使用數據記錄儀進行地鐵故障診斷的應用實踐

李啟磊，李 杰

（南車南京浦鎮車輛有限公司，江蘇南京210031）

使用數據記錄儀進行地鐵故障診斷的應用實踐

李啟磊，李 杰

（南車南京浦鎮車輛有限公司，江蘇南京210031）

以DL750數據記錄儀為例，通過兩個列車售后故障案例，說明使用數據存儲記錄儀等現代測量工具可以有效提高故障診斷水平，保障列車正線運營。

數據記錄儀；故障診斷

地鐵列車控制類故障主要有線路故障、設備故障兩類。線路故障一般可使用萬用表等儀器測量線路的通斷或得電與否進行處理，對于偶發或瞬發性的線路故障就需要對過程數據進行監測，并通過數據分析查找故障點［1］。對于設備故障中的功能故障（如信號ATC），往往對應輸入或輸出信號異常，也需要對相關過程量進行監測、分析；此時，數據記錄儀是處理故障的有效工具。介紹了采用DL750［2］數據記錄儀處理列車故障的兩個成功案例。

1 數據記錄儀

數據記錄儀是一種從傳感器獲取傳感信號（電壓、電流、溫度、壓力、速度、張力、位移等），并將這些信號進行數字化存儲的電子儀器，其最大的特點是能自動記錄周期性或非周期性多路信號的變化過程和瞬態電平變化過程。

本文采用的DL750具有8個模擬通道輸入和8位邏輯輸入，最高采樣率10 Mb/s，具有在長期監測中捕捉高速異常的雙捕獲功能［3］。

2 典型案例分析

2.1 蘇州地鐵1號線緊急制動故障

（1）故障現象：蘇州地鐵1號線某列車在空載試運營期間多次發生不明原因觸發緊急制動。售后人員多次查線均沒有發現故障點，后聯合西門子多次組織專項測試，并使用軟件監控變量，仍然沒有捕捉到故障點。（蘇州地鐵1號線為4節編組，構成為Tc1－Mp1－Mp2－Tc2，其中Tc－Mp之間為牽引桿連接，Mp－Mp之間為半自動車鉤連接）

（2）測試方案：采用DL750數據記錄儀進行過程數據監控，監控整列車緊急制動關鍵連接節點，全列車梳理分析后選定10個監控點進行測試，如圖1。

圖1 全列車測試點分布（以Tc1車激活為例，上圖中箭頭方向為電壓走向，Tc2激活時流向相反）

測試思路：采用排除法進行測試，找到失電點后，再往回路前面的測試點檢查，逐步縮小故障點范圍，最終鎖定故障點。現有的DL750數據記錄儀為8通道輸入配置，每次選定8個監控點進行測試，測試點分布在Tc車隔墻柜、Mp車低壓柜中的端子排上，具體分布點如圖1。

表1 記錄儀各通道對應測量點（測試后匯總）

（3）分析處理：列車休眠后按照表1中第1列的測試點進行接線，激活Tc1車司機室，列車上正線進行測試，下行南施街開往星塘街，在10：30時觸發緊急制動，記錄電壓波形如圖2所示。

圖2 10：30觸發緊急制動波形圖

圖3 13：39觸發緊急制動波形圖

CH5和CH8通道即Mp1－TB04C2LD/74和Tc1－TB04C1RD/255失電，說明故障點在Mp1－Mp2車和Tc1－Mp1之間。為進一步排除Tc1車單點故障，按照表1第2批測試點重新接線，去掉Mp2車前端回路測試點，增加Tc1車回路測試點，下午13：39，列車再次觸發緊急制動，此時Tc2車司機室激活，列車上行金楓路開往木瀆站，記錄電壓波形如圖3所示。

圖4 20：22電壓波形

圖3顯示CH6和CH7通道Mp2－TB04C2LD/74和Tc2－TB04C1RD/255失電，可以排Tc1－Mp1之間線路故障，進一步說明故障點在Mp2－Mp1之間（選擇Tc1－TB04C1RD/253和Tc1－TB04C1RD/257測試點是基于Tc1司機室激活的條件，列車換端Tc2激活后，利用原有的測試點亦可以排除Tc1－Mp1之間故障）。

為進一步確定故障區間，進行了第3批次測試，測試點同表1中第1列，測試結果顯示故障區間仍為Mp1－Mp2車之間，測試電壓波形如圖4所示。通過上述測試，分析3次信號失電先后順序，將觸發緊急制動的點鎖定為Mp1車TB04C2LD/74和Mp2車TB04C2LD/74之間連接的電路。這段電路包括Mp1和Mp2車的CM/CF04C2LD＿23連接器和兩Mp車之間連掛用的半自動車鉤。

（4）故障分析結論：通過上述數據分析，在Mp1和Mp2車的CM/CF04C2LD＿23連接器和兩Mp車之間連掛用的半自動車鉤之間重點排查，最終排除出故障點如下：

①連接器針子壓接不良

檢查發現該列車的Mp1車二位端電器柜上的連接器CM04C2LD＿23的A10針腳與CF04C2LD＿23的A9針腳有縮針現象，極易導致連接器針子虛接，致使列車突然觸發緊急制動；

