車載ATC的故障診斷研究

魏艷春

摘 要：隨著城市經(jīng)濟快速發(fā)展，城市軌道交通的出現(xiàn)在很大程度上緩解了城市交通的壓力。但是在地鐵交通運行當(dāng)中，地鐵車輛ATC系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障問題，這些故障會威脅著地鐵交通運行安全進(jìn)而威脅乘客的生命。為了更好地保障城市軌道交通車輛的安全行駛和正常運行，本文結(jié)合杭州地鐵1號線進(jìn)一步探討ATC系統(tǒng)故障及解決方案和改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：ATC系統(tǒng);ATP系統(tǒng);故障診斷

一、車載ATC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

車載ATC系統(tǒng)就是列車自動控制系統(tǒng)，ATC系統(tǒng)基于通信信號技術(shù)的列車全自動控制系統(tǒng)。當(dāng)?shù)罔F列車車輛在軌道上運行，工作的時候這一個信號系統(tǒng)扮演著十分重要的角色，它就是列車運行的大腦神經(jīng)，該技術(shù)的發(fā)展主要是伴隨著通信技術(shù)發(fā)展而來，尤其是無線電技術(shù)的快速發(fā)展。

杭州地鐵一號線信號系統(tǒng)采用的是較為先進(jìn)的基于速度信息的ATC自動控制系統(tǒng)它是一套相對完整的ATC系統(tǒng)，這套系統(tǒng)包括ATO列車自動運行，ATP列車自動防護(hù)以及ATS列車自動監(jiān)控三個子系統(tǒng)具有高度的集成和可靠性。此系統(tǒng)采用的是速度命令信息是通過軌道電路傳送給中央運輸指揮調(diào)度室。

（一）ATS自動監(jiān)控系統(tǒng)

ATS系統(tǒng)是集合了列車的調(diào)度運行設(shè)備的監(jiān)督控制，基于計算機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ATS的子系統(tǒng)。

ATS系統(tǒng)是一套現(xiàn)代化的全自動列車監(jiān)控系統(tǒng)，它集合了信號與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，車載高速計算機與數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)，現(xiàn)代化的高速高質(zhì)量數(shù)據(jù)通信分布式的實時控制與監(jiān)督系統(tǒng)，AGS系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)與ATS子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)配合，同時運行共同參與了對地鐵運營列車的控制和設(shè)備監(jiān)控。

（二）ATP自動防護(hù)系統(tǒng)

自列車自動保護(hù)系統(tǒng)是確保列車運行時速不超過設(shè)定目標(biāo)速度的安全控制保護(hù)系統(tǒng)，它是ATC的系統(tǒng)的重要紫系統(tǒng)也是一種確保列車安全，防止列車超速的關(guān)鍵主要設(shè)備。

（三）ATO自動運行系統(tǒng)

ATO系統(tǒng)是列車自動運行系統(tǒng)，它的主要功能是實現(xiàn)對列車運行速度的自動控制調(diào)整，以及為了方便在車站準(zhǔn)確停車的列車自動控制子系統(tǒng)，ATO作為ATS的主要子系統(tǒng)的功能，為自動廣播按照預(yù)先編設(shè)好的程序在車站定點定位停車控制，列車運行模式控制，列車進(jìn)站減速控制，列車出站加速控制，列車區(qū)間隧道定速巡航控制。

（四）移動閉塞系統(tǒng)

為了控制移動中的先行列車與后續(xù)列車的距離，以及進(jìn)入條件并且基于通信方式自動設(shè)定閉塞方式，這種方式我們稱之為移動閉塞，這種閉塞方式主要，為了保證后續(xù)列車有適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)距離，再加上其最高速度的制動距離，所以導(dǎo)致其閉塞制式，列車間的間隔并不統(tǒng)一，從原本的固定時間閉塞，改成固定距離閉塞。

二、車載ATC系統(tǒng)常見的故障

在車載ATC系統(tǒng)正常運行當(dāng)中，由于ATC系統(tǒng)下轄多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)又下轄多臺設(shè)備，所以當(dāng)一臺設(shè)備或者一個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，就容易導(dǎo)致整個ATC系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題。會導(dǎo)致諸如列車數(shù)據(jù)完整性丟失報警，地鐵向前溜放或者向后溜動，列車移動超速，列車基準(zhǔn)位置不確定性過大，最為嚴(yán)重的是發(fā)生列車信號丟失，如果超過五秒沒有信號杭州地鐵列車所自帶的軟件就會對列車進(jìn)行緊急制動，嚴(yán)重影響行車效率。

