余 飛

（中國鐵路廣州局集團有限公司廣州動車段，工程師，廣州 511483）

1 問題提出

CR400AF動車組車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置具有轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性狀態(tài)報警、記錄、下載及跟蹤功能，其根據(jù)相關標準對加速度信號進行時域和頻域分析及模式識別，給出車輛運行可靠性評價結果，并將結果實時發(fā)送給整車網(wǎng)絡，車組據(jù)此采取相應的減速運行及故障導向安全措施。但運用中多次發(fā)生車組誤報平穩(wěn)性減速1報警、橫向平穩(wěn)性報警故障，導致車組降速運行等，對運輸秩序造成嚴重影響。系統(tǒng)報警邏輯框圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)報警邏輯框圖

2 車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置控制原理

車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置通過安裝在車體的加速度傳感器，將列車車體振動加速度轉(zhuǎn)換為電流信號，并傳輸給車載監(jiān)控主機，再由車載監(jiān)控主機完成數(shù)據(jù)處理、平穩(wěn)指標計算及報警輸出。

橫向平穩(wěn)性報警報出條件：對于頭車和尾車，需連續(xù)15個橫向平穩(wěn)性指標超過指標閾值3.0；對于中間車，則需連續(xù)15個橫向平穩(wěn)性指標超過指標閾值2.75。其中，橫向平穩(wěn)性指標計算方法按照GB5599標準，每2 s數(shù)據(jù)計算一個。

3 車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置誤報警故障

3.1 現(xiàn)車數(shù)據(jù)分析

1）車組1平穩(wěn)數(shù)據(jù)分析。解析車組1故障時刻平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其07橫向平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)已持續(xù)15次大于報警閾值2.75，符合橫向平穩(wěn)性報警條件。其中，車組1橫向平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 故障時刻車組1橫向平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)

通過WTD記錄的故障時刻列車速度信息（如圖2上圖）發(fā)現(xiàn)，橫向平穩(wěn)性報警報出時刻，列車處于靜止狀態(tài)，即不存在橫向平穩(wěn)性超標的可能，因此可判斷平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)存在問題。

2）車組2平穩(wěn)數(shù)據(jù)分析。解析車組2故障時刻平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其08車橫向平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)已持續(xù)15次大于報警閾值3.0，符合橫向平穩(wěn)性報警條件。因此，平穩(wěn)裝置主機輸出報警信號，HMI屏故障界面顯示報警信息。其中，8車橫向平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 故障時刻7車橫向平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)

同樣，通過WTD記錄的故障時刻列車速度信息（如圖3上圖）發(fā)現(xiàn)，8車在橫向平穩(wěn)性報警時刻，列車幾乎處于靜止狀態(tài)，不存在橫向平穩(wěn)性超標的可能，因此可判斷平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)存在問題。

3.2 地面模擬試驗分析

1）模擬試驗。利用DC110V供電、平穩(wěn)性監(jiān)控裝置主機、加速度傳感器及連接電纜模擬現(xiàn)車平臺，通過連接PTU軟件和電腦，實時監(jiān)測工作情況。

2）數(shù)據(jù)監(jiān)測。完成試驗環(huán)境搭建后，平穩(wěn)裝置通電測試，測試過程中利用PTU軟件查看平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)運行一段時間后，監(jiān)視器顯示平穩(wěn)性指標數(shù)據(jù)異常，復現(xiàn)現(xiàn)車故障。

3.3 原因分析 車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置主機軟件涉及數(shù)據(jù)存儲區(qū)調(diào)用的任務有A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預處理與指標計算兩個線程。

由于數(shù)據(jù)存儲區(qū)域未設置上述任務線程的不可同時操作的機制，存在兩個任務線程同時操作數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的風險，導致平穩(wěn)性指標值異常，進而造成現(xiàn)車平穩(wěn)性誤報警故障。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析及地面測試結果分析，車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置主機軟件在數(shù)據(jù)處理調(diào)度機制不完善，當數(shù)據(jù)處理結果未執(zhí)行完畢時，另一任務線程調(diào)用該數(shù)據(jù)處理結果，引起數(shù)據(jù)錯亂，因而計算出的平穩(wěn)性指標超標，導致裝置主機誤報平穩(wěn)性報警。

4 優(yōu)化措施

為防止兩個任務線程同時操作數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的風險，導致平穩(wěn)性指標值異常，發(fā)生平穩(wěn)性誤報警故障問題。同時，保證A/D轉(zhuǎn)換完成后可立即進行數(shù)據(jù)預處理等操作。本文提出要優(yōu)化車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置主機軟件數(shù)據(jù)調(diào)度機制，在數(shù)據(jù)存儲區(qū)增加任務線程的互斥機制，保證預處理結果數(shù)據(jù)寫入完成后方可進行后續(xù)操作。軟件優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)調(diào)用流程如圖4、5所示：

圖4 優(yōu)化前數(shù)據(jù)調(diào)用流程

圖5 優(yōu)化后數(shù)據(jù)調(diào)用流程

5 結束語

通過優(yōu)化車載平穩(wěn)性監(jiān)控裝置主機軟件數(shù)據(jù)調(diào)度機制，防止了因兩個任務線程同時操作數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的風險，導致平穩(wěn)性指標值異常，發(fā)生平穩(wěn)性誤報警故障問題。