地鐵10號線門控器專用檢修平臺設(shè)計研究

李浩宇

（北京市地鐵運營有限公司運營三分公司 北京 100080）

隨著軌道交通運行里程持續(xù)擴大和整體客運量增加，高效、安全管理及維修成本逐漸成為發(fā)展北京地鐵的主要研究內(nèi)容。在針對智能檢修平臺整體運行性能進行系統(tǒng)研究基礎(chǔ)上，可以促進實現(xiàn)車輛的智能化管理，提高車輛行駛安全性。

1 北京地鐵智能檢修平臺性能分析

1.1 智能感知和維修指導(dǎo)流程

目前，北京地鐵在各個運行列車當中分別設(shè)置傳感器，對相關(guān)運行參數(shù)進行大量采集，監(jiān)測列車中核心部件的運行狀態(tài)，專業(yè)檢修人員總結(jié)數(shù)年運維經(jīng)驗和技術(shù)材料應(yīng)用經(jīng)驗，合理制定出相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和運行標準，可以針對運行列車實施自動化、實時性能變化進行遠程診斷。智能運維檢修平臺整個檢修流程具備規(guī)范化、數(shù)據(jù)化等特征，在智能運維檢修平臺順利接收相應(yīng)的故障信息后，便會按照標準業(yè)務(wù)流程把各種故障信息直接傳送到檢修中心［1］。

1.2 車輛設(shè)備評價和維修指導(dǎo)

借助智能檢修平臺，融合大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，可以準確把握車輛各種零部件的故障間隔時間，從而對車輛各個零部件維修時間、故障維修方法、維修周期、更新價值以及檢修成本等進行科學(xué)決策。按照智能檢修平臺的故障信息統(tǒng)計結(jié)果分析，合理制定影響車輛運行指標的故障率目標，并針對車輛各種隱患故障，實施專項治理工作，強化不同線路車輛綜合控制［2］。

1.3 結(jié)構(gòu)組成

門控器相關(guān)檢修平臺是實施門控器維修檢測和性能測試的專業(yè)操作平臺，包含兩個多功能示波器、1個信號轉(zhuǎn)化控制箱、1 個開關(guān)門信號自動控制器、1 套可調(diào)電源，其主要以信號轉(zhuǎn)接控制設(shè)備為核心，以示波器作為基礎(chǔ)檢測手段，對比門控器總成參照物綜合集成平臺。門控器檢修平臺同時包括手控開關(guān)門信號、車門開關(guān)集控信號、開關(guān)門指示、鎖閉指示、開關(guān)門電機等基礎(chǔ)負載，可以在0 速信號條件下針對開關(guān)門實施全面對比檢測的系統(tǒng)裝置［3］。

2 北京地鐵10號線門控器運行狀況分析

北京地鐵10號線的首期車輛控制器應(yīng)用時間初步超出8年，二期門控制器的使用時間已經(jīng)超出4年。隨著設(shè)備應(yīng)用時間持續(xù)增加，城市軌道交通中的各種車輛門控制系統(tǒng)元件開始產(chǎn)生應(yīng)用性能下降與老化等問題，門控制器的故障幾率呈現(xiàn)出不斷提升的趨勢，門控器故障自身故障問題所形成的車輛晚點和封門問題數(shù)量進一步增加。當下，我國地鐵車輛的門控器試驗、檢測維修操作普遍是以委托外部廠家為主，在廠家維修能力和技術(shù)水平等因素影響下，通常會導(dǎo)致產(chǎn)品儲備不足以及門控器重復(fù)檢修等現(xiàn)象。為此，需要積極研發(fā)門控器檢修平臺，保障控制器實現(xiàn)自主維護檢修［4］。

3 北京地鐵10號線門控器檢修

3.1 故障檢測

城市軌道交通系統(tǒng)中的車輛門控器整體檢修操作屬于一種系統(tǒng)性任務(wù)，為此，需要率先了解檢修平臺組成結(jié)構(gòu)和具體功能，方便保障門控器操作安全性。門控器相關(guān)檢修平臺設(shè)計需要聯(lián)系車門具體檢修需求，綜合考慮車門故障實施準確判斷分析，聯(lián)系門控器對應(yīng)芯片級實施合理維修，加強門控器深度檢修。門控器對應(yīng)檢修平臺架構(gòu)如圖1所示。