②半自動車鉤緊急制動列車線接觸點彈性丟失

將該車兩Mp車之間的半自動車鉤解掛后檢查發現Mp2車車鉤緊急制動列車線接觸點彈性丟失，無法自動復位，在列車運行過程中，可能觸發緊急制動。如圖5、圖6所示。該接觸點接觸不良，導致隨機觸發緊急制動。

通過重新壓接連接器針子和更換車鉤觸點，該列車未再發生觸發緊急制動故障。

圖5 車鉤

圖6 車鉤觸點

2.2 南京1號南延線全列車車門無法打開致清客故障

（1）故障現象：南京1號南延線正線運營期間發生停站時車門無法打開故障，司機操作無效后列車進行了清客處理。

（2）故障分析：售后人員通過調取車載EVR數據記錄儀的記錄數據，監測到司機每次進行允許車門按鈕操作時，EVR接受到的Zero＿velocity（零速信號）有0.52 s的丟失，如圖7所示。列車開門需要兩個條件：一是有持續的零速信號，二是開門信號需要一個上升沿過程；在圖中紅圈處，司機在操作允許開門按鈕時，ATC發出開門指令信號，EVR＿Cdor B（開門指令信號）從低電平觸發至高電平，此時零速信號為高電平，門開始執行開門的動作，0.5 s左右時，零速信號開始丟失，門立即執行關門，雖然零速信號0.52 s后恢復為高電平，但此時開門指令信號EVR＿Cdor B一直處于高電平，沒有上升沿過程，所以門無法打開。

為確定該0.52 s的丟失是車輛線路問題還是ATC系統輸出到車輛信號問題，采用DL750數據記錄儀進行了試驗。

圖7 EVR數據記錄儀

（3）測試方案：選擇在故障列車進行試驗。試驗前選擇了以下5個測試點作為數據記錄儀的輸入信號。

圖8的電路為ATC模式下的零速采集原理。ATC系統直接發送左、右門釋放信號，作為車載繼電器DRR＿1B、DRR＿2B（左門釋放繼電器）的輸入，該釋放信號作為開門條件之一，兩個門釋放繼電器常開觸點串聯作為EVR零速監控輸入。數據記錄儀測試通道與測試點的關系如表2。

圖8 測試點

表2 記錄儀通道與測試點關系

（4）測試過程

數據記錄儀連接好測試點后，上電開始數據記錄，列車以ATP保護下的手動模式開始動車，列車至停站窗口位置，左側開門按鈕指示燈亮，司機操作允許開門按鈕，右側開門按鈕指示燈同時被點亮，幾秒后操作左側開門按鈕，車門可以打開。數據記錄儀測試的波形進行處理如圖9所示，圖10為對圖9中的圖形進行放大后的處理結果。

圖9 測試波形

圖10說明：司機操作允許車門按鈕即圖中的－102.93 s時，ATC發出的左門釋放信號（CH1）開始降為低電平，DRR＿1A（CH4）和DRR＿1B（CH6）的觸動閉合大概有0.1 s的延時，為正常情況，至－102.41 s時，左門釋放信號開始恢復至正常，此時右側車門釋放信號（CH7）也從低電平變成高電平，根據數據記錄儀顯示ATC系統直接發出的左側車門釋放信號有0.52 s的丟失。

圖10 零速釋放丟失圖形放大

按同樣的試驗方法，共進行了5次的車門釋放試驗，試驗結果相同。

（5）測試結論：車門無法打開故障源頭為ATC系統存在0.52 s的零速丟失，為地面ATC信號問題，排除車輛問題。信號系統通過進行硬件和軟件修復，解決了0.52 s零速丟失，車門無法打開故障消失，列車可以正常開關門。

3 結束語

采用數據記錄儀DL750分析、定位、解決了兩起地鐵列車故障，現代測試儀器（如DL750）可以有效提高故障診斷水平，保證列車正線安全可靠運營。

［1］ 魏 晨，楊孝洪.南京地鐵一號線列車產生緊急制動的原因分析及預防措施［J］.電力機車與城軌車輛，2008，31（6）：53-56.

［2］ Mr.Koichi Chujo.波形測量技術的發展趨勢－兼談YOKOGAWADE的示波器發展［J］.國外電子測量技術，2003，（6）：2-6.

Application of Data Storage Recorder for Metro Fault Diagnosing

LI Qilei，LI Jie
（CSR Nanjing Puzhen Co.，Ltd.，Nanjing 210031 Jiangsu，China）

Taking DL750-type data storage recorder as example，this paper provides two cases of train after-sales fault，which proves that using data storage recorder can improve the ability of train fault diagnosing，and can assure the train＇s commercial operation.

data storage recorder；fault diagnosing

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.04.16

1008－7842（2014）04－0071－04

4—）男，工程師（

2013－12－30）