机车车载设备是保证列车运行安全所必备的重要设备，随着铁路主要行车设备的大规模更新换代，全路大量上道使用了国内自主研发的和谐型电力机车。由于和谐型电力机车在整车装配工艺上采用了国际标准，机车车载设备的也纳入整车安装标准之中，在安装的过程当中存在大量的隐蔽工程，安装图纸复杂难以识别，给电务车载设备维修人员带来了很大的维修难度。本文只讨论LKJ、机车信号设备仿真系统的构建，无线通信设备的构建不在本文讨论范围之内。
一、HXD1C型电力机车车载设备维护存在问题
2012年年底新型HXD1C型电力机车入驻兰州铁路局嘉峪关机务段，通过机车整备，发现该类型机车采用工业化流水线装车方式，车载设备的安装是在机车出厂前与机车设备一并安装，这种装车的好处是使车载设备按照机车装配工艺进行安装，所有设备安装集中规范，标准统一，为后期维修奠定了良好的基础。但通过一年的设备维修发现，该类装车方式存在的弊端同样突出。
1.由于车载设备按照机车装配规范进行统一安装，装配时采用了大量的机车装配定义，电务维修人员在不懂机车装配规范的前提下，根本无法对车载设备进行系统维护，造成很多漏检漏修的项点出现。
2.由于车载设备按照机车装配规范进行统一安装，安装时存在大量的隐蔽工程，且隐蔽处所无明确的示意图用于后期维修，维修人员在维修这些隐蔽处所时无异于盲人摸象，根本无从下手，给维修带来了很大的难度。
3.电气接口接续点多，且其中存在大量的并联电路，尤其是在电源部分，厂家所提供的图纸仅为示意图，没有线号及端子定义，电气部分一旦发生问题，维修人员很难在最短的时间内准确判断出故障点。
4.机电结合部故障判断不清，由于电务维修人员不熟悉机车电路的尴尬，导致大量的结合部问题找不到具体原因，造成大量的结合部故障重复发生，干扰正常运输。
通过以上问题的分析，要解决电务维修人员在维修HXD1C型电力机车车载设备过程中存在的维修不到位问题，应建立HXD1C型电力机车车载设备仿真教学系统，通过系统的教学及实作培训来提升维修质量。
二、教学系统的设计方案
要构建HXD1C型电力机车车载设备仿真教学系统，便于系统教学及练功使用，必须在实验室模拟机车上车载设备的工作状态，比照HXD1C型电力机车车载设备的安装工艺及电气接口的连接方式，因此需要从以下几方面设计该系统。
（一）系统构架
系统构架分为车上部分、车下部分和电气部分。车上部分模拟机车车载第三方电器柜及内部设备，I、II端司机操纵台，机车均衡、制动、列车管压力，鸣笛压力；车下部分模拟速度传感器、机车信号感应接收器及配套环线发码设备；电气部分模拟机车内所有端子排安装位置及内部端子号定义，配线线号模拟机车内部配线信号定义。系统构成如图1。
（二）电气部分安装图纸
通过对机车生产厂家提供的整车电路图进行排摸，针对HXD1C型电力机车车载设备电气电路部分重新设计整合出了《HXD1C型电力机车车载设备系统接线图》（如图2）、《第三方电气柜侧面端子配线图》（如图3）、《航空插头配线图》（如图4）。
（三）材料选用
1套LKJ2000型监控装置（包括调车灯显接口盒、TAL93型通讯接线盒、TAX2箱、总线拓展盒、TSC1型列车运行数据无线传输跟踪查询系统主机、鸣笛记录接口装置、本/补切换装置、GPS-2000控制盒、速度传感器2台，压力传感器4台、鸣笛转换器6台），1套JT-C型机车信号主机（包括2架8显示信号机、4台双路接收线圈、2个接线盒、环线发码箱），第三方电气柜比照机车车载电气柜尺寸采用铝合金材料定制，I、II端操纵台、电源柜采用铝合金材料定制，航口插头4个，万科端子排4架，电缆线若干。车载电气柜、操纵台、电源柜尺寸如图5、图6、图7。