（一）地鐵列車與地面控制通信故障

列車與地面控制的通信主要依賴無線電通訊系統(tǒng)，一般的城軌列車的通訊模塊包含首尾的DCS天線，兩個調(diào)制解調(diào)器，兩套系統(tǒng)互相促進(jìn)，互相更正，互為100%冗余備份，但也存在列車兩個無線通訊系統(tǒng)全部出現(xiàn)故障的可能性。

若車輛所載的無線電通訊系統(tǒng)正常，當(dāng)正常行駛的列車在站臺正常?？恐畷r，如果地鐵列車司機從調(diào)度中心接受到了關(guān)于前方區(qū)間段出現(xiàn)無線電通訊故障的調(diào)度通知，地鐵列車有兩種選擇，第一如果此車為無人駕駛車輛，那就必須在此車站等待區(qū)間通信信號設(shè)備搶修完畢后再通過，另一種是如果此列地鐵列車為有人駕駛司機通過主動操作平臺上的，主動操縱按鍵實行強制的BM模式。

（二）城軌列車緊急制動出現(xiàn)故障

在地鐵車輛的ATC系統(tǒng)出現(xiàn)故障，頻率最高的原因也是因為地鐵車輛的緊急制動。導(dǎo)致此類故障的原因相當(dāng)復(fù)雜，地鐵司機的失誤操作同樣會導(dǎo)致列車的緊急制動。如果發(fā)生了緊急制動事故，會對整個乘車運營管理調(diào)度秩序產(chǎn)生巨大影響。

一旦出現(xiàn)緊急制動故障之時，信號和車輛的運營檢修人員應(yīng)該快速到達(dá)現(xiàn)場，并且檢查列車的緊急制動螺栓是否被拔起，兩個部件的連接處是否存在粘連現(xiàn)象？完成以上兩部檢查之后可以進(jìn)行重啟，清空車載ETC設(shè)備的緩存，重新啟動列車。但如果重啟了車載ETC設(shè)備之后，緊急制動仍然無法停止，就需要使用工程搶險，救援車將卡死的列車掛上負(fù)重輪拖回檢修車庫。

（三）停車超范圍故障

我國地鐵車站一般采用屏蔽門設(shè)計，來防止乘客失足跌落帶電的區(qū)間軌道。城軌車輛的停車精度一般被要求控制在0.5米之內(nèi)，在此誤差范圍內(nèi)乘客才能安全的出入車廂，否則容易使乘客跌入車站與站臺之間的縫隙處產(chǎn)生危險。

（四）列車運行途中故障折返信息故障

每條地鐵線路有兩條正線構(gòu)成的一個環(huán)形回路，為了防止故障在終點處以及線路中間的地方，會設(shè)有折返線以及存車線專門供列車改變上下行，類似于詹天佑設(shè)計的人字形鐵路設(shè)計。

在地鐵列車正常實踐運營當(dāng)中，他的客運能力很大程度上取決于列車的折返能力，這樣在高峰時段可以盡快將人多地區(qū)的乘客輸送到指定位置。如果地鐵列車車載的ATC系統(tǒng)信號反饋出現(xiàn)問題，地鐵列車將無法進(jìn)入折返線，即使進(jìn)入折返線以后也難以實現(xiàn)自動折返線，需要地鐵司機的人工干預(yù)，這就導(dǎo)致了地鐵列車不能按照調(diào)度計劃按時進(jìn)站，折返信息出現(xiàn)故障的主要原因還是因為車輛所載的車載ATC系統(tǒng)的無線通信設(shè)備出現(xiàn)了問題，也有可能是通信系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)問題。

（五）列車信息安全故障

我國大部分ATC系統(tǒng)采用的是CBTC系統(tǒng)，系統(tǒng)在建設(shè)的時候?qū)嶋H上是考慮了一部分的，信息安全工程建設(shè)以及信息安全防護(hù)的需求，但隨著網(wǎng)絡(luò)科技的高速發(fā)展，出現(xiàn)了大量的會對CBTC系統(tǒng)產(chǎn)生危害的因素。

三、總結(jié)

本文結(jié)合杭州地鐵1號線，介紹了城市軌道交通車輛ATC系統(tǒng)的組成與工作原理，分析了其常見故障并提出了一些解決方案和改進(jìn)措施。本文提出的故障診斷方法有效的提高了故障診斷效率和故障記錄效率，并在設(shè)備的換修周期方面有一定的指導(dǎo)意義，降低了維修人員的勞動強度，為地鐵列車車載設(shè)備安全高效的運營提供有力的技術(shù)支持。

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