車載ATC的故障診斷研究

魏艷春

摘 要：隨著城市經濟快速發展，城市軌道交通的出現在很大程度上緩解了城市交通的壓力。但是在地鐵交通運行當中，地鐵車輛ATC系統經常會出現一些故障問題，這些故障會威脅著地鐵交通運行安全進而威脅乘客的生命。為了更好地保障城市軌道交通車輛的安全行駛和正常運行，本文結合杭州地鐵1號線進一步探討ATC系統故障及解決方案和改進措施。

關鍵詞：ATC系統;ATP系統;故障診斷

一、車載ATC系統的結構組成

車載ATC系統就是列車自動控制系統，ATC系統基于通信信號技術的列車全自動控制系統。當地鐵列車車輛在軌道上運行，工作的時候這一個信號系統扮演著十分重要的角色，它就是列車運行的大腦神經，該技術的發展主要是伴隨著通信技術發展而來，尤其是無線電技術的快速發展。

杭州地鐵一號線信號系統采用的是較為先進的基于速度信息的ATC自動控制系統它是一套相對完整的ATC系統，這套系統包括ATO列車自動運行，ATP列車自動防護以及ATS列車自動監控三個子系統具有高度的集成和可靠性。此系統采用的是速度命令信息是通過軌道電路傳送給中央運輸指揮調度室。

（一）ATS自動監控系統

ATS系統是集合了列車的調度運行設備的監督控制，基于計算機神經網絡的ATS的子系統。

ATS系統是一套現代化的全自動列車監控系統，它集合了信號與網絡技術，車載高速計算機與數據儲存系統，現代化的高速高質量數據通信分布式的實時控制與監督系統，AGS系統中的其他系統與ATS子系統相互協調配合，同時運行共同參與了對地鐵運營列車的控制和設備監控。

（二）ATP自動防護系統

自列車自動保護系統是確保列車運行時速不超過設定目標速度的安全控制保護系統，它是ATC的系統的重要紫系統也是一種確保列車安全，防止列車超速的關鍵主要設備。

（三）ATO自動運行系統

ATO系統是列車自動運行系統，它的主要功能是實現對列車運行速度的自動控制調整，以及為了方便在車站準確停車的列車自動控制子系統，ATO作為ATS的主要子系統的功能，為自動廣播按照預先編設好的程序在車站定點定位停車控制，列車運行模式控制，列車進站減速控制，列車出站加速控制，列車區間隧道定速巡航控制。

（四）移動閉塞系統

為了控制移動中的先行列車與后續列車的距離，以及進入條件并且基于通信方式自動設定閉塞方式，這種方式我們稱之為移動閉塞，這種閉塞方式主要，為了保證后續列車有適當的防護距離，再加上其最高速度的制動距離，所以導致其閉塞制式，列車間的間隔并不統一，從原本的固定時間閉塞，改成固定距離閉塞。

二、車載ATC系統常見的故障

在車載ATC系統正常運行當中，由于ATC系統下轄多個子系統，每個子系統又下轄多臺設備，所以當一臺設備或者一個子系統出現故障時，就容易導致整個ATC系統運行出現問題。會導致諸如列車數據完整性丟失報警，地鐵向前溜放或者向后溜動，列車移動超速，列車基準位置不確定性過大，最為嚴重的是發生列車信號丟失，如果超過五秒沒有信號杭州地鐵列車所自帶的軟件就會對列車進行緊急制動，嚴重影響行車效率。

（一）地鐵列車與地面控制通信故障

列車與地面控制的通信主要依賴無線電通訊系統，一般的城軌列車的通訊模塊包含首尾的DCS天線，兩個調制解調器，兩套系統互相促進，互相更正，互為100%冗余備份，但也存在列車兩個無線通訊系統全部出現故障的可能性。

若車輛所載的無線電通訊系統正常，當正常行駛的列車在站臺正常停靠之時，如果地鐵列車司機從調度中心接受到了關于前方區間段出現無線電通訊故障的調度通知，地鐵列車有兩種選擇，第一如果此車為無人駕駛車輛，那就必須在此車站等待區間通信信號設備搶修完畢后再通過，另一種是如果此列地鐵列車為有人駕駛司機通過主動操作平臺上的，主動操縱按鍵實行強制的BM模式。

（二）城軌列車緊急制動出現故障

在地鐵車輛的ATC系統出現故障，頻率最高的原因也是因為地鐵車輛的緊急制動。導致此類故障的原因相當復雜，地鐵司機的失誤操作同樣會導致列車的緊急制動。如果發生了緊急制動事故，會對整個乘車運營管理調度秩序產生巨大影響。

一旦出現緊急制動故障之時，信號和車輛的運營檢修人員應該快速到達現場，并且檢查列車的緊急制動螺栓是否被拔起，兩個部件的連接處是否存在粘連現象？完成以上兩部檢查之后可以進行重啟，清空車載ETC設備的緩存，重新啟動列車。但如果重啟了車載ETC設備之后，緊急制動仍然無法停止，就需要使用工程搶險，救援車將卡死的列車掛上負重輪拖回檢修車庫。

（三）停車超范圍故障

我國地鐵車站一般采用屏蔽門設計，來防止乘客失足跌落帶電的區間軌道。城軌車輛的停車精度一般被要求控制在0.5米之內，在此誤差范圍內乘客才能安全的出入車廂，否則容易使乘客跌入車站與站臺之間的縫隙處產生危險。

（四）列車運行途中故障折返信息故障

每條地鐵線路有兩條正線構成的一個環形回路，為了防止故障在終點處以及線路中間的地方，會設有折返線以及存車線專門供列車改變上下行，類似于詹天佑設計的人字形鐵路設計。

在地鐵列車正常實踐運營當中，他的客運能力很大程度上取決于列車的折返能力，這樣在高峰時段可以盡快將人多地區的乘客輸送到指定位置。如果地鐵列車車載的ATC系統信號反饋出現問題，地鐵列車將無法進入折返線，即使進入折返線以后也難以實現自動折返線，需要地鐵司機的人工干預，這就導致了地鐵列車不能按照調度計劃按時進站，折返信息出現故障的主要原因還是因為車輛所載的車載ATC系統的無線通信設備出現了問題，也有可能是通信系統設備出現問題。

（五）列車信息安全故障

我國大部分ATC系統采用的是CBTC系統，系統在建設的時候實際上是考慮了一部分的，信息安全工程建設以及信息安全防護的需求，但隨著網絡科技的高速發展，出現了大量的會對CBTC系統產生危害的因素。

三、總結

本文結合杭州地鐵1號線，介紹了城市軌道交通車輛ATC系統的組成與工作原理，分析了其常見故障并提出了一些解決方案和改進措施。本文提出的故障診斷方法有效的提高了故障診斷效率和故障記錄效率，并在設備的換修周期方面有一定的指導意義，降低了維修人員的勞動強度，為地鐵列車車載設備安全高效的運營提供有力的技術支持。

參考文獻

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