結(jié)合圖1分析，門控器整體檢修工作可以進一步細分為3個部分，分別是性能檢測、三防處理及故障檢測。故障檢修中，需要率先從操作臺實施清理、拆解，等待結(jié)束清理工作后，判斷門控器的主要故障類型，同時，利用示波器和萬用表來檢測具體故障點，能夠及時發(fā)現(xiàn)斷路和短路部位的所處位置及信號異常部位。最后，聯(lián)系實際故障狀況，設(shè)計針對性的維修方案，及時替換整板和零部件。假如需要替換部件，需要針對相關(guān)部位實施合理復(fù)測，等待正常復(fù)測結(jié)果，才能順利融入三防處理環(huán)節(jié)［5］。

圖1 門控器檢修平臺組成架構(gòu)

3.2 三防處理

三防處理過程中，在結(jié)束板卡的復(fù)測工作后，需要面向整個板卡噴灑熒光式的三防漆，保證整個線路板和各個部件不會被環(huán)境所侵蝕。結(jié)束噴涂處理后，利用紫外線直射涂層，使檢測涂層對板卡的全面覆蓋。后期，利用自動點膠設(shè)備，聯(lián)系小型空壓機，針對其中的關(guān)鍵部位，實施點膠處理，保證表層的良好絕緣性和光滑性。最后，需要合理安裝門控器板卡。

3.3 性能測試

性能測試環(huán)節(jié)，為保證不同工況下板卡的穩(wěn)定應(yīng)用性能，需要合理開展性能測試工作。性能測試中，對于溫度、濕度控制及靜電防護提出較高要求。相關(guān)技術(shù)人員與運維人員在順利通過靜電、放電檢測達標后，才能正式進入運行區(qū)域。技術(shù)人員在具體實踐操作中，需要合理佩戴防靜電手環(huán)，如此才能實施電路板作業(yè)。性能測試中，應(yīng)該將濕度控制在30%～60%，把溫度狀態(tài)控制在20～30℃，并借助專門設(shè)備檢測整個環(huán)境的濕度和溫度狀態(tài)，使整個運行環(huán)境維持一種穩(wěn)定的溫濕度狀態(tài)，保障整個運行環(huán)境符合防靜電運行要求。

4 北京地鐵10號線門控器自主檢修平臺性能檢測

4.1 振動試驗

為合理檢驗門控器是否滿足具體運行要求，需要針對門控器實施振動試驗、環(huán)境試驗和自動循環(huán)試驗。按照軌道交通、機車車輛設(shè)備、振動和沖擊試驗標準要求，以及機車車輛電子與軌道交通要求，率先面向同一方向?qū)嵤╇S機振動量級強化壽命試驗，各個方向分別5h，總計15h，隨后展開沖擊試驗，不同方向的正、反面分別實施3次沖擊，沖擊次數(shù)總計達到18次。最后，開展隨機功能性振動試驗，根據(jù)B級試驗等級，對振動幅度和振動頻率實施準確試驗，不同方向至少維持10min。試驗結(jié)果需要滿足具體規(guī)范要求。

4.2 環(huán)境試驗

按照北京地鐵部門相關(guān)規(guī)范標準，門控器的運行環(huán)境標準溫度要求在-25～40℃，電器柜中的空氣溫度維持在-25～45℃。但在實際運行中，電器柜中的空氣溫度通常達到了-25～70℃。按照通風(fēng)方式，各個裝置的分布形式，門控器最終性能試驗溫度如表1所示。

表1 環(huán)境試驗溫度控制

表1中，各種試驗條件需要符合電子電工產(chǎn)品運行環(huán)境試驗具體規(guī)定要求，同時，在對應(yīng)試驗條件下，最終功能測試結(jié)果應(yīng)該滿足軌道交通車輛電子裝置的規(guī)定要求。

4.3 自動循環(huán)試驗

正線運行車輛對應(yīng)門控制器和門系統(tǒng)在整體改造、維護以及檢修中，應(yīng)該針對門系統(tǒng)實施多次開關(guān)門試驗。門控器相關(guān)檢修平臺可以借助自動循環(huán)試驗裝置充當開關(guān)門的專門試驗設(shè)備，該種試驗設(shè)備能夠有效應(yīng)用于車輛試驗檢測中，配合相應(yīng)的臺架設(shè)備于實驗室內(nèi)實施開關(guān)門試驗。自動循環(huán)試驗整體組成結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。

