【摘 要】隨著我國城市化進程的加快，城市人口和機動車的快速增加已大大超過城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的最大承受能力，城市交通問題已經(jīng)嚴(yán)重影響城市功能的發(fā)揮和城市的可持續(xù)發(fā)展。本文針對軌道交通地鐵車載信號的速度傳感器問題進行分析，希望可以對故障維修會有所幫助。

【關(guān)鍵詞】速度傳感器；加速度計；故障維修；定期維修；測速

1.西安地鐵速度傳感器

1.1安裝與結(jié)構(gòu)

列車每端，安裝兩個速度傳感器，分別安裝在不同側(cè)不同的的非動力制動軸上（左一右四）。一個項目中所有列車的速度傳感器應(yīng)安裝在帶司機室車廂并采用同一安裝結(jié)構(gòu)。但兩者采用獨立的方法測量列車的位移和速度。即使其中一個速度傳感器失效但其它車載部件工作正常時，CC將繼續(xù)正常工作。

1.2工作原理

西安地鐵選用的速度傳感器是6通道、90度相移的DF16電光速度傳感器。六個通道等間隔的分布在一個圓形的傳感器基座上。標(biāo)記每一個通道，從頂部順時針數(shù)，并將六個通道分為三組，為通道1和通道2（有90度的相移），其次是通道3和4及5和6。通道2和3沒有關(guān)系，通道4和5或通道6和1也沒有關(guān)系。CC采用3取2的結(jié)構(gòu)，如果供電板1失效（相當(dāng)于ACSDV2和ACSDV3），在Tach1， Acc A， AccB和 ATP1的一對通道將失去它們的電源，然后CC變成2取2的結(jié)構(gòu)，但是圖中未涂紅的ATP2和ATP3仍然能收到測距數(shù)據(jù)，CC功能不會受到失去數(shù)據(jù)來源的危害。

1.3速度傳感器的常見故障與維護

維修速度傳感器時所使用的工器具有：JZ-1轉(zhuǎn)速校驗臺、數(shù)字萬用表、示波器。

1.3.1故障維修流程

（1）舌軸斷，軸卡死。原因是：

1）傳動機構(gòu)同軸度差或長期磨損，疲勞損壞，處理方法是更換舌軸并調(diào)整軸箱蓋與驅(qū)動法蘭盤的同軸度，新的舌軸上須加適量的潤滑油脂。

2）檢查舌軸長度是否與車型相匹配，更換軸長合適的DF16傳感器。

（2）信號輸出狀態(tài)始終為高或低，原因是光電模塊損壞。處理方法是打開后蓋，更換模塊并重新測試。

（3）通電后，發(fā)現(xiàn)過流或短路。原因是有超過正常供電電壓輸入，引起模塊短路損壞，處理方法是，并更換模塊并重新測試。

（4）16芯插頭損壞，原因是插頭外部受力。處理方法：更換帶內(nèi)配線的16芯插頭。

（5）傳感器外配線斷，原因是電纜固定不當(dāng)，在機車運行過程中受到外力拉扯或電纜彎曲半徑太小造成疲勞損壞，處理方法是更換新的外配線。

（6）速度忽高忽低，甚至突然為零。原因分析：傳感器插頭沒有擰緊，或傳感器插頭受外力沖擊而損壞，從而引起接觸不良。處理方法：清潔插座和插針接觸面，擰緊導(dǎo)線插頭，或更換插頭。

（7）掉速，即顯示速度比正常值要偏低，但誤差不大。將傳感器放在校驗臺上測試，進行脈沖數(shù)測試，脈沖數(shù)低于正常值；或用示波器觀察，脈沖有閃爍現(xiàn)象，此故障原因是傳感器腔內(nèi)有油或灰塵堵住了光柵槽。處理方法：打開傳感器，用干凈的軟布將腔體和光柵擦拭干凈。

1.3.2故障維修工作注意事項

（1）傳感器工作電源DC12～30V，不允許直接接機車蓄電池。

（2）直接引出電纜最小彎曲半徑不得小于165mm，否則會引起電纜損壞。

（3）傳感器安裝在機車軸箱蓋上，把軸箱端蓋面清潔干凈，確保安裝面平整。

（4）接線檢查：a、仔細核對接線圖（表），確保接線正確。b、機車靜止?fàn)顟B(tài)下，聯(lián)接電連接器，加上工作電源，傳感器未裝入軸箱蓋前，轉(zhuǎn)動傳感器方軸，觀察測速系統(tǒng)信號輸出，若有相應(yīng)輸出，說明傳感器接線正確。

2.加速度計的安裝結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1安裝與結(jié)構(gòu)

