摘要：不間斷電源（Uninterruptible"Power"Supply，UPS）是一種提供穩(wěn)定電力供應(yīng)的設(shè)備，當(dāng)主電源中斷或電壓異常時(shí)，它能立即切換到備用電源，保證設(shè)備持續(xù)供電，避免設(shè)備損壞和數(shù)據(jù)丟失。UPS常見(jiàn)故障原因包括輸入電壓?jiǎn)栴}、輸出電壓?jiǎn)栴}以及外部故障等。因此，要注意安裝穩(wěn)定的電源設(shè)備、維護(hù)UPS控制器和軟件以及定期檢查和維護(hù)電池等。通過(guò)維護(hù)管理措施，可以確保UPS穩(wěn)定運(yùn)行、延長(zhǎng)設(shè)備壽命、保障通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸。

關(guān)鍵詞：城市軌道"交通通信系統(tǒng)"故障"維修

中圖分類號(hào)：U239.5

UPS"Faults"and"Maintenance"of"the"Urban"Rail"Transit"Communication"System

CHEN""Hongjin

（Lanzhou"Modern"Vocational"College，"Lanzhou，"Gansu"Province，"730300"China）

Abstract："An"Uninterruptible"Power"Supply"（UPS）"is"a"device"that"provides"stable"power"supplies，"and"when"the"main"power"supply"is"interrupted"or"the"voltage"is"abnormal，"it"can"immediately"switch"to"a"backup"power"supply"to"ensure"the"continuous"power"supply"of"the"device"and"avoid"device"damage"and"data"loss."The"common"causes"of"UPS"failures"include"input"voltage"issues，"output"voltage"issues，"external"faults，"etc.，"so"it"is"necessary"to"pay"attention"to"installing"stable"power"supply"equipment，"maintaining"UPS"controllers"and"software，"and"regularly"checking"and"maintaining"batteries."By"maintenance"and"management"measures，"it"can"ensure"the"stable"operation"of"the"UPS，"extend"the"life"of"equipment，"and"ensure"the"normal"operation"and"data"transmission"of"communication"systems.

Key"Words："Urban"rail"transit;"Transportation"communication"system;"Fault;"Maintenance

不間斷電源設(shè)備（Uninterruptible"Power"Supply，UPS）作為城市軌道交通設(shè)備系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠持續(xù)為關(guān)鍵設(shè)備提供穩(wěn)定的電源，以及確保這些設(shè)備的正常運(yùn)行。集中UPS電源系統(tǒng)具有過(guò)載能力強(qiáng)、設(shè)備布置集中、占地面積小以及技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著等優(yōu)點(diǎn)[1]。但UPS故障會(huì)導(dǎo)致通信中斷，進(jìn)一步影響列車(chē)的運(yùn)行安全和乘客的出行體驗(yàn)。因此，為了保障通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要進(jìn)行定期的UPS維護(hù)和檢修工作，并采取相應(yīng)的措施來(lái)提升城市軌道交通通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以便能夠?yàn)槌丝吞峁└觾?yōu)質(zhì)的出行體驗(yàn)。

1城市軌道交通通信系統(tǒng)概述

1.1定義和功能

城市軌道交通通信系統(tǒng)是指用于城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理和安全保障的信息傳輸與控制系統(tǒng)。其功能主要包括通過(guò)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行、?？恳约罢{(diào)度等運(yùn)營(yíng)指令的傳輸和控制。以及通過(guò)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通設(shè)備、列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)等的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，確保運(yùn)行安全。還能夠提供列車(chē)運(yùn)行信息、乘客導(dǎo)航以及緊急通信等服務(wù)，進(jìn)一步提升乘客出行體驗(yàn)。

1.2結(jié)構(gòu)和組成

城市軌道交通通信系統(tǒng)一般由以下組成部分構(gòu)成，首先是軌道交通綜合監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和控制軌道交通的運(yùn)行和安全，包括列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)、站點(diǎn)情況等。

之后是信號(hào)與通信設(shè)備，包括列車(chē)間通信設(shè)備、車(chē)載通信設(shè)備、站場(chǎng)通信設(shè)備等，用于傳輸各種指令和信息[1]。同時(shí)，還有無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，用于提供運(yùn)營(yíng)指揮控制和乘客服務(wù)所需的通信傳輸能力。最后是數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，進(jìn)一步生成運(yùn)營(yíng)指揮所需的信息和報(bào)告。

