基于TCMS数据的地铁电客车制动故障分析与根除_卢亚芳.pdf

设备管理与维修2023 2（上）电，并通过多用表现场监测运行电流，结果表明振动示值不稳的原因还是集中在振动传感器。查阅文献资料发现，安装时不同的预紧力会对剪切式的振动传感器的灵敏度和频率响应产生明显影响。如果预紧力较小，则传感器的刚度下降，导致共振频率降低，使得频率响应上限降低，误差变大。当预紧力增加到一定程度，接近零件结构和敏感元件的承受极限时，将导致零件变形或损坏，引起刚度下降，频率响应上限降低和误差增大。因此，在安装时振动传感器应选择最优预紧力，而这个要求明显超出了相关单位的认知范围。最终，现场对泵驱动端振动传感器的固定锁紧螺栓进行调整，降低预紧力、增加过盈量，持续运行测试后，振动示值不稳的故障得以解决。3结束语振动的理论和测量方法比较成熟、简单易行，因此在设备的状态监测和故障诊断技术中，振动监测技术是普遍采用的基本方法。随着新技术的投用，尤其是作为信息技术三大支柱之一的传感器技术的不断成熟及应用，一方面，显著提升了设备运行可靠性，为工业自动化的发展进步提供了坚实支撑；另一方面，传感器自身的高可靠性、长期的稳定性及抗恶劣环境及抗误报警的能力还有待验证，同时作为检维修单位人员的相关专业知识也还存在明显不足。传统的简单诊断能力已不能满足复杂系统的查因排故需求，设备故障诊断技术不仅要对设备的状态是否正常作出判断，更重要的是对故障的原因、部位及严重程度作出准确评估，从而指导现场做好预防性维修的工作。现场的检维修人员不能墨守成规，在设备检维修作业过程中要开拓思路，大胆、灵活应用科学高效的思维方法，提升在复杂系统中抓住重点、厘清难点的能力，并充分运用设备状态监测和精密诊断技术，不断强化企业的本质安全。编辑吴建卿0引言南京地铁轨道交通 2 号线于 2010 年的 5 月开通，该线路地铁电客车是由中车南京铺镇车辆有限公司生产制造，其地铁电客车的列车网络控制系统（Train Control and Management System，TCMS）和制动系统使用了法国阿尔斯通（ALSTOM）公司的产品设计方案、牵引系统则使用了德国克诺尔公司的设计方案。该线路地铁电客车使用的 TCMS 系统、牵引系统、制动系统在保证地铁车辆安全正点运行中起着关键作用。该线路地铁电客车自投入使用，运营期间内在手动模式下曾多次出现无法牵引、制动不缓解的问题，导致该线路正线救援事件频次的增加。在手动模式下地铁电客车无法牵引制动问题的发生，对电客车的日常安全运行存在较大安全隐患。1原因分析1.1牵引制动故障在 2020 年 3 月 19 日 10:35 信号楼报 061062 次地铁电客车在洗车回库的途中，061A 端手动模式下，该电客车司机对电客车实施制动后电客车不减速，对此司机通过拍蘑菇（一种紧急停车的装置）进行紧急制动，紧急制动后推动电客车的牵引，却发现制动不缓解无法动车，随后电客车司机经多次牵引、制动操作后电客车的牵引、制动才恢复正常。2020 年 4 月 17 日 09:13信号楼报回库的 061062 次电客车再次出现牵引制动故障，电客车司机在 061A 端手动模式下时无法正常驾驶，司机只好改为紧急牵引模式动车回库。2020 年 5 月 4 日 12:06 行车调度中心来电，1508 次电客车在云锦路段报 061A 端手动模式下发生牵引制动故障。2020 年 6 月 17 日 18:38 在马群转轨时，电客车司机报手动驾驶模式发生故障，司机经过转换模式开关、断合 KS 后均无故障改善效果，最后改为紧急牵引模式动车回库。2020 年 8 月 6 日 4:31 行车调度中心报 061A端手动驾驶模式发生故障，此故障原因是因电客车无牵引制动力。