地鐵運營列車信號故障的診斷與探討研究

劉洋

【摘 要】隨著“十三五”規(guī)劃的到來，我國地鐵行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展時期，地鐵網(wǎng)絡(luò)化運營已成為趨勢。而時刻保持健康狀態(tài)的設(shè)備系統(tǒng)是地鐵運營安全的基礎(chǔ)和前提，因此，提高設(shè)備系統(tǒng)的安全性是目前地鐵需要重視的問題。

【關(guān)鍵詞】地鐵運營；列車信號；故障

引言：

隨著我國科技經(jīng)濟等國力水平的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程日益加快，機動化水平不斷提高，帶來了大中型城市人口的不斷上漲。城市居民的出行強度和頻率也在不停增長，從而導(dǎo)致交通需求的加劇，對城市的交通功能提出了更高的挑戰(zhàn)與要求。目前，世界各地都存在著城市交通擁堵、交通事故頻發(fā)、大氣環(huán)境污染等現(xiàn)象，尤其是我國大部分城市在近幾年深受“霧霆”的困擾。同時北京、廣州、深圳、上海等大城市的人口趨于飽和、交通擁堵等問題日益嚴(yán)峻，雖然采取了一系列措施，但仍然無法從源頭上解決這些棘手的問題。實踐表明，優(yōu)先發(fā)展公共交通，形成以軌道交通為骨干的綜合交通體系，是解決大城市交通問題的必由之路。地鐵具有準(zhǔn)時快速、節(jié)約能源、安全便捷、運量大、全天候、較為環(huán)保等特點，符舍可持續(xù)發(fā)展的原則，己成為大中型城市解決環(huán)境污染與交通擁堵等問題的首選交通方式。因此，全國各城市都在大力發(fā)展地鐵運營。

1故障診斷及其顯示

故障診斷系統(tǒng)對以下各系統(tǒng)進(jìn)行診斷：牽引控制單元DCU、氣制動電子控制單元ECU、空調(diào)控制單元、輔助系統(tǒng)（包括DC/AC逆變器和DC/DC變換器）、車門、空壓機、診斷系統(tǒng)本身。其中故障診斷系統(tǒng)從DCU得到的信號除故障信號外，還有空轉(zhuǎn)信號和一些模擬量的實際值，如網(wǎng)壓、牽引力和速度。110V DC控制電路的信號主要有牽引方向、牽引/制動命令、運行模式、高速斷路器狀態(tài)、受電弓狀態(tài)、主風(fēng)缸壓力狀態(tài)和半自動車鉤的連接等，這些信號主要是作為環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)的。

2地鐵列車故障記錄管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要包括四大功能模塊，分別為故障記錄導(dǎo)入模塊、故障記錄查詢模塊、故障記錄分析模塊及故障記錄統(tǒng)計模塊，還配有系統(tǒng)設(shè)置（包括用戶管理、幫助）等輔助功能，為系統(tǒng)易于操作、完善管理提供了保障。

2.1數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊

該模塊供維修人員將列車運行過程中產(chǎn)生的故障記錄文件（包括列車運行中所產(chǎn)生的故障信息、數(shù)據(jù)文件及一些事件的說明信息）導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中作為系統(tǒng)故障分析的原始數(shù)據(jù)。

2.2故障查詢模塊

該模塊供維修人員瀏覽和查詢地鐵列車運行過程中產(chǎn)生故障時所一記錄的一些基本故障信息?？砂礄z索條件對故障進(jìn)行查詢，其中記錄檢索包括按故障部件檢索、按故障等級檢索以及按時間檢索等。同時對所顯示的故障信息記錄可進(jìn)行修改、刪除、打印等操作。

2.3故障分析模塊

該模塊負(fù)責(zé)對歷史記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分析，維修人員只要通過對故障部件的選擇，便可看到造成該故障發(fā)生的可能故障原因，及提供給檢修人員相應(yīng)的處理方法或意見。

2.4故障統(tǒng)計模塊

該模塊對歷史記錄中的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，按照幾大功能部件進(jìn)行分類，可統(tǒng)計任意指定時間段內(nèi)部件發(fā)生故障的次數(shù)及其所占總故障數(shù)的百分比，從而了解故障在列車運行中的分布情況，確定多發(fā)故障的類型和部件，為日后列車的運行保養(yǎng)日常維修提供寶貴信息。