1.3作用和重要性

城市軌道交通通信系統(tǒng)在城市交通運(yùn)輸中起著重要的作用，通過(guò)通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)營(yíng)指令的快速傳輸，提高列車(chē)調(diào)度的準(zhǔn)確性和效率。通過(guò)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，也能夠通過(guò)實(shí)時(shí)掌握軌道交通設(shè)備和列車(chē)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決安全隱患，進(jìn)一步提升列車(chē)的安全性[2]。此外，通過(guò)通信系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)列車(chē)運(yùn)行信息、方便的乘客導(dǎo)航和緊急通信服務(wù)，能夠大幅度提高乘客出行體驗(yàn)。通信系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集和分析也能為城市交通規(guī)劃提供有關(guān)列車(chē)運(yùn)行情況和乘客需求的數(shù)據(jù)支持，為城市交通發(fā)展提供具體參考依據(jù)。

2"UPS的作用和原理

2.1"UPS的定義和作用

UPS（Uninterruptible"Power"Supply）即不間斷電源，是一種提供穩(wěn)定電力供應(yīng)的設(shè)備。其主要作用是在主電源供電中斷或電壓異常時(shí)，立即切換到備用電源，保證被供電設(shè)備持續(xù)供電，進(jìn)而能夠避免因電力波動(dòng)或停電而造成的設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題。

2.2"UPS的工作原理

UPS主要由電池模塊、穩(wěn)壓器、逆變器以及控制電路等組成。其基本工作原理如下，當(dāng)主電源正常供電時(shí)，穩(wěn)壓器對(duì)電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將電能供應(yīng)給被供電設(shè)備，同時(shí)通過(guò)電池充電器對(duì)電池組進(jìn)行充電[2]。而當(dāng)主電源中斷或電壓異常時(shí)，控制電路監(jiān)測(cè)到主電源狀態(tài)改變后會(huì)迅速切斷主電源的輸出，同時(shí)控制逆變器啟動(dòng)。同時(shí)，逆變器將電池組中的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，通過(guò)穩(wěn)壓器對(duì)輸出的交流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將電能供應(yīng)給被供電設(shè)備，保持設(shè)備正常運(yùn)行。當(dāng)主電源恢復(fù)正常時(shí)，UPS將自動(dòng)切換回主電源供電，同時(shí)逆變器停止工作，電池組重新充電。

2.3"UPS在城市軌道交通通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

在城市軌道交通通信系統(tǒng)中，UPS起到了重要的作用。具體應(yīng)用包括，通過(guò)為通信設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，能夠防止電力故障對(duì)通信系統(tǒng)造成影響，進(jìn)而能夠確保通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。在電力中斷或異常情況下，UPS能夠通過(guò)保持通信設(shè)備的電力供應(yīng)，避免其數(shù)據(jù)丟失或損壞，為數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)提供了保障。最后，UPS通過(guò)監(jiān)測(cè)電力狀態(tài)和電池狀況，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力故障情況，并通過(guò)報(bào)警通知或自動(dòng)切換等方式保護(hù)通信設(shè)備免受電力故障影響。

3UPS故障分析與解決方法

3.1"UPS故障分類

UPS故障可以分為多種類型，常見(jiàn)的故障分類包括，輸入故障、輸出故障、電池故障、運(yùn)行故障以及通信故障等（如表1所示）。

3.2常見(jiàn)故障原因與分析

3.2.1輸入電壓?jiǎn)栴}

城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定：經(jīng)常性電壓波動(dòng)或電壓劇烈抖動(dòng)可能導(dǎo)致UPS感應(yīng)到不穩(wěn)定的輸入電壓?jiǎn)栴}。電網(wǎng)的電磁干擾、諧波擾動(dòng)或高頻干擾也會(huì)對(duì)UPS輸入電壓產(chǎn)生影響。另外，電網(wǎng)瞬態(tài)過(guò)電壓或過(guò)電流產(chǎn)生的短暫電壓或電流峰值可能對(duì)UPS產(chǎn)生不利影響。

