浅谈西安地铁2号线车载信号冲欠标故障分析整治

浅谈西安地铁2号线车载信号冲欠标故障分析整治

刘凯

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司  陕西西安  710016

摘要：地铁车载信号设备是城市轨道交通信号系统的重要组成部分，车载子系统与ATO子系统结合共同实现列车运行自动控制。本文以地铁车载信号冲欠标故障为研究对象，重点就其ATO控车原理及冲欠标故障原因进行了研究，希望有效解决车载信号冲欠标故障，提升ATO控车的精准性。

关键词：冲欠标；ATO参数；BC预控压力；电客车斜率

引言

车载信号系统是确保列车有序运行的重要保障，因车辆性能变化导致与ATO软件版本匹配性下降，列车冲欠标故障时有发生，此类故障导致列车无法精确停车，需司机二次对标，存在一定的安全隐患。如何解决此安全隐患提高乘客乘坐舒适感至关重要。

1.ATO控车原理

ATO子系统自动完成对列车的启动、加速、巡航、惰行、减速和停车的合理控制。ATO子系统与ATS子系统和ATP子系统结合，合理地控制列车的牵引和制动。

ATO依据速度调节值来执行牵引和制动，在车站停车过程中，ATO计算牵引和制动调节值以便能够使列车停在停车点位置。

2.冲欠标故障原因分析

列车发生冲欠标的原因有两种，一种为ATO发出制动指令后车辆制动时间响应延时。一种为ATO发出指令后车辆施加的制动值大小不满足。

2.1冲欠标故障分类

二号线冲欠标故障分为两种，一种为折返站冲欠标故障，一种为非折返站列车冲欠标故障。

2.1.1列车在折返站冲欠标故障为前后车距离较近问题，前车到达折返线后进路解锁，后车进站时保护进路建立瞬间，引起的后车移动授权位置变化，列车发生冲欠标。

2.1.2列车在非折返站冲欠标原因为列车对于信号系统发出的匹配性较差。

2.2数据分析

列车在进站对标时，欠标时列车的进站速度稍低一点，相应的信号系统给出的制动力相较正常对标时较小，然而车辆的响应偏大，且偏差越来越大，最终导致欠标时的列车速度随着列车进站的距离变得越来越小。

为了寻找列车欠标时进站速度低的原因，通过在欠标和对标的站外距离停车点150m选取M点，130m选取N点，进行速度比较，如下表：

从表中的数据比较得知，欠标和对标时的M点，速度几乎一致。N点，列车速度相差26cm/s。原因是欠标时M点车辆响应偏差较大，超过50%。

从下图对比可以看到，列车在进站减速阶段（150米）开始，车辆跟响应明显比正常对标时较差，如图中绿圈中所示，在站台停车阶段（110米）开始，车辆响应的制动力偏大，且偏差越来越大，如图中蓝圈中所示。

欠标数据

正常对标

2.3分析结论

2.3.1欠标

正常停车数据中，即使施加了空气制动，在电制动力满足需求后，空气制动压力均能退出至预压力值以下。

而欠标数据显示，施加空气制动后，电制动力满足需求情况下，1、2、3、5、6车空气制动力并未退出至预压力以下并保持该压力至停车保压阶段。

根据电空混合原则：电制动力优先，空气制动适时补充不足的制动力，即在电制动能力足够情况下，不会补充空气制动力，故欠标数据中1、2、3、5、6车停车阶段所施加的空气制动力在电制动未退出之前均为额外施加的固定大小的制动力，并不在需求内。

2.3.2冲标

电制动力在制动初期建立时间较长，达到2s左右，虽然空气制动力有补充一部分制动力，但空气制动力时间也达到了1.2s左右。电制动建立后一段时间空气制动下降，电制动也下降，进一步加剧了制动力不足。在大需求值情况下，需要电空混合提供制动力，而空气制动力有1s左右的级位变化响应时间（不含空走时间）。电制动在需求值保持最大情况下，保持一段时间后又有增大过程，导致冲标。

3.冲欠标故障处理

3.1折返站冲欠标优化建议

从设计角度增长保护区段解决问题，确保在设计时不再出现因移动授权点变化造成列车发生冲欠标。

3.2非折返站冲欠标处理

列车进站对标停车过程中，施加空气制动后，电制动力满足需求情况下，1、2、3、5、6车空气制动力需退至预压力以下，避免出现非需求范围内的固定空气制动力。

3.3冲欠标结论

根据信号特性测试修改ATO参数，车辆修改牵引和制动策略。车辆电制动斜率修改和BC预控压力调整后，根据ATO数据分析，车辆实际制动响应基本符合ATO预期。

在制动停车阶段，在制动初期电制动未建立，空气制动将补充不足的制动力，在电制动力建立以后且电制动能力值满足需求，空气制动将退出。此后空气制动保持在15kpa，（目前车辆方修改预压力值为10±15kpa），其中1、2、3、4、5车压力值均为15kpa，6车压力值为

25kpa，相比较之前有优化（修改前平均在35至40kpa），并一直维持到停车。

在牵引转制动工况下，修改前列车在进站过程中，车辆空气制动介入后一直未退出，造成列车实际制动力一直大于ATO预期的制动力，导致列车最终欠标。修改了6编组的 BC预控压力后，车辆空气制动短期介入后退出及时，列车实际制动力符合ATO预期的制动力，ATO得以重新调整，未出现欠标故障。

3.4冲欠标整治效果

根据信号特性测试和ATO运行数据分析结论，开展整治后的列车未再出现故障，冲欠标故障大幅度下降。

结束语

随着线路列车行车间隔缩小，运营压力越来越大，降低设备故障率提升运营质量越来越重要，本文结合车载信号冲欠标故障特点，对冲欠标原因进行分析，根据分析结果制定整改措施，有效降低了设备故障率。

参考文献：

[1]城轨车辆在ATO模式下停车精度问题的分析与探讨[J].王鹏飞,樊贵新,王新海.铁道机车车辆, 2011.

[2]天津地铁2号线列车ATO模式下精确停车的实现[J].刘洋.铁道运营技术，2014.