（四）安装调试
1.在练功房内安装定制好的车载设备电器柜，并按照HXD1C型机车第三方柜中的布局依次安装车载设备及相关部件，在车载设备电气柜一层右侧处安装91-X143.01、91-X143.02航空插头底座，在一层右侧内部安装92-X143.01侧面端子排，按照图3、图4中插座及端子排的定义对安装好的插头底座、端子排进行定义，并按照图2所示对车载设备到端子排、插头底座进行配线，配线时在每根电缆的连接处加装塑料防护套管并在套管上标明线号。
2.在车载设备电器柜旁边设立电源柜，电源柜内安装92-X151.05、92-X151.06端子排，侧面安装91-X151.05、91-X151.06航空插头底座，在电源柜前部安装信号电源、监控电源两个断路器，由电源逆变器变得的110V直流电送至两个断路器输入端。按照图2所示从断路器输出端至 端子排，从端子排至插头底座进行配线，配线时在每根电缆的连接处加装塑料防护套管并在套管上标明线号。
3.在I、II端操纵台上安装显示器、信号机、隔离开关，台内安装92-X111.01端子排（I端）、92-X211.01端子排（II端），按照图2所示对92-X111.01、92-X211.01端子排进行配线，配线时同样加装塑料套管并标明线号。
4.在I、II端操纵台旁安装固定支架安装I、II端机车信号感应器线圈及接线盒，按照接线盒配线定义配线，并在感应器底部架设信号发码环线，环线接入信号发码箱。
5.按照图4定义对91-X143.01、91-X143.02、91-X151.05、91-X151.06插头进行配线，并连接至相应插头底座，最后连接速度传感器、鸣笛转换器、压力传感器，如有需要可在速度傳感器处安装电机，压力传感器、鸣笛转换器处安装打风机模拟速度、压力变化情况。
6.所有设备安装到位后上电测试设备，一切工作正常后，仿真教学系统搭建完毕。
三、设计效果
通过搭建仿真教学系统，不断完善和提高HXD1C型电力机车车载设备的检修管理水平，建设符合设备运用特性的检修管理体系，根据安装设备、系统布线、模拟工作三个环节，可以对照运行机车上车载设备车上、车下工作情况，进行车载设备仿真工作实时模拟检验和故障点的诊断，为了解和掌握机车运行中车载设备常见故障提供“真实场景”，为检修人员快速处理故障时能够“对症下药”提供依据，解决了机车内部因机电结合部故障不能直观判断，造成大量结合部故障重复发生的难题。
四、应用实效
搭建仿真教学系统后，检修人员在日常工作中，利用该系统进行经常性的岗位练兵，全面了解了机车上车载设备装配规范时大量的隐蔽工程和系统接续点布线原理，提高了职工的检修水平和故障处理能力。在HXD1C型电力机车入驻嘉峪关机务段以来，共发生车载设备机电结合部工作异常信息56件，如：运行中机车信号掉码、显示屏工作电压不稳定、压力不良、机车工况“牵引”位未知等问题，职工通过仿真教学系统的日常模拟练习，在遇到这些异常信息时，快速反应，准备判断故障发生点，进行处理，确保了机车车载设备的良好使用，为运输安全生产提供了可靠保证。
参考文献：
[1] TB 10007-2006.铁路信号设计规范 [S].
[2] TB/T 2117-1990.铁路机车信号技术条件 [S].
[3] 杨志刚.LKJ2000型列车运行监控记录装置，北京：中国铁道出版社，2003.7 ISBN 7-113-05155-3.
[4] 大功率交流传动7200kW六轴货运电力机车（HXD1C）电气原理图.
[5] 邱宽民.JT1-CZ2000型机车信号车载系统[M]，北京：中国铁道出版社，2007. 140-200.