地铁运营列车信号故障的诊断与探讨研究

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　　【摘 要】随着“十三五”规划的到来，我国地铁行业进入高速发展时期，地铁网络化运营已成为趋势。而时刻保持健康状态的设备系统是地铁运营安全的基础和前提，因此，提高设备系统的安全性是目前地铁需要重视的问题。
　　【关键词】地铁运营；列车信号；故障
　　引言：
　　随着我国科技经济等国力水平的飞速发展，城市化进程日益加快，机动化水平不断提高，带来了大中型城市人口的不断上涨。城市居民的出行强度和频率也在不停增长，从而导致交通需求的加剧，对城市的交通功能提出了更高的挑战与要求。目前，世界各地都存在着城市交通拥堵、交通事故频发、大气环境污染等现象，尤其是我国大部分城市在近几年深受“雾霆”的困扰。同时北京、广州、深圳、上海等大城市的人口趋于饱和、交通拥堵等问题日益严峻，虽然采取了一系列措施，但仍然无法从源头上解决这些棘手的问题。实践表明，优先发展公共交通，形成以轨道交通为骨干的综合交通体系，是解决大城市交通问题的必由之路。地铁具有准时快速、节约能源、安全便捷、运量大、全天候、较为环保等特点，符舍可持续发展的原则，己成为大中型城市解决环境污染与交通拥堵等问题的首选交通方式。因此，全国各城市都在大力发展地铁运营。
　　1故障诊断及其显示
　　故障诊断系统对以下各系统进行诊断：牵引控制单元DCU、气制动电子控制单元ECU、空调控制单元、辅助系统（包括DC/AC逆变器和DC/DC变换器）、车门、空压机、诊断系统本身。其中故障诊断系统从DCU得到的信号除故障信号外，还有空转信号和一些模拟量的实际值，如网压、牵引力和速度。110V DC控制电路的信号主要有牵引方向、牵引/制动命令、运行模式、高速断路器状态、受电弓状态、主风缸压力状态和半自动车钩的连接等，这些信号主要是作为环境参数出现的。
　　2地铁列车故障记录管理系统总体结构
　　本系统主要包括四大功能模块，分别为故障记录导入模块、故障记录查询模块、故障记录分析模块及故障记录统计模块，还配有系统设置（包括用户管理、帮助）等辅助功能，为系统易于操作、完善管理提供了保障。
　　2.1数据导入模块
　　该模块供维修人员将列车运行过程中产生的故障记录文件（包括列车运行中所产生的故障信息、数据文件及一些事件的说明信息）导入到数据库中作为系统故障分析的原始数据。
　　2.2故障查询模块
　　该模块供维修人员浏览和查询地铁列车运行过程中产生故障时所一记录的一些基本故障信息。可按检索条件对故障进行查询，其中记录检索包括按故障部件检索、按故障等级检索以及按时间检索等。同时对所显示的故障信息记录可进行修改、删除、打印等操作。
　　2.3故障分析模块
　　该模块负责对历史记录的数据进行筛选分析，维修人员只要通过对故障部件的选择，便可看到造成该故障发生的可能故障原因，及提供给检修人员相应的处理方法或意见。
　　2.4故障统计模块
　　该模块对历史记录中的故障数据进行统计分析，按照几大功能部件进行分类，可统计任意指定时间段内部件发生故障的次数及其所占总故障数的百分比，从而了解故障在列车运行中的分布情况，确定多发故障的类型和部件，为日后列车的运行保养日常维修提供宝贵信息。
　　3地铁列车故障记录管理软件
　　3.1故障数据导入模块设计
　　由于地铁列车在运行过程中会产生大量的故障数据，这些故障数据作为地铁列车故障管理系统的原始数据，需要记录故障发生的时间、故障代码、故障设备、发生故障的车号及故障等级等信息，在列车运行结束后及时保存到数据库中，以便系统进行数据管理及维修人员的查询使用。
　　3.2故障数据查询模块设计
　　本部分可以实现对地铁列车历史故障记录的查询，并可通过不同的检索方式对历史故障进行检索。本程序给出了三种组合检索方式，分别为按故障设备检索和按故障等级检索及按时间检索等。在按故障设备检索下拉单菜单中可以选择DCU，ECU，A/C1，A/C2，DC/DC，DC/AC、主风缸、空气压缩机、ATO，ATP、显示器、CFSU，KLIP，车门等设备；在按故障等级检索下拉菜单中可以选择一级故障、二级故障、三级故障等三个等级；按时间检索下拉菜单中可以在2001-2007年中任选一年份进行查询。当然也可以将这三种检索条件进行组合操作。当发现故障信息有误时可以对故障记录进行删除、修改，并能与打印机连接打印当前显示的故障信息，方便维修人员的参考和分析。
　　3.3故障数据统计模块设计
　　该部分可以对历史记录中的故障数据进行统计分析。界面由时间选择、故障部件、故障次数、比例图形、百分比等五个部分组成。在页面最上方为时间选择，通过下拉框对需要统计故障次数的时间段进行选定，并提供按日期及按月份两种选择方式。故障部件按照牵引系统、制动系统、空调系统、辅助系统、供气系统、自动控制系统、诊断系统、车门系统等列车的主要八大功能进行部件分类。故障次数依据所导入的故障数据在指定时间段内进行累计求和计算。百分比显示的是在指定时间段内对应部件发生故障的次数占总故障数目的比例，并通过系统自动生成条状比例图形，维修人员可以更加直观的了解在列车运行中故障的分布情况，以便确定多发故障的类型和部件，为日后列车的运行保养日常维修提供宝贵信息。
　　3.4故障数据分析模块设计
　　该模块负责对历史记录的数据进行筛选分析，通过对故障部件的选择，便可看到造成该故障发生的可能故障原因，以及提供给检修人员相应的处理方法或意见，其中处理意见根据在以前维修工作中的维修经验编写。
　　结束语：
　　综上所述，地铁虽然拥有许多优点但是也存在着潜在安全隱患。地铁的安全问题一直是世界讨论的热点问题，地铁运营系统中出现工作人员违规操作或者设备设施故障等因素会造成列车延误或者被迫中断运营等的事故，影响市民正常出行的同时也会对整个城市交通网络造成较大影响。因此，确保乘客安全、快捷和舒适的出行，提高城市轨道交通运营安全水平己是当务之急。同时，提高地铁设备因素的安全性，是目前急需要解决和面对的问题。
　　参考文献：
　　[1]施嘉申，钱雪军，赵惠祥.基于初步危害分析的地铁运营系统安全性分析[J].地铁运营研究，2006，9（1）：11-13.
　　[2]代宝乾，汪彤，秦跃平等.基于事故理论的地铁运营风险评价模型研究[J].中国安全科学学报，2007，17（10）：156-159.
　　（作者单位：成都地铁运营有限公司）
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