肖家河 曹小龍 鄭 耀

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營事業(yè)總部，廣東廣州510000）

0 引言

為了減少車輪和軌道的磨耗，地鐵列車一般會按照車輛數(shù)量的一定比例配置濕式輪緣潤滑裝置，如廣州地鐵廣佛線部分列車兩端端部轉(zhuǎn)向架一位端各安裝一套濕式輪緣潤滑裝置。廣佛線列車采用的是REBS公司生產(chǎn)的輪緣潤滑裝置，控制方式為時間控制+彎道控制模式，控制系統(tǒng)以時間為基礎(chǔ)，在彎道上通過完整的離心力檢測開關(guān)（彎道傳感器）增加額外的彎道潤滑（此時時間控制停止）。系統(tǒng)接收到啟動信號（零速信號），輪緣潤滑裝置啟動，時間模式是系統(tǒng)暫停120 s（可調(diào)整）噴油6 s，循環(huán)運(yùn)行；彎道模式是系統(tǒng)接收到彎道信號后立即噴油6 s，暫停3 s，如彎道信號仍然存在，則彎道模式繼續(xù)循環(huán)運(yùn)行。在此潤滑模式中，彎道模式優(yōu)先于時間模式，即當(dāng)彎道運(yùn)行時，時間計數(shù)暫停，彎道結(jié)束后，時間計數(shù)接著暫停時的時間繼續(xù)計時。

廣州地鐵廣佛線開通至今，正線列車曾多次報空轉(zhuǎn)滑行故障。以2016年2月14日至2017年2月14日一年周期為例，共計發(fā)生空轉(zhuǎn)滑行故障59起，調(diào)查空轉(zhuǎn)滑行故障發(fā)現(xiàn)，多次故障點集中在部分站點的進(jìn)站或出站位置，且在部分站點多發(fā)，呈現(xiàn)集中式狀態(tài)。同時結(jié)合軌道專業(yè)檢查反饋在該部分站點的進(jìn)出站位置經(jīng)常有輪緣潤滑油脂的積累，綜合分析，列車空轉(zhuǎn)滑行故障中大部分是由于列車進(jìn)出站時進(jìn)行噴油導(dǎo)致。列車發(fā)生空轉(zhuǎn)滑行，易導(dǎo)致列車ATO模式運(yùn)行時對標(biāo)不準(zhǔn)，尤其是在進(jìn)站或出站時易發(fā)生欠標(biāo)或沖標(biāo)情況，嚴(yán)重時將導(dǎo)致輪對和鋼軌擦傷。

本文將針對列車進(jìn)出站輪緣潤滑噴油情況，提出一種基于運(yùn)行時刻表的輪緣潤滑時間模式調(diào)節(jié)優(yōu)化策略，能夠避免進(jìn)出站時進(jìn)行噴油。

1 空轉(zhuǎn)滑行故障位置及正線噴油數(shù)據(jù)收集

以2016年2月14日至2017年2月14日的一年周期為例，統(tǒng)計共發(fā)生空轉(zhuǎn)滑行故障59起。具體故障位置如表1所示。

同時，正線跟車進(jìn)行實際輪緣潤滑噴油數(shù)據(jù)收集，收集每列車在區(qū)間內(nèi)噴油次數(shù)及進(jìn)站、出站或者站臺噴油情況。進(jìn)出站噴油次數(shù)較多的區(qū)間主要集中在燕沙區(qū)間、沙沙區(qū)間、沙鶴區(qū)間、鶴西區(qū)間、金千區(qū)間、瀾世區(qū)間等。表2為各區(qū)間進(jìn)出站噴油的平均統(tǒng)計次數(shù)。