1.2电客车的车辆数据分析如图 1 所示，电客车司机制动信号已经发出，此时制动需求为2.488 V，但是图中可以看出没有电制动与气制动完成量，气制动没有施加，随后电客车司机拍蘑菇进行紧急制动。如图 2 显示紧急制动后，电客车司机多次对列车进行牵引操作，且牵引信号均已发出，牵引需求为 3.775 V，但图中并未看到牵引力完成量，且气制动没有缓解，经多次牵引制动后故障消失，地铁车辆恢复正常运行。通过上述 2 组数据比对发现，电客车不论是在牵引还是制动工况下，从列车事件记录仪（EVR）数据中可看出，各项必要条件基于 TCMS 数据的地铁电客车制动故障分析与根除卢亚芳1，张玉2（1.南京地铁运营有限责任公司，江苏南京210046；2.安徽工业大学管理科学与工程学院，安徽马鞍山243032）摘要：以南京轨道交通地铁 2 号线 ALSTOM 项目车型为样本，对 TCMS 数据进行分析研究，确定电客车在手动模式下无法牵引制动的一种故障原因，并对此故障问题提出了对基于 TCMS 系统牵引制动判定逻辑进行改进的故障解决方案。关键词：地铁；TCMS；手动驾驶；牵引指令；制动不缓解；判定逻辑中图分类号：U279.4文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.02.2156设备管理与维修2023 2（上）均已发出，但牵引和制动系统均没有执行发出的牵引、制动指令。对此情况进行分析，如果只是牵引系统没有收到网络指令的情况，在制动工况下牵引系统也许不会施加电制动，但不应该影响气制动进行补偿；或在牵引工况下也许会没有牵引力，但不应该影响气制动缓解。因此考虑 TCMS 或许并没有发出牵引或制动指令，或 TCMS 的判断并不符合牵引或制动指令发出的条件。2020年 5 月 4 日和 2020 年 6 月 12 日地铁列车司机显示单元（DriverDisplay Unit，DDU）都报了手动驾驶模式故障，但在 MPU（微处理器）中没有相关事件记录，考虑 TCMS 判断牵引或制动指令的条件与该故障会有一定联系。1.3手动模式故障的原因及影响如图 3 所示，关于手动驾驶模式故障判定逻辑中可以发现：当在人工模式下 TCMS 对故障的判断逻辑是，如果收到LI_ATOEffDmd1_或LI_ATOEffDmd2_信号就判定VB_TBS_EffDmdValid 为 0，当该变量为 0 且该司机室的司机控制器激活情况下，TCMS 就会报手动驾驶模式故障。如图 4 所示，手动驾驶模式故障对牵引与制动指令的影响：当TCMS 判定到 VB_TBS_EffDmdValid 值为 0 时，向网络发送惰行指令（MPU_CEffDmd=0、MPU_CDemCoast=1、MPU_CDemTract=0、MPU_CDemBrak=0、MPU_CDemFastBrk=0）。因为 RIOM2A 和 RIOM3A 采集 AMR2 的信号 LI_ATOEffDmd1、LI_ATOEffDmd2 对 VB_TBS_EffDmdValid 值的判定有直接影响，而 VB_TBS_EffDmdValid 的值又间接影响了牵引与制动指令的判定，因此判断此故障为 AMR2 继电器故障或串电导致 LI_ATOEffDmd1 或 LI_ATOEffDmd2 信号异常。2故障验证与处理2.1故障验证因手动驾驶模式故障问题并不是持续存在，故无法捕捉到其故障下电客车的车辆数据，因此通过故障模拟的形式进行故障还原，并对电客车故障时的车辆数据进行实时监控。如图 5 所示，以飞线的方式模拟手动驾驶模式下的故障逻辑，使输入信号 LI_ATOEffDmd1=1，此时手动模式推动牵引 VB_TBS_EffDmdValid_1=0，DDU 将会显示手动驾驶模式故障，TCMS 则只发出惰行指令。