CR400AF動車組車載平穩性監控裝置誤報警分析處理

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動車組車載平穩性監控裝置具有轉向架穩定性狀態報警、記錄、下載及跟蹤功能，其根據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，并將結果實時發送給整車網絡，車組據此采取相應的減速運行及故障導向安全措施。但運用中多次發生車組誤報平穩性減速1報警、橫向平穩性報警故障，導致車組降速運行等，對運輸秩序造成嚴重影響。系統報警邏輯框圖如圖1所示：

圖1 系統報警邏輯框圖

2 車載平穩性監控裝置控制原理

車載平穩性監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換為電流信號，并傳輸給車載監控主機，再由車載監控主機完成數據處理、平穩指標計算及報警輸出。

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

3 車載平穩性監控裝置誤報警故障

3.1 現車數據分析

1）車組1平穩數據分析。解析車組1故障時刻平穩性指標數據發現，其07橫向平穩性指標數據已持續15次大于報警閾值2.75，符合橫向平穩性報警條件。其中，車組1橫向平穩性指標數據如圖2所示。

圖2 故障時刻車組1橫向平穩性指標數據

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

2）車組2平穩數據分析。解析車組2故障時刻平穩性指標數據發現，其08車橫向平穩性指標數據已持續15次大于報警閾值3.0，符合橫向平穩性報警條件。因此，平穩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車橫向平穩性指標數據如圖3所示。

圖3 故障時刻7車橫向平穩性指標數據

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

3.2 地面模擬試驗分析

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

2）數據監測。完成試驗環境搭建后，平穩裝置通電測試，測試過程中利用PTU軟件查看平穩性指標數據。當系統運行一段時間后，監視器顯示平穩性指標數據異常，復現現車故障。

3.3 原因分析 車載平穩性監控裝置主機軟件涉及數據存儲區調用的任務有A/D數據轉換和數據預處理與指標計算兩個線程。

由于數據存儲區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據存儲區域的風險，導致平穩性指標值異常，進而造成現車平穩性誤報警故障。

根據數據分析及地面測試結果分析，車載平穩性監控裝置主機軟件在數據處理調度機制不完善，當數據處理結果未執行完畢時，另一任務線程調用該數據處理結果，引起數據錯亂，因而計算出的平穩性指標超標，導致裝置主機誤報平穩性報警。

4 優化措施

為防止兩個任務線程同時操作數據存儲區域的風險，導致平穩性指標值異常，發生平穩性誤報警故障問題。同時，保證A/D轉換完成后可立即進行數據預處理等操作。本文提出要優化車載平穩性監控裝置主機軟件數據調度機制，在數據存儲區增加任務線程的互斥機制，保證預處理結果數據寫入完成后方可進行后續操作。軟件優化前后的數據調用流程如圖4、5所示：

圖4 優化前數據調用流程

圖5 優化后數據調用流程

5 結束語

通過優化車載平穩性監控裝置主機軟件數據調度機制，防止了因兩個任務線程同時操作數據存儲區域的風險，導致平穩性指標值異常，發生平穩性誤報警故障問題。