王茜

摘 要：當(dāng)列車處于ATO模式沿線路在站間運(yùn)行時(shí)，VOBC（車載控制單元）將控制列車的啟動(dòng)、停車和速度調(diào)節(jié)，以使列車的速度、惰行、加速度、減速度以及沖擊率處于運(yùn)行類型定義的特定曲線范圍內(nèi)。本文主要介紹了青島地鐵2號(hào)線沖標(biāo)問題分析及排查處理方法，為后續(xù)可能發(fā)生的同類問題提供解決思路。

關(guān)鍵詞：ATO；沖標(biāo)；分析；排查

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.087

1 概述

信號(hào)車載ATO子系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電客車自動(dòng)駕駛功能的核心部分，其任務(wù)為正確接受控制系統(tǒng)發(fā)出的命令，并通過清晰可靠的顯示手段將命令顯示出來，顯示的同時(shí)確保列車運(yùn)行在命令所固定的條件之下，提供安全的運(yùn)行速度與精確的對(duì)位停車位置，對(duì)于列車的精準(zhǔn)運(yùn)行有著十分重要的意義。青島地鐵2號(hào)線信號(hào)專業(yè)采用上海電氣泰雷茲信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備，該系統(tǒng)通過車載控制設(shè)備（簡稱VOBC）與軌旁設(shè)備相結(jié)合的工作方式，可實(shí)現(xiàn)不同模式列車的混跑運(yùn)營要求。

2 ATO控車原理

在ATO模式下，信號(hào)車載子系統(tǒng)向車輛系統(tǒng)發(fā)送ATO牽引/制動(dòng)力命令，車輛系統(tǒng)根據(jù)命令輸出對(duì)應(yīng)的牽引/制動(dòng)力，控制列車運(yùn)行。而此時(shí)牽引/制動(dòng)力的大小通過模擬4-20 mA的電流信號(hào)給出，如圖1所示。

ATO子系統(tǒng)根據(jù)停車點(diǎn)和列車的常用制動(dòng)力等計(jì)算ATO的停車曲線，通過車底的接近傳感器檢測站臺(tái)接近盤完成精確停車。當(dāng)列車運(yùn)行速度為6km/h左右時(shí)車輛制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行電空轉(zhuǎn)換，即電制動(dòng)開始退出，氣制動(dòng)開始施加來滿足信號(hào)系統(tǒng)輸出制動(dòng)級(jí)位的需求。信號(hào)系統(tǒng)制動(dòng)級(jí)位下降后的一段是列車在靠近接近盤之前的一段緩行，用來保證列車能夠以低速通過接近盤。在接近傳感器檢測到接近盤且讀取有效時(shí)，就向VOBC發(fā)出一個(gè)對(duì)位信號(hào)，此時(shí)VOBC會(huì)增大制動(dòng)級(jí)位施加扭矩控制列車停在制定的停車點(diǎn)。在列車達(dá)到零速度狀態(tài)后，VOBC將禁止?fàn)恳敵霾⑶沂┘又苿?dòng)保證列車處于靜止?fàn)顟B(tài)，至此整個(gè)對(duì)標(biāo)過程完全結(jié)束。

此外，VOBC的ATO軟件可以根據(jù)車輛參數(shù)和響應(yīng)時(shí)間來調(diào)整，確保列車停車精度滿足要求。同時(shí)，ATO的調(diào)整不會(huì)影響到ATP軟件。

3 沖標(biāo)問題概述及分析

3.1 沖標(biāo)問題概述

青島地鐵2號(hào)線列車設(shè)計(jì)在ATP防護(hù)下可用最大退行距離為10m，當(dāng)列車沖標(biāo)超出10m后，退行時(shí)需切除ATP進(jìn)行，在退行時(shí)如操作不當(dāng)可能導(dǎo)致電客車到達(dá)后續(xù)車站晚點(diǎn)，影響行車效率。