每個CC設(shè)置4個加速度計，包括兩個數(shù)字型，兩個模擬型，安裝在CC機柜底部。這兩套設(shè)備互為冗余，用于提高系統(tǒng)的有效性和可靠性。通過這兩套設(shè)備交叉檢查測量來保證系統(tǒng)的安全。 加速度計分為兩套，每套有兩個不同的加速度計?？辙D(zhuǎn)/滑行開始時，列車使用空轉(zhuǎn)/滑行開始前的速度，利用加速度儀進行補償，來計算當(dāng)前的速度和位置。一旦空轉(zhuǎn)/滑行結(jié)束，速度和位移的測量將切換回速度傳感器。

2.2加速度計的容錯

兩套加速計為冗余結(jié)構(gòu)，每一套包含兩個不同型號、來自不同廠家的加速度計，所以CC容許某一個加速度計失效。當(dāng)任一個加速度計故障后，不影響列車正常運行。

當(dāng)兩個不同型號的加速度計同時故障時，根據(jù)它們在系統(tǒng)中的位置，CC仍然可以提供加速度測量。如上圖所示，組合方式為Acc1A和Acc2B、Acc2A和Acc1B、Acc2A和Acc2B。所以，如果以上每對組合都不可用，將影響CC的運行。

引入的額外位置不確定。只要列車的位置的不確定距離低于最大極限值（30m），列車保持定位并繼續(xù)正常運行。

2.3加速度計的常見故障與維護

加速度計為列車的測速定位設(shè)備，是車載系統(tǒng)中十分重要的設(shè)備，此設(shè)備的是否正常工作直接影響著系統(tǒng)的工作。

對于維修所需的主要工具有便攜式數(shù)字示波器和便攜式現(xiàn)場校驗儀各一臺。

2.3.1故障維修

加速度計的故障主要分為兩類：無信號輸入和有信號輸入但不正常。

（1）無信號輸入。

故障查找步驟：

檢查輸入電源，±12～18VDC是否正常。

檢查電纜插頭是否松動。

檢查電纜線是否受損，如破皮、脫焊。

用示波器或萬用表初步測量傳感器的信號輸出端是否有電壓輸出（針對模擬加速度計）或RS485輸出端是否有波形出現(xiàn)（針對數(shù)字加速度計），如有，檢查接線端子是否脫落。

以上檢查仍未能解決，更換加速度計。

（2）有信號輸出，但不正常。

故障查找步驟：

加速度計的安裝螺釘是否松動。

電纜線和插頭以及連接是否松動，地線連接是否松動脫落。

電源是否達到額定的電壓范圍。

拆除加速度計，放置在現(xiàn)場校驗儀上，進行靜態(tài)測量，看輸出電壓是否正常。

如靜態(tài)輸出正常，即進行動態(tài)測試，開啟校驗儀電源，調(diào)節(jié)不同的頻率，用示波器測量輸出端波形，看是否正常。

如動態(tài)特性正常，重新檢查安裝與接線。

如動態(tài)特性不正常，立即更換加速度計。

（3）故障維護工作注意事項。

故障維護工作必須執(zhí)行地鐵運營的有關(guān)規(guī)章制度，以確保行車及人身安全。

遵循加速度計的操作手冊規(guī)范與要求。

加速度通電后，應(yīng)預(yù)熱最少1分鐘。

如果有故障加速度計，必須立即更換，并將故障加速度計包裝好以避免機械或電氣損壞。用戶不得自行修理加速度計。沒有經(jīng)過檢驗的加速度計不能投入使用。

2.3.2定期維修

檢修分為日檢、季度檢、半年檢和年檢。

3.列車車載測速系統(tǒng)

3.1列車測速設(shè)備之間工作的配合轉(zhuǎn)換過程

在列車行駛過程中，因軌面積水、緊制時的慣性車輛會繼續(xù)向前滑行或者在檢修維護工作中給鋼軌上滴油等原因，導(dǎo)致速度傳感器會出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、打滑現(xiàn)象，加速度計將自動的啟動繼續(xù)測速。而在之前，加速度計也是一直工作的狀態(tài)的，只是它暫時不會計算列車的速度和位置，而是隨時保持在啟動狀態(tài)，一旦速度傳感器出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、打滑，加速度計立刻開始工作，來計算之后的列車速度與位置。

3.2轉(zhuǎn)換過程在CC中的表現(xiàn)

當(dāng)探測到空轉(zhuǎn)/打滑現(xiàn)象時，CC會根據(jù)加速度計的實際加速或減速計算列車當(dāng)前速度，從而確保在空轉(zhuǎn)-打滑過程中列車速度和位置的持續(xù)計算，列車的定位誤差通過讀取定位信標(biāo)來消除。

如果以上情況持續(xù)超過預(yù)定時間， CC將產(chǎn)生一個空轉(zhuǎn)-打滑報警。

4.結(jié)束語

車載測速系統(tǒng)在以后的運營工作中會起到相當(dāng)重要的作用，作為維護人員，我們要加強的是以后的實際動手能力，逐步提高故障處理能力，隨著修程的改變而靈活改變各種級別檢修、以及故障處理的能力。 [科]

【參考文獻】

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