3.2.2輸出電壓?jiǎn)栴}

首先，負(fù)載電流突變，負(fù)載突然增加或減少可能使UPS輸出電壓超出額定范圍。其次，斷路器故障，電路故障、短路等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致UPS的斷路器跳閘，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)輸出電壓故障。此外還有輸出電壓調(diào)節(jié)器故障，電壓調(diào)節(jié)裝置失靈可能導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)或超出設(shè)定范圍[3]。

3.2.3電池問(wèn)題

電池老化主要是因?yàn)殚L(zhǎng)期使用導(dǎo)致電池性能下降、容量減少，不能提供足夠的電能儲(chǔ)備。過(guò)度放電是指長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)用電、斷電或長(zhǎng)時(shí)間未連接到電源可能導(dǎo)致電池過(guò)度放電。此外，電池連接故障是指電池連接松動(dòng)、接觸不良或腐蝕等，導(dǎo)致UPS無(wú)法正確讀取電池狀態(tài)。

3.2.4系統(tǒng)問(wèn)題

首先，UPS控制器故障，UPS主控制器故障可能導(dǎo)致UPS無(wú)法正常工作甚至完全失去控制。其次，軟件故障，UPS控制軟件或操作系統(tǒng)出錯(cuò)可能導(dǎo)致UPS工作異常。最后，傳感器故障，傳感器讀取、傳輸或解釋錯(cuò)誤可能導(dǎo)致UPS無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)或響應(yīng)電壓或電流。

3.2.5外部故障

傳感器接線不良、接觸不良或斷開(kāi)可能導(dǎo)致UPS無(wú)法準(zhǔn)確讀取環(huán)境變量。另外，線路短路、開(kāi)路、斷線或接觸不良也會(huì)導(dǎo)致UPS輸入或輸出電壓?jiǎn)栴}。最后，線路短路或設(shè)備短路可能導(dǎo)致UPS輸出電壓突然降低或完全失去輸出。

3.3解決方法

3.3.1輸入電壓?jiǎn)栴}解決方法

安裝穩(wěn)定的電源設(shè)備和線路，盡量減少城市電網(wǎng)電壓?jiǎn)栴}和干擾；安裝電網(wǎng)濾波器或穩(wěn)壓器，減少電網(wǎng)的電磁干擾、諧波擾動(dòng)或高頻干擾；安裝過(guò)電壓保護(hù)器或過(guò)電流保護(hù)器，及時(shí)限制和保護(hù)UPS電路免受瞬態(tài)過(guò)電壓或過(guò)電流侵害[4]。

3.3.2輸出電壓?jiǎn)栴}解決方法

安裝負(fù)載穩(wěn)定器或電流調(diào)節(jié)裝置，控制負(fù)載電流的突變，保持輸出穩(wěn)定；定期檢查并維護(hù)斷路器，確保其正常工作，并及時(shí)更換損壞的斷路器；定期檢查和校準(zhǔn)輸出電壓調(diào)節(jié)器，確保其功能正常，輸出電壓在設(shè)定范圍內(nèi)。

3.3.3電池問(wèn)題解決方法

定期檢測(cè)和維護(hù)UPS電池，包括電池容量測(cè)試、電池連接檢查和定期更換老化電池；控制UPS的使用時(shí)間，避免過(guò)度放電，定期進(jìn)行電池充電以保持電量充足；檢查和緊固電池連接器，確保連接的良好與穩(wěn)定。

3.3.4系統(tǒng)問(wèn)題解決方法

定期檢查和維護(hù)UPS控制器、軟件和傳感器，確保其功能正常，并及時(shí)更新軟件和固件；定期進(jìn)行UPS系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)，如清潔UPS設(shè)備、檢查電路連接等，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行；定期備份UPS系統(tǒng)的配置和數(shù)據(jù)，以防止系統(tǒng)故障時(shí)丟失重要信息。

3.3.5外部故障解決方法

定期檢查傳感器連接和線路連接，確保其穩(wěn)定良好；對(duì)于傳感器連接故障，進(jìn)行檢查和修復(fù)，確保傳感器能夠正常傳輸數(shù)據(jù)；對(duì)于線路故障，進(jìn)行線路巡檢，找出問(wèn)題并修復(fù)[4]。確保UPS輸入和輸出的電路連接正常；在安裝UPS時(shí)，確保線路連接正確，避免短路和接觸不良等問(wèn)題。

