廣州地鐵三號(hào)線B1型列車沖標(biāo)問題分析及改善對(duì)策

程昌焰++曾成

摘要： 廣州地鐵三號(hào)線B1型車由于信號(hào)、列車牽引、列車制動(dòng)等多方面的系統(tǒng)性能原因，列車沖標(biāo)問題嚴(yán)重。本文通過對(duì)列車沖標(biāo)問題的原因進(jìn)行深入分析，制定了增加氣制動(dòng)預(yù)壓力的措施，有效改善列車沖標(biāo)。

Abstract： Due to the performance of the system of B1 train of Guangzho metro line 3 such as signal， train traction， train braking and so on， the problem of train out of the position is serious. In this paper， through the analysis of the causes， the measures to increase the air brake pre-pressure are formulated， which can effectively improve the problem.

關(guān)鍵詞： B1型車；列車沖標(biāo)；制動(dòng)預(yù)壓力

Key words： B1 type train；out of the position problem；brake pre-pressure

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）05-0089-02

0 引言

廣州地鐵三號(hào)線是廣州城市公共交通的主干線，日均客流量已超過130萬(wàn)，單向最大斷面客流達(dá)1.35萬(wàn)人次/15min，高峰期行車間隔1分58秒。如此大客流、高密度的運(yùn)營(yíng)對(duì)列車的停車精度提出了更高的要求。

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年9月三號(hào)線B1型車列車沖標(biāo)共149次，平均每天約沖標(biāo)5次。因廣州地鐵三號(hào)線所有站臺(tái)都配備了屏蔽門，面對(duì)大客流、高密度的運(yùn)營(yíng)，較高的沖標(biāo)情況嚴(yán)重影響了正線運(yùn)營(yíng)。

針對(duì)較高的列車沖標(biāo)情況，本文將對(duì)列車沖標(biāo)問題的原因進(jìn)行深入分析，并找出有效的解決措施，有效改善列車沖標(biāo)。

1 列車沖標(biāo)故障的原因分析

廣州地鐵三號(hào)線B1型車從2010年4月進(jìn)行了3節(jié)編組改造聯(lián)掛成6節(jié)編組后，三號(hào)線B1型車沖標(biāo)故障開始逐漸增多，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2010年12月至2015年12月共發(fā)生4970次沖標(biāo)故障，每月平均沖標(biāo)約69次，故障率非常高。

1.1 列車對(duì)標(biāo)原理

廣州地鐵三號(hào)線正線列車運(yùn)行正常情況下均采用ATO模式。列車在以ATO模式運(yùn)行時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱VOBC）根據(jù)列車的實(shí)時(shí)速度值、加速度曲線以及到站的距離值，給出列車運(yùn)行的推薦速度，同時(shí)輸出牽引、制動(dòng)命令指令值，控制列車按照預(yù)定的速度運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)對(duì)比實(shí)際速度與推薦速度之間的差值，動(dòng)態(tài)調(diào)整指令值的大小，實(shí)現(xiàn)停車精度的準(zhǔn)確控制。

當(dāng)列車控制單元VCU接收到VOBC給出的牽引制動(dòng)指令后，將指令轉(zhuǎn)換為模擬量傳送至牽引和制動(dòng)系統(tǒng)。列車優(yōu)先使用電制動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，VCU將需求的總制動(dòng)力和電制動(dòng)力的值給制動(dòng)控制系統(tǒng)EBCU，當(dāng)EBCU計(jì)算出電制動(dòng)力不滿足需求時(shí)，將發(fā)出氣制動(dòng)命令，氣制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)充。在列車即將停車時(shí)，電制動(dòng)逐步退出，氣制動(dòng)逐步增加，保證列車停穩(wěn)。

1.2 列車對(duì)標(biāo)原因分析

經(jīng)過捕捉列車總制動(dòng)力需求值、電制動(dòng)力實(shí)際值、氣制動(dòng)力實(shí)際值、列車速度等參數(shù)，深入分析較多沖標(biāo)故障列車的信號(hào)與車輛接口、列車電制動(dòng)與氣制動(dòng)的配合情況。

圖1是一次沖標(biāo)故障的正線采集的數(shù)據(jù)。天客客運(yùn)站到客村站2014年12月18日17：54至18：18進(jìn)站停車出現(xiàn)0.3m的沖標(biāo)為例。根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)顯示，列車在電空轉(zhuǎn)換時(shí)電制動(dòng)在車速8km/h時(shí)給出“Stopping Brake Request”的信號(hào)，當(dāng)電制動(dòng)力從90kN下降至30kN，此時(shí)制動(dòng)級(jí)位從71.5% 增加到74.2%且始終保持在這一級(jí)位，但氣制動(dòng)建立存在固有的延時(shí)導(dǎo)致總的制動(dòng)力及制動(dòng)距離的損失，從而導(dǎo)致列車沖標(biāo)。

