廣州地鐵四號線L5型車ATO對標(biāo)不準(zhǔn)問題分析

王 健 唐鵬飛 李少帥

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

為保證列車高效運行、降低司機的工作強度，現(xiàn)代軌道交通車輛普標(biāo)采用自動駕駛（ATO）模式。由于站臺都配置了屏蔽門系統(tǒng)，為了方便乘客上下車，使用ATO駕駛模式進(jìn)行車站站臺對標(biāo)的要求更高。通常，列車?？空九_精度為±0.3 m時，準(zhǔn)確率要求為99.99%；列車?？空九_精度為±0.5 m時，準(zhǔn)確率要求達(dá)到99.998%[1]。L5型車是廣州地鐵為了四號線南延段開通采購的增購車型，其自2017年9月試運營以來多次出現(xiàn)ATO對標(biāo)不準(zhǔn)問題。

1 故障統(tǒng)計

2017年10月2日至2017年11月3日，四號線L5型車?yán)塾嬌暇€運營列車16列，共出現(xiàn)對標(biāo)不準(zhǔn)故障221次，其中沖標(biāo)故障21次，欠標(biāo)故障200次，如圖1所示。

圖1 列車對標(biāo)不準(zhǔn)總數(shù)統(tǒng)計

從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，四號線L5型車目前總體表現(xiàn)為欠標(biāo)故障較多，本文主要針對欠標(biāo)問題進(jìn)行分析。

1.1 列車欠標(biāo)車站分布統(tǒng)計分析

針對各車站對標(biāo)不準(zhǔn)問題，統(tǒng)計情況如圖2所示。欠標(biāo)較嚴(yán)重的車站為廣隆下行、新造上行、低涌下行、黃村折返線2道、東涌上行。其中廣隆下行31次，占欠標(biāo)總次數(shù)的15.5%；新造上行28次，占欠標(biāo)總次數(shù)的14%；低涌下行27次，占欠標(biāo)總次數(shù)的13.5%；黃村折返線2道25次，占欠標(biāo)總次數(shù)的12.5%；東涌上行19次，占欠標(biāo)總次數(shù)的9.5%。

圖2 對標(biāo)不準(zhǔn)車站分布圖

上述欠標(biāo)較多的車站中，黃村折返線2道、新造上行小交路折返后存在斷電區(qū)，廣隆下行、低涌下行、東涌上行進(jìn)站前存在感應(yīng)板不連續(xù)情況。

1.2 列車欠標(biāo)車號分布統(tǒng)計分析

針對列車對標(biāo)不準(zhǔn)各車號分布不均，統(tǒng)計情況如圖3所示。欠標(biāo)較多的車輛中，083084車欠標(biāo)41次，占欠標(biāo)總數(shù)的20.5%；其次為071072車欠標(biāo)18次，占欠標(biāo)總數(shù)的9%；其余列車欠標(biāo)次數(shù)分布較為平均。由于083084、071072車較其他列車上線試運營早，投入試運營時間長，因此欠標(biāo)總數(shù)比其他列車多。同時各列車上線運行次數(shù)和時間不同，多數(shù)車欠標(biāo)次數(shù)總體較為平均，故認(rèn)為列車對標(biāo)不準(zhǔn)與列車號無必然的聯(lián)系。

圖3 對表不準(zhǔn)車號分布圖

1.3 列車對標(biāo)不準(zhǔn)日期統(tǒng)計分析

L5型車2017年10月14日后，上線試運營車數(shù)開始逐漸增多，目前投入試運營的車輛共計16列。從列車對標(biāo)不準(zhǔn)日期分布圖可以看到，列車對標(biāo)不準(zhǔn)日期分布情況無明顯規(guī)律，如圖4所示。

2 欠標(biāo)問題分析

根據(jù)統(tǒng)計分析情況可以看出：

2.1 欠標(biāo)問題與車站有關(guān)

對標(biāo)不準(zhǔn)問題較嚴(yán)重的車站為廣隆下行、新造上行、低涌下行、黃村折返線2道、東涌上行。欠標(biāo)問題與車站相關(guān)聯(lián)的因素主要為感應(yīng)板不連續(xù)問題和斷電區(qū)問題。

2.2 欠標(biāo)問題與軟件版本有關(guān)

