北京地鐵5號線調試期間TCOM宕機的解決方案

程偉娟

(中鐵電氣化局集團有限公司設計研究院，北京 100166)

1 概述

北京地鐵5 號線信號系統，采用基于多信息無絕緣軌道電路加APR 應答器的準移動閉塞系統，其中軌道電路輸出模塊（Track Circuit Output Module，TCOM）設備，采用英國西屋TBS100產品，隨著北京地鐵5 號線運營時間的累積，TCOM 設備故障率較高，故障修復時間長，故障影響范圍大，且西屋公司已無技術支持，暴露出的問題不斷影響著北京地鐵5 號線的正常運營。為解決TCOM 的問題，北京地鐵將既有TCOM 設備替換成國內自主研發的低頻發碼設備（Low Frequency Code Transmitter Equipment， LFCT）。由于北京地鐵5 號線是正式運營線路，在調試期間，利用倒切開關完成TCOM 設備與LFCT 設備替換，雙系統快速、便捷切換成為必不可少的作業環節。

2017 年11 月3 日，在張自忠路首站倒切調試時，當倒切開關由TCOM 設備側倒切至LFCT 設備側時，既有TCOM 設備宕機。

運營線路夜間作業時間只能在每天停運后進行，施工調試時間短、風險大，既有TCOM 設備工作狀態不穩定，成功重啟TCOM 設備所用的時間不定，不能及時恢復既有TCOM 設備，就會影響次日地鐵運營。如何確保調試期間TCOM 設備不宕機，降低對運營的影響，成為面臨的重要難題。

2 既有TCOM設備調查

小組成員首先對TCOM 設備維護臺賬中統計分析TCOM 設備重啟時間，得出平均重啟時間為：17.5 min，如表1 所示。

表1 TCOM設備重啟時間統計表Tab.1 Statistics table of restart time of TCOM equipment

TCOM 系統重啟累計時間統計，如圖1 所示。

TCOM 系統一次重啟成功率僅為30%，如圖2所示。

通過對既有TCOM 設備情況的調查，鑒于調試時間短、TCOM 設備重啟成功時間不確定等因素，極大地增加了對次日地鐵正常運營的影響。為此，需制定調試期間TCOM 系統宕機的解決方案，確保在調試期間不影響既有設備運營安全和服務水平。

圖1 TCOM系統重啟累計時間統計圖Fig.1 Statistical chart of cumulative restart time of TCOM system

圖2 TCOM系統重啟成功率統計圖Fig.2 Statistical chart of restart success rate of TCOM system

3 解決方案

3.1 分析原因

針對既有TCOM 設備接口，如圖3 所示，找出4條可能造成TCOM 設備宕機的因素，如圖4 所示。

圖3 既有TCOM設備接口圖Fig.3 Interface diagram of the existing TCOM equipment

圖4 造成TCOM系統宕機末端因素Fig.4 Terminal factors of TCOM system downtime

3.2 方案確定

3.2.1 TCOM與聯鎖接口通信中斷通過對張自忠路集中站進行倒切試驗時發現，當聯鎖與TCOM 系統接口線纜斷開后，TCOM 系統仍保持正常。由此可見，與聯鎖通信中斷不影響TCOM 系統正常工作。

3.2.2 與FS-2500軌道電路接口中斷

通過對張自忠路集中站進行倒切試驗時發現，當FS-2500 軌道電路與TCOM 系統接口線纜斷開后，TCOM 系統仍保持正常。由此可見，斷開與FS-2500 軌道電路接口不影響TCOM 系統正常工作。

3.2.3 OPCR繼電器影響

調試前將倒切開關由TCOM 側轉換至LFCT側，調試完畢后將倒切開關由LFCT 側轉換至TCOM 側 時，OPCR 繼電器會落下。

對TCOM 系統發碼電路圖進行研究后，發現以下兩個地方與OPCR有關，可能會影響TCOM 系統正常工作。

1）TCOM 正常工作時，設備1、9 端子接OPCR 繼電器及其復示繼電器A5-A6（后接點）串聯采集。如圖5 所示，TCOM 系統正常工作時，TCOM 板卡驅動OPCR 繼電器吸起，回采OPCR及其復示繼電器接點斷開采集信息。如圖6 所示，當倒切時，OPCR 繼電器落下，回采OPCR 繼電器及其復示繼電器接點接通采集信息，導致TCOM設備宕機。

圖5 TCOM正常工作采集與驅動電路Fig.5 Acquisition and drive circuit of TCOM in normal operation

圖6 TCOM宕機時采集與驅動電路Fig.6 Acquisition and drive circuit of TCOM downtime

圖7 改進后采集與驅動電路Fig.7 Improved acquisition and drive circuit

解決方案第一步，如圖7 所示，將OPCR 繼電器回采線纜斷開，模擬OPCR 繼電器假吸起狀態，使TCOM 設備不宕機。

2）查找OPCR 繼電器其余接點電路圖，根據TCOM 發碼電路圖，虛線線框內為OPCR 繼電器的6 組接點，分別用于復示繼電器勵磁（4 組接點）和TCOM 發碼板功放KZ 電源（2 組接點）。TCOM 發碼板功放電源（KZ）經OPCR 繼電器前接點及其復示繼電器前接點后接至TCOM 發碼板。如圖8 所示，當倒切時，OPCR 繼電器落下，TCOM 發碼板失電，導致TCOM 設備宕機。

圖8 發碼電路圖Fig.8 Circuit diagram of code sending

解決方案第二步，給TCOM 設備發碼板單獨供電，以保證TCOM 供電正常，使TCOM 設備不宕機。

在TCOM 設備板卡供電正常的基礎上，斷開OPCR 繼電器回采線纜，并做好相應防護后，再次進行倒切，TCOM 設備保持正常，解決了TCOM設備宕機問題。

4 總結

TCOM 設備宕機的解決方案，通過分析既有TCOM 設備電路原理，采用現場試驗的方法，找到造成TCOM 設備宕機的原因，并針對原因制定對策，經現場試驗驗證，最終得出TCOM 設備宕機的解決方案。

TCOM 設備宕機問題的解決，極大降低調試風險，提高調試工作效率，為北京地鐵5 號線在調試期間的安全運營提供保障。