綜上所述，車輛電制動(dòng)與氣制動(dòng)配合不合理將導(dǎo)致列車沖標(biāo)。

2 應(yīng)對(duì)措施及分析

為了解決車輛電制動(dòng)與氣制動(dòng)配合不合理問題，考慮到氣制動(dòng)控制系統(tǒng)在接收到氣制動(dòng)命令后在400ms后產(chǎn)生10%的制動(dòng)缸壓力，受沖擊率的限制，制動(dòng)缸壓力上升至90%的時(shí)間約1.5s。可通過在制動(dòng)控制系統(tǒng)軟件內(nèi)新增制動(dòng)預(yù)壓力功能，通過優(yōu)化氣制動(dòng)施加條件，氣制動(dòng)提前施加，減少氣制動(dòng)建立的空走時(shí)間，得以滿足列車總制動(dòng)力需求。觸發(fā)制動(dòng)預(yù)壓力條件為：列車在制動(dòng)狀態(tài)下，列車速度小于12km/h，則施加0.47bar的預(yù)壓力。

2.1 預(yù)壓力裝車測(cè)試分析

2016年3月5日在03011012車進(jìn)行裝車測(cè)試，以在列車牽引至14km/h，惰性至11km/h時(shí)施加制動(dòng)50%的常用制動(dòng)直至停車測(cè)試為例，采集的數(shù)據(jù)見圖2、圖3和圖4。

首先介紹下氣制動(dòng)控制單元記錄的數(shù)據(jù)相關(guān)信號(hào)代表的含義為：

①BaVref ：列車實(shí)際速度；

②BaBfSumED： 電制動(dòng)施加值；

③BaBfSum：氣制動(dòng)施加值；

④Bogie1aBCP1：第一轉(zhuǎn)向架第一軸氣制動(dòng)缸壓力；

⑤Bogie1aBCP2： 第一轉(zhuǎn)向架第二軸氣制動(dòng)缸壓力；

⑥Bogie2aBCP1： 第二轉(zhuǎn)向架第一軸氣制動(dòng)缸壓力；

⑦Bogie2aBCP2： 第二轉(zhuǎn)向架第二軸氣制動(dòng)缸壓力。

圖2是列車速度在11.73km/h，列車處于惰性狀態(tài)，03B011車各車軸氣制動(dòng)壓力為0，未觸發(fā)預(yù)壓力。

緊接著當(dāng)列車速度惰性到10.2km/h，推手柄施加50%的常用制動(dòng)，此時(shí)觸發(fā)預(yù)壓力，列車速度10km/h預(yù)壓力施加到最大值0.47bar，如圖3所示。

接著當(dāng)列車速度在2km/h，列車即將停車，此時(shí)電制動(dòng)逐步退出，此時(shí)需要?dú)庵苿?dòng)補(bǔ)充，制動(dòng)壓力從0.47bar開始上升，立即補(bǔ)充了氣制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了減少氣制動(dòng)建立的空走時(shí)間，如圖4所示。

2.2 改善沖標(biāo)效果分析

經(jīng)過測(cè)試增加預(yù)壓力的軟件能夠?qū)崿F(xiàn)原軟件制動(dòng)功能和預(yù)壓力功能內(nèi)容，測(cè)試符合使用要求，此次修改的軟件且未涉及制動(dòng)相關(guān)的安全導(dǎo)向內(nèi)容。

增加預(yù)壓力的制動(dòng)軟件于2016年4月16日在三號(hào)線03011012車上進(jìn)行裝車，2016年4月17日開始試運(yùn)行。通過圖5統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，2016年1月1日至2016年4月15日03011012車運(yùn)行106天共沖標(biāo)72次。增加預(yù)壓力后列車運(yùn)行70天沖標(biāo)5次，03011012車沖標(biāo)故障得到了大大的改善。

3 總結(jié)

在深入分析信號(hào)、列車牽引、列車制動(dòng)等多方面的系統(tǒng)性能，車輛電制動(dòng)與氣制動(dòng)配合不合理將導(dǎo)致列車沖標(biāo)，通過增加制動(dòng)預(yù)壓力，減少氣制動(dòng)建立的空走時(shí)間，大大改善了列車沖標(biāo)。

列車沖標(biāo)問題是系統(tǒng)性的問題，是重點(diǎn)的疑難問題，涉及信號(hào)、牽引和氣制動(dòng)的系統(tǒng)，因此需進(jìn)一步分析研究車輛及信號(hào)系統(tǒng)，方能徹底解決列車沖標(biāo)問題。

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