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”規劃的到來，我國地鐵行業進入高速發展時期，地鐵網絡化運營已成為趨勢。而時刻保持健康狀態的設備系統是地鐵運營安全的基礎和前提，因此，提高設備系統的安全性是目前地鐵需要重視的問題。

【關鍵詞】地鐵運營；列車信號；故障

引言：

隨著我國科技經濟等國力水平的飛速發展，城市化進程日益加快，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，從而導致交通需求的加劇，對城市的交通功能提出了更高的挑戰與要求。目前，世界各地都存在著城市交通擁堵、交通事故頻發、大氣環境污染等現象，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，優先發展公共交通，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。地鐵具有準時快速、節約能源、安全便捷、運量大、全天候、較為環保等特點，符舍可持續發展的原則，己成為大中型城市解決環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展地鐵運營。

1故障診斷及其顯示

故障診斷系統對以下各系統進行診斷：牽引控制單元DCU、氣制動電子控制單元ECU、空調控制單元、輔助系統（包括DC/AC逆變器和DC/DC變換器）、車門、空壓機、診斷系統本身。其中故障診斷系統從DCU得到的信號除故障信號外，還有空轉信號和一些模擬量的實際值，如網壓、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、受電弓狀態、主風缸壓力狀態和半自動車鉤的連接等，這些信號主要是作為環境參數出現的。

2地鐵列車故障記錄管理系統總體結構

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

2.1數據導入模塊

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

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生故障時所一記錄的一些基本故障信息。可按檢索條件對故障進行查詢，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行修改、刪除、打印等操作。

2.3故障分析模塊

該模塊負責對歷史記錄的數據進行篩選分析，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生的可能故障原因，及提供給檢修人員相應的處理方法或意見。

2.4故障統計模塊

該模塊對歷史記錄中的故障數據進行統計分析，按照幾大功能部件進行分類，可統計任意指定時間段內部件發生故障的次數及其所占總故障數的百分比，從而了解故障在列車運行中的分布情況，確定多發故障的類型和部件，為日后列車的運行保養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故障數據導入模塊設計

由于地鐵列車在運行過程中會產生大量的故障數據，這些故障數據作為地鐵列車故障管理系統的原始數據，需要記錄故障發生的時間、故障代碼、故障設備、發生故障的車號及故障等級等信息，在列車運行結束后及時保存到數據庫中，以便系統進行數據管理及維修人員的查詢使用。

3.2故障數據查詢模塊設計

本部分可以實現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行檢索。本程序給出了三種組合檢索方式，分別為按故障設備檢索和按故障等級檢索及按時間檢索等。在按故障設備檢索下拉單菜單中可以選擇DCU，ECU，A/C1，A/C2，DC/DC，DC/AC、主風缸、空氣壓縮機、ATO，ATP、顯示器、CFSU，KLIP，車門等設備；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年中任選一年份進行查詢。當然也可以將這三種檢索條件進行組合操作。當發現故障信息有誤時可以對故障記錄進行刪除、修改，并能與打印機連接打印當前顯示的故障信息，方便維修人員的參考和分析。

3.3故障數據統計模塊設計

該部分可以對歷史記錄中的故障數據進行統計分析。界面由時間選擇、故障部件、故障次數、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，通過下拉框對需要統計故障次數的時間段進行選定，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、制動系統、空調系統、輔助系統、供氣系統、自動控制系統、診斷系統、車門系統等列車的主要八大功能進行部件分類。故障次數依據所導入的故障數據在指定時間段內進行累計求和計算。百分比顯示的是在指定時間段內對應部件發生故障的次數占總故障數目的比例，并通過系統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，以便確定多發故障的類型和部件，為日后列車的運行保養日常維修提供寶貴信息。

3.4故障數據分析模塊設計

該模塊負責對歷史記錄的數據進行篩選分析，通過對故障部件的選擇，便可看到造成該故障發生的可能故障原因，以及提供給檢修人員相應的處理方法或意見，其中處理意見根據在以前維修工作中的維修經驗編寫。

結束語：

綜上所述，地鐵雖然擁有許多優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，地鐵運營系統中出現工作人員違規操作或者設備設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絡造成較大影響。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務之急。同時，提高地鐵設備因素的安全性，是目前急需要解決和面對的問題。

參考文獻：

[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險評價模型研究[J].中國安全科學學報，2007，17（10）：156-159.

（作者單位：成都地鐵運營有限公司）