4"UPS維護(hù)管理

城市軌道交通通信系統(tǒng)中UPS的維護(hù)管理是確保UPS系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和延長(zhǎng)設(shè)備壽命的關(guān)鍵步驟。

4.1定期巡視和維護(hù)

對(duì)UPS設(shè)備進(jìn)行定期的巡視，檢查是否有異?，F(xiàn)象或損壞。同時(shí)清潔UPS設(shè)備的內(nèi)部和外部，包括散熱器、風(fēng)扇、連接器等。定期檢查UPS設(shè)備的電源線路和接線端子，確保連接牢固無(wú)松動(dòng)及腐蝕[5]。同時(shí)檢查并清除UPS設(shè)備周?chē)幕覊m和雜物，以保持通風(fēng)良好。

4.2UPS電池管理

定期檢查UPS電池的狀態(tài)，包括電池電壓、電流和容量。對(duì)電池進(jìn)行定期充電和放電，以防止過(guò)度放電和電池老化。同時(shí)檢測(cè)電池的內(nèi)阻和泄漏電流，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行維修或更換。

4.3定期測(cè)試和校準(zhǔn)

定期進(jìn)行UPS系統(tǒng)的功能測(cè)試，包括手動(dòng)和自動(dòng)切換測(cè)試、輸出電壓和頻率測(cè)試等，以便能夠確保UPS的正常工作。最后，校準(zhǔn)UPS系統(tǒng)的參數(shù)和設(shè)置，包括輸出電壓調(diào)節(jié)范圍、電池充電電壓等，以確保其與實(shí)際需要一致。

4.4UPS運(yùn)行記錄

建立UPS設(shè)備的運(yùn)行記錄，記錄關(guān)鍵參數(shù)和事件，包括輸入電壓波動(dòng)、輸出電壓不穩(wěn)定等。同時(shí)進(jìn)行故障記錄和分析，以便能夠及時(shí)解決故障并預(yù)防未來(lái)類似故障的再次發(fā)生。

4.5定期維護(hù)合同

與UPS供應(yīng)商或維護(hù)服務(wù)公司簽訂定期維護(hù)合同，確保UPS設(shè)備得到定期的專業(yè)維護(hù)和檢修。根據(jù)合同約定，進(jìn)行定期維護(hù)服務(wù)，包括設(shè)備檢查、部件更換、軟件升級(jí)等。

4.6應(yīng)急預(yù)案和備份

制定針對(duì)UPS設(shè)備故障的應(yīng)急預(yù)案，包括操作流程、備用設(shè)備安排等，以減少故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。同時(shí)定期備份UPS設(shè)備的配置和數(shù)據(jù)，以防止數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)恢復(fù)困難[5]。

通過(guò)以上措施，可以確保UPS設(shè)備在城市軌道交通通信系統(tǒng)中的穩(wěn)定運(yùn)行和可靠性，以保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行和通信信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。同時(shí)，定期的維護(hù)和管理也可以減少意外故障的發(fā)生并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中，為解決UPS故障，需要針對(duì)各類故障原因采取相應(yīng)的措施和應(yīng)急措施。另外，進(jìn)行UPS的維護(hù)管理也是確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和延長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵，包括巡視維護(hù)、電池管理、測(cè)試校準(zhǔn)、運(yùn)行記錄和定期維護(hù)合同等。通過(guò)以上措施，可以保證UPS設(shè)備在城市軌道交通通信系統(tǒng)中的穩(wěn)定運(yùn)行，也能確保通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁稱發(fā).城市軌道交通通信系統(tǒng)UPS電源可用性提升方案研究[J].鐵道通信信號(hào)，2023，59（10）：57-62.

[2] 張杰.城市軌道交通通信工程施工常見(jiàn)故障問(wèn)題的分析及解決方案[J].中國(guó)新通信，2021，23（5）：30-31.

[3]伍維瑾.城市軌道交通車(chē)站電源整合方案探討[J].電氣化鐵道，2020，31（S1）：205-208.

[4] 楊正杰.城市軌道交通通信系統(tǒng)概算編制優(yōu)化研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2022.

[5] 叔展.城市軌道交通無(wú)線通信性能測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2021.