圖2 門控器自動循環(huán)試驗信號

自動循環(huán)試驗裝置對應(yīng)連接信號包括五路，對應(yīng)110V供電信號代表電源信號，開門部位傳輸?shù)男盘栴愋褪羌亻_門信號，關(guān)門部位傳輸信號屬于集控關(guān)門信號。自動循環(huán)試驗裝置能夠?qū)囕v設(shè)備管理系統(tǒng)實施綜合模擬，并傳輸開門和關(guān)門集成信息，檢測運行車輛對應(yīng)綠色環(huán)線輸出端的運行信號，監(jiān)測整部列車于開關(guān)操作中是否保持動作連續(xù)性和準確性。數(shù)千次的試驗中，不存在故障報告，證明門控器對應(yīng)板卡操作性能達標。如果推出故障報告，對應(yīng)監(jiān)測平臺可以結(jié)合故障類型重返故障診斷環(huán)節(jié)，并實施重新修正和檢測。

5 北京地鐵10號線門控器板卡檢測

5.1 程序燒錄

程序燒錄環(huán)節(jié)中，可以把直流穩(wěn)壓電源對應(yīng)運行電壓直接調(diào)節(jié)至110V，同時，順利連接各種門控器和測量設(shè)備，借助標準接口直接連接控制器板卡和計算機設(shè)備，針對門控器板卡實施充電，對程序版本實施準確讀取，便可以實施程序燒錄工作。

5.2 軟硬件測試

針對電源模塊傳輸電壓進行檢測中，等待門控器對應(yīng)板卡充電后表面的電源指示燈便會自動點亮，順利啟動門控器相關(guān)運維檢修平臺，通過萬用表以及示波器對電源板塊的電壓輸出狀態(tài)進行檢測，分析運行電壓是否正常、穩(wěn)定。針對輸入回路部位實施電路信號檢測中，相關(guān)檢測面板如圖3所示。

圖3 檢測信號輸入控制面板

在其中的按鈕2維持按下狀態(tài)中，需要把按鈕1的運行電壓調(diào)節(jié)中低電平狀態(tài)，小于0.4V。在將按鈕2松開后，則按鈕1對應(yīng)電壓為高電平狀態(tài)，整體電壓范圍在3.6～5.05V。按照既定順序點，不同按鈕實施全面檢測。

對輸出回路中的運行電路實施綜合檢測中，可以按下門控器板卡中對應(yīng)復(fù)位按鈕，促進門控器板卡在順利復(fù)位后直接轉(zhuǎn)化成測試狀態(tài)，能夠有效檢測輸出回路電壓狀態(tài)。各路信號的傳輸回路標準運行電壓在108～110V，調(diào)節(jié)示波器運行電壓至5V，調(diào)節(jié)示波器運行周期至100μs，隨后，借助示波器對上述兩種按鈕對應(yīng)脈沖信號變化波形實施全面檢測。其中，編碼器整體回路檢測步驟保持一致狀態(tài)。

針對通信電路的信號傳輸回路實施綜合檢測中，需要進一步連接模擬TMS及通信測試線，正式供電后，對電路板內(nèi)各種數(shù)碼管小點及TMS中數(shù)碼管相關(guān)數(shù)值進行觀察分析，判斷閃爍均勻度。

5.3 整機檢測

整機檢測中，應(yīng)該保障門控器外殼維持一種干凈整潔狀態(tài)，不存在任何污漬，并根據(jù)圖紙部位進行合理粘貼，避免產(chǎn)生破損、鼓包及起邊問題，減少插件斷裂和損壞，提升整體接觸可靠性。通過實例檢測分析，按照上述檢測方法，針對北京地鐵10號線中某一門控器板卡實施質(zhì)量檢測。最終檢測結(jié)果證明，該批門控器保持正常運行指標，適合正線運行［6］。

6 結(jié)語

綜上所述，通過系統(tǒng)研究北京地鐵10號線門控器檢修平臺，總結(jié)相關(guān)維修管理模式，可以促進車輛實現(xiàn)安全運行和智能化管理，同時，在均衡檢修和狀態(tài)檢修基礎(chǔ)上，使車輛關(guān)鍵部位實現(xiàn)精確診斷和智能感知，借助規(guī)范化、信息化和智能化操作流程，指導(dǎo)車輛的科學(xué)檢修和應(yīng)用，為車輛安全運行保駕護航。