對比表1和表2可以發(fā)現(xiàn)，空轉(zhuǎn)滑行故障多發(fā)位置也是進(jìn)出站噴油情況較多的位置，且位置較為固定。同時依據(jù)廣佛線現(xiàn)有運(yùn)行時刻表，以ZF131、ZF631時刻表為例，廣佛線各區(qū)間的車輛運(yùn)行時間相同，不同時刻表只有站臺停站時間有差異。且各區(qū)間車輛運(yùn)行時間普遍集中在85～100 s、110～125 s兩個時間段之間，與現(xiàn)有的輪緣潤滑時間模式下的120 s計時時間間隔相接近，這就導(dǎo)致時間模式的噴油假如出現(xiàn)在上一站的進(jìn)出站，則在下一個站的進(jìn)出站也極易出現(xiàn)噴油情況。

表1 空轉(zhuǎn)滑行故障主要分布位置

表2 各區(qū)間進(jìn)出站噴油數(shù)次數(shù)統(tǒng)計

根據(jù)實際的噴油情況及廣佛線運(yùn)行時刻表可以推斷，現(xiàn)有輪緣潤滑時間控制模式下的120 s時間間隔易導(dǎo)致時間模式的噴油出現(xiàn)在進(jìn)出站或者站臺的情況。同時，根據(jù)輪緣潤滑的使用目的，主要是為了改善車輪和軌道的磨耗，且該磨耗主要發(fā)生在彎道，對于直線情況的磨耗影響不大，因此可以對直線情況下的時間控制模式的時間間隔進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。廣佛線各區(qū)間的列車運(yùn)行時間如表3所示。

表3 各區(qū)間列車運(yùn)行時間 單位：s

2 輪緣潤滑時間模式調(diào)節(jié)優(yōu)化策略及仿真運(yùn)算

根據(jù)輪緣潤滑廠家提供的數(shù)據(jù)，時間控制模式時間間隔應(yīng)不高于300 s。為了保證改變時間控制模式時間間隔后車輪和軌道磨耗變化不大，且能適當(dāng)減少直線情況下的噴油，避免進(jìn)出站噴油情況發(fā)生，可將時間控制模式的時間間隔限定在120～240 s之間。

按照時刻表的區(qū)間運(yùn)行時間進(jìn)行理論仿真計算，假定設(shè)置一個新的時間模式噴油間隔A s（120≤A≤240），加上噴油時間6 s，以A+6 s為一個時間周期進(jìn)行運(yùn)算。跟車時發(fā)現(xiàn)距離進(jìn)站或者出站10 s以上時距離站臺較遠(yuǎn)（大于50 m），可認(rèn)為距離進(jìn)站或者出站10 s以上時不屬于站臺噴油。理論計算時當(dāng)噴油周期出現(xiàn)在站臺前后10 s以內(nèi)時，則認(rèn)為該噴油情況為站臺噴油，計數(shù)一次，當(dāng)運(yùn)行完一整個上行或者下行時，統(tǒng)計全部計數(shù)次數(shù)B，即可認(rèn)為該時間間隔A s時會發(fā)生B次站臺噴油。利用Matlab軟件進(jìn)行仿真運(yùn)算，輸入不同的A值即可得到B值。其中B值越小，則代表站臺噴油情況越少，相應(yīng)的時間間隔越理想。

利用Matlab軟件進(jìn)行仿真運(yùn)算，A=120，121，…，239，240時對應(yīng)的B值分別為：

上行 ：B=5，4，4，5，4，3，5，2，3，3，6，3，4，3，4，5，5，4，7，7，2，3，3，2，3，4，3，5，4，4，3，4，5，5，4，4，4，4，2，4，4，2，2，3，5，4，2，3，4，6，4，2，2，1，0，0，0，0，3，3，2，4，4，5，4，5，6，4，4，0，0，0，0，0，1，2，3，3，4，1，1，1，2，2，4，3，2，1，1，1，2，3，4，2，3，3，2，3，3，3，3，2，0，0，0，1，1，1，2，3，2，2，2，2，3，3，3，2，3，5，4。