3地鐵列車故障記錄管理軟件

3.1故障數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊設(shè)計

由于地鐵列車在運行過程中會產(chǎn)生大量的故障數(shù)據(jù)，這些故障數(shù)據(jù)作為地鐵列車故障管理系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，需要記錄故障發(fā)生的時間、故障代碼、故障設(shè)備、發(fā)生故障的車號及故障等級等信息，在列車運行結(jié)束后及時保存到數(shù)據(jù)庫中，以便系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理及維修人員的查詢使用。

3.2故障數(shù)據(jù)查詢模塊設(shè)計

本部分可以實現(xiàn)對地鐵列車歷史故障記錄的查詢，并可通過不同的檢索方式對歷史故障進(jìn)行檢索。本程序給出了三種組合檢索方式，分別為按故障設(shè)備檢索和按故障等級檢索及按時間檢索等。在按故障設(shè)備檢索下拉單菜單中可以選擇DCU，ECU，A/C1，A/C2，DC/DC，DC/AC、主風(fēng)缸、空氣壓縮機、ATO，ATP、顯示器、CFSU，KLIP，車門等設(shè)備；在按故障等級檢索下拉菜單中可以選擇一級故障、二級故障、三級故障等三個等級；按時間檢索下拉菜單中可以在2001-2007年中任選一年份進(jìn)行查詢。當(dāng)然也可以將這三種檢索條件進(jìn)行組合操作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障信息有誤時可以對故障記錄進(jìn)行刪除、修改，并能與打印機連接打印當(dāng)前顯示的故障信息，方便維修人員的參考和分析。

3.3故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊設(shè)計

該部分可以對歷史記錄中的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。界面由時間選擇、故障部件、故障次數(shù)、比例圖形、百分比等五個部分組成。在頁面最上方為時間選擇，通過下拉框?qū)π枰y(tǒng)計故障次數(shù)的時間段進(jìn)行選定，并提供按日期及按月份兩種選擇方式。故障部件按照牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、車門系統(tǒng)等列車的主要八大功能進(jìn)行部件分類。故障次數(shù)依據(jù)所導(dǎo)入的故障數(shù)據(jù)在指定時間段內(nèi)進(jìn)行累計求和計算。百分比顯示的是在指定時間段內(nèi)對應(yīng)部件發(fā)生故障的次數(shù)占總故障數(shù)目的比例，并通過系統(tǒng)自動生成條狀比例圖形，維修人員可以更加直觀的了解在列車運行中故障的分布情況，以便確定多發(fā)故障的類型和部件，為日后列車的運行保養(yǎng)日常維修提供寶貴信息。

3.4故障數(shù)據(jù)分析模塊設(shè)計

該模塊負(fù)責(zé)對歷史記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分析，通過對故障部件的選擇，便可看到造成該故障發(fā)生的可能故障原因，以及提供給檢修人員相應(yīng)的處理方法或意見，其中處理意見根據(jù)在以前維修工作中的維修經(jīng)驗編寫。

結(jié)束語：

綜上所述，地鐵雖然擁有許多優(yōu)點但是也存在著潛在安全隱患。地鐵的安全問題一直是世界討論的熱點問題，地鐵運營系統(tǒng)中出現(xiàn)工作人員違規(guī)操作或者設(shè)備設(shè)施故障等因素會造成列車延誤或者被迫中斷運營等的事故，影響市民正常出行的同時也會對整個城市交通網(wǎng)絡(luò)造成較大影響。因此，確保乘客安全、快捷和舒適的出行，提高城市軌道交通運營安全水平己是當(dāng)務(wù)之急。同時，提高地鐵設(shè)備因素的安全性，是目前急需要解決和面對的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]施嘉申，錢雪軍，趙惠祥.基于初步危害分析的地鐵運營系統(tǒng)安全性分析[J].地鐵運營研究，2006，9（1）：11-13.

[2]代寶乾，汪彤，秦躍平等.基于事故理論的地鐵運營風(fēng)險評價模型研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2007，17（10）：156-159.

（作者單位：成都地鐵運營有限公司）