3.2 沖標(biāo)原因分析

下面以2018年6月17日0212車在棗山路下行進(jìn)站沖標(biāo)60cm為例，對(duì)列車沖標(biāo)原因進(jìn)行分析說明。

圖2中藍(lán)色線表示列車當(dāng)前速度，淺灰色折線反映制動(dòng)級(jí)位，由圖可看出當(dāng)級(jí)位開始下降時(shí)（周期58233.9），制動(dòng)級(jí)位為71%，對(duì)應(yīng)級(jí)位下降點(diǎn)的速度為7.8km/h，相較于正常對(duì)標(biāo)時(shí)6-7km/h的速度偏大。沖標(biāo)原因?yàn)橹苿?dòng)級(jí)位下降點(diǎn)的速度值較正常對(duì)標(biāo)時(shí)偏大，導(dǎo)致列車到達(dá)停車點(diǎn)時(shí)未完全停穩(wěn)從而導(dǎo)致沖標(biāo)。

3.3 排查思路及采取措施

（1）車載設(shè)備檢查。從設(shè)備安裝入手，徹底檢查車載設(shè)備安裝精度，檢測車底設(shè)備輸出功率正常，各處連接線纜緊固無破損，系統(tǒng)各模塊板卡通信正常，無告警顯示；測量車底信標(biāo)天線、接近傳感器安裝高度。

（2）軌旁因素排查。對(duì)站臺(tái)附近軌旁設(shè)備進(jìn)行檢查測量，確定信標(biāo)及接近盤安裝精度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，排除軌旁設(shè)備導(dǎo)致沖標(biāo)的可能。而軌行區(qū)內(nèi)潮濕，導(dǎo)致列車出現(xiàn)空轉(zhuǎn)打滑的情況，且經(jīng)過查看線路參數(shù)，李村往棗山路下行方向存在27.9‰的下坡，這一情況也有可能成為沖標(biāo)影響因素。

（3）軟件缺陷確定。多次深入分析ATO控車曲線，通過與正常對(duì)標(biāo)曲線作比較，查找異常點(diǎn)。經(jīng)過大量數(shù)據(jù)比對(duì)確定沖標(biāo)原因，根據(jù)確定的沖標(biāo)原因（如制動(dòng)級(jí)位下降點(diǎn)速度過高）研究相應(yīng)整改策略，由點(diǎn)及面抓住主要問題點(diǎn)，從底層算法優(yōu)化ATO控車軟件來解決該問題。

（4）開展ATO控車參數(shù)優(yōu)化測試。進(jìn)行新版軟件調(diào)試，驗(yàn)證車輛制動(dòng)軟件與新版ATO軟件參數(shù)匹配性。新版軟件確定后將優(yōu)先對(duì)沖標(biāo)列車進(jìn)行軟件升級(jí)并進(jìn)行上線測試，根據(jù)實(shí)際線上對(duì)標(biāo)情況，對(duì)剩余列車依次完成軟件升級(jí)。

3.4 軟件整改及成效

通過之前一系列分析可得出，基礎(chǔ)分析原因是當(dāng)制動(dòng)級(jí)位開始下降時(shí)，對(duì)應(yīng)級(jí)位下降點(diǎn)的速度級(jí)偏高，導(dǎo)致列車到達(dá)停車點(diǎn)時(shí)未完全停穩(wěn)從而發(fā)生沖標(biāo)。經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)收集比對(duì)及動(dòng)車測試，最終采取的方案是針對(duì)該缺陷進(jìn)行底層算法優(yōu)化，基本原則是延長進(jìn)站前制動(dòng)級(jí)位保持時(shí)間，確保制動(dòng)級(jí)位下降是列車速度下降到6km/h左右時(shí)車輛制動(dòng)系統(tǒng)電制動(dòng)退出，氣制動(dòng)開始施加來滿足信號(hào)系統(tǒng)輸出制動(dòng)級(jí)位的需求。完成整改后效果顯著，未再發(fā)生此類原因引起的沖標(biāo)。

4 總結(jié)

本文針對(duì)青島地鐵2號(hào)線列車沖標(biāo)問題進(jìn)行分析討論，詳細(xì)介紹了列車沖標(biāo)原因及排查處理過程。列車沖標(biāo)屬于系統(tǒng)性問題，不僅有關(guān)信號(hào)系統(tǒng)控制，更涉及到信號(hào)系統(tǒng)與車輛牽引、制動(dòng)等系統(tǒng)的接口響應(yīng)執(zhí)行情況，需要接口專業(yè)聯(lián)合進(jìn)行分析排查，故障現(xiàn)象互通，曲線數(shù)據(jù)共享，共同分析問題原因，尋求有效解決途徑。