其中B為0時的A值為：A=174，175，176，177，189，190，191，192，193，222，223，224。

下行：B=5，7，6，2，3，3，3，3，3，2，3，6，3，1，5，5，5，4，2，0，3，2，3，3，3，3，4，3，4，5，6，6，5，5，4，2，0，4，4，5，3，1，1，4，5，4，1，2，1，2，2，1，2，2，4，3，4，6，3，4，3，2，1，1，3，3，2，2，4，6，7，5，6，4，2，1，0，0，1，2，4，4，5，3，4，4，3，3，2，3，3，3，3，3，3，1，1，1，1，1，1，2，3，2，1，1，1，1，1，1，2，3，3，1，1，0，0，0，2，3，4。

其中B為0時的A值為：A=139，156，196，197，235，236，237。

根據(jù)輪緣潤滑控制原理，列車上行時，偶數(shù)端為主控端，偶數(shù)端噴油，奇數(shù)端不噴油，列車下行時，奇數(shù)端為主控端，奇數(shù)端噴油，偶數(shù)端不噴油。

依據(jù)此原理可對奇數(shù)端和偶數(shù)端分別進(jìn)行不同的時間間隔調(diào)整，且站臺噴油次數(shù)越少越理想，B值為0時最佳。該時間間隔應(yīng)適中，以120～240中段數(shù)值為佳，可取奇數(shù)端A=196 s，偶數(shù)端A=190 s。

3 試驗驗證

以GF013014、GF017018車為試驗對象，按奇數(shù)端196 s、偶數(shù)端190 s時間控制模式進(jìn)行時間間隔調(diào)整，再進(jìn)行正線跟車確認(rèn)輪緣潤滑噴油情況，記錄站臺噴油次數(shù)。與前期未調(diào)整時間間隔跟車數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，未調(diào)整時間間隔前上行區(qū)間平均出現(xiàn)6次進(jìn)出站噴油，下行區(qū)間出現(xiàn)9次進(jìn)出站噴油，時間間隔調(diào)整后上行區(qū)間平均出現(xiàn)1次進(jìn)出站噴油，下行區(qū)間出現(xiàn)2次進(jìn)出站噴油，總體進(jìn)出站噴油情況出現(xiàn)大幅下降，整體效果明顯。后續(xù)組織對廣佛線全部列車的輪緣潤滑時間模式進(jìn)行調(diào)整跟蹤，按奇數(shù)端196 s、偶數(shù)端190 s時間控制模式進(jìn)行時間間隔調(diào)整，并對調(diào)整后的空轉(zhuǎn)滑行故障情況及噴油次數(shù)進(jìn)行跟蹤，以一年時間為對比周期。

調(diào)整一年后對比統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年全年廣佛線共發(fā)生空轉(zhuǎn)滑行故障20起，比2016年全年的59起空轉(zhuǎn)滑行故障減少39起，故障率僅為2016年的1/3左右，整體故障率大幅下降，故障情況得到有效控制。同時，對比2016年與2017年的輪對磨耗，2016年平均磨耗率為0.277 mm/萬km，2017年平均磨耗率為0.30 mm/萬km，兩者相差不大，證明輪緣潤滑時間間隔調(diào)整之后對于輪軌磨耗影響不大，此調(diào)整策略運(yùn)用成功。

4 結(jié)語

實施基于運(yùn)行時刻表的輪緣潤滑時間模式調(diào)節(jié)優(yōu)化后，進(jìn)出站噴油情況出現(xiàn)下降，空轉(zhuǎn)滑行故障率明顯降低，證明該研究思路是合理的。一般列車生產(chǎn)制造時，輪緣潤滑參數(shù)會被提前設(shè)置，在列車投入運(yùn)營后可根據(jù)使用情況對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，本文提出的基于運(yùn)行時刻表的輪緣潤滑時間模式調(diào)節(jié)優(yōu)化策略在輪緣潤滑參數(shù)調(diào)整中具有一定的借鑒意義。