（1）斷電區(qū)欠標(biāo)主要原因為列車經(jīng)過斷電區(qū)時電制動力缺失，導(dǎo)致列車速度較高，ATO控制級位加大，經(jīng)過斷電區(qū)后列車按照ATO級位輸出制動力較大，最終導(dǎo)致欠標(biāo)。通過更新ATO軟件版本調(diào)整特定車站的停車偏移量，使之得到有效改善。

（2）存在感應(yīng)板不連續(xù)的車站，前期通過修改牽引系統(tǒng)軟件，增加了對進(jìn)站前感應(yīng)板不連續(xù)線路的識別。目前牽引系統(tǒng)軟件邏輯控制程序版本為V1.0.5，對于感應(yīng)板不連續(xù)線路的判斷邏輯仍采用V1.0.3版本，具體判斷邏輯為：

圖4 列車對標(biāo)不準(zhǔn)日期分布圖

當(dāng)以下條件都成立時，牽引系統(tǒng)判斷線路感應(yīng)板不連續(xù)：

1）22 km/h≤列車速度≤55 km/h；

2）制動手柄級位＞90%；

3）兩個架的牽引逆變器都在工作；

4）兩個架的直流電流差值的絕對值＞30 A持續(xù)0.2 s。

進(jìn)入感應(yīng)板不連續(xù)模式后，電機電流按1.0倍發(fā)揮，反饋給制動系統(tǒng)的實際電制動力為0.72倍，制動系統(tǒng)補充28%的制動力。

當(dāng)兩個架的直流電流差值的絕對值＜20 A持續(xù)0.8 s后，牽引系統(tǒng)退出線路感應(yīng)板不連續(xù)模式。

該版本軟件雖然一定程度上改善了感應(yīng)板不連續(xù)線路的欠標(biāo)問題，但仍未從根本上解決問題。下面以2017年10月26日低涌下行欠標(biāo)情況為例進(jìn)行分析。

通過分析ER數(shù)據(jù)，車輛在通過感應(yīng)板不連續(xù)線路前期時，由于牽引系統(tǒng)判斷感應(yīng)板不連續(xù)線路需要時間，同時氣制動補充也會滯后一些，整車制動力偏小，信號系統(tǒng)一直在加大控制級位，如圖5所示。當(dāng)空氣制動力建立起來后，會存在與電制動力疊加的情況（牽引軟件判斷出感應(yīng)板不連續(xù)線路后，按100%的功率發(fā)揮電制動力）。

圖5 低涌下行欠標(biāo)100 cm

信號系統(tǒng)檢測到車輛速度變化太快時，就會減小控制級位，由于此時車輛還處于感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間，隨后控制級位再次增大到100%級位，致使車輛速度變化較大，信號系統(tǒng)隨后慢慢降低級位，最終導(dǎo)致車輛欠標(biāo)。

另外，查看2017年10月26日測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，個別對標(biāo)不準(zhǔn)車站在停車階段ATO輸出存在惰行時間。

東涌下行感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間不在停車階段，停車階段車輛速度約33 km/h時ATO輸出惰行3 s左右，隨后信號系統(tǒng)控制停車，如圖6所示。在此期間可以嘗試增加制動級位，降低車輛進(jìn)站時的速度，提高ATO對標(biāo)精度。

圖6 東涌下行欠標(biāo)130 cm

3 后續(xù)措施

目前存在欠標(biāo)較多的主要為進(jìn)站前感應(yīng)板存在不連續(xù)的車站，解決該問題的關(guān)鍵是要減小在感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間電制動力與空氣制動力疊加的情況，以減小ATO控制級位波動，避免出現(xiàn)ATO輸出100%制動級位的情況。廠家通過修改牽引軟件參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)：

（1）在感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間，電制動力修改為按95%發(fā)揮（原為按100%發(fā)揮）；

（2）在感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間，反饋給制動系統(tǒng)的實際電制動力為0.72倍，該參數(shù)也可考慮作適當(dāng)修改。

4 結(jié)語

列車對標(biāo)異常問題一直是困擾地鐵列車與信號系統(tǒng)的重大疑難問題，L5型車對標(biāo)問題需要車輛和信號配合，共同研究解決。

[1]王道敏.ATO站臺精確停車功能實現(xiàn)的制約因素分析[J].鐵道通信信號工程技術(shù)，2012，9（4）：41-43，61.