2.2故障处理后续通过在 TCMS 数据流中植入“种子”，在 2020 年 8 月 6 日此类故障再次出现时，捕捉到了电客车的车辆异常数据（图 6）。根据该故障异常数据确定了手动驾驶模式下LI_ATOEffDmd2_1 信号异常为高电平，更换了 AMR2 至 RIOM3A 的LI_ATOEffDmd2_1 故障线缆。图 5手动驾驶模式故障逻辑模拟图 4手动驾驶故障下牵引与制动的关系图 2列车事件记录仪（EVR）数据 2图 1列车事件记录仪（EVR）数据 1图 3手动驾驶模式故障判定逻辑57设备管理与维修2023 2（上）图 6故障后的异常数据3问题与解决方案3.1存在的问题由于在手动驾驶模式下发生故障后，系统会直接给出惰性的网络指令，致使地铁车辆不能按照驾驶司机要求的控制方式对电客车的牵引及制动进行控制，此问题对日后地铁车辆的日常运行构成极大的安全隐患。3.2解决方案（1）故障判断逻辑进行修改：通过将手动驾驶模式故障的判断逻辑由 RIOM2A 和 RIOM3A 采集 AMR2 的信号 LI_ATOEffDmd1、LI_ATOEffDmd2，“或”的关系变更为“与”的关系，即在手动驾驶模式下，上述两个信号同时都为高电平时就判定为手动驾驶模式故障。通过对故障判断逻辑进行修改，修改前后结果对比发现，修改后使该故障的判定更加严谨。（2）故障后传达指令进行：将手动驾驶模式故障发生后传达的网络惰性指令改为制动指令，降低了电客车在运行中的安全风险。4结语牵引制动指令是地铁电客车安全运行的必要条件，南京轨道交通地铁 2 号线在手动驾驶模式下出现故障问题时会强制给出惰性指令，进而导致电客车司机推动牵引与制动后列车对此无反应。鉴于此故障对电客车的行车安全性具有重大影响，因此对TCMS 故障判定的控制与管理逻辑进行优化改善。通过上文对故障判断逻辑及指令传达进行改进，改进前后运营数据的比对与跟踪可发现，该设计方案可以有效解决手动模式下的故障问题。参考文献1中车浦镇车辆厂有限公司.TCMS 功能与故障诊断说明书 Z.2017.2阿尔斯通（上海）有限责任公司.牵引功能需求说明书 Z.2017.编辑石跋序0引言国内引进的三菱 M701F 型燃机的安全油管路配置只有 1 套跳闸阀控制回路，当机组挂闸时此跳闸阀关闭，安全油管路建立起安全油压，机组挂闸成功；若跳闸阀打开，则管路中的安全油泄回至油箱，机组跳闸。由于原有安全油管路上的跳闸阀为单一结构设计，安全隐患很大，若跳闸阀出现故障，将会出现 2种不安全情况的发生：跳闸阀误开，泄掉安全油，直接导致机组跳闸；跳闸阀拒动，此情况对机组的危害更高。针对此情况，优化三菱 M701F 型燃机跳闸阀控制回路。1设计思路1.1结构优化在三菱 M701F 型燃机跳闸阀控制回路优化设计前，分析原有跳闸阀控制回路特点，优化为跳闸阀控制回路串并联结构设计。设计 4 个跳闸阀分为 2 组，将这 2 组并联结构串联在一起后，构成串并联结构：2 组并联结构中任意一个跳闸阀因故障而打开时，均不会使安全油泄掉；即使任意一组中的 2个跳闸阀打开，同样不会使安全油泄掉；只有 2 组并联结构中各有一个跳闸阀动作时，安全油压才会泄掉，实现机组跳闸功能（图 1）。1.2开发在线试验功能在优化后的跳闸阀结构中，进一步开发在线试验功能，可在线检验跳闸阀工作状态。在线活动试验时，打开进油侧并联的2 个跳闸阀中的任意一个跳闸阀，压力监视测点示值升高并触发压力高报警，以此检验阀门开启正常。当试验阀门关闭后，三菱 M701F 型燃机跳闸阀控制回路优化孙长春（国能国华（北京）燃气热电有限公司设备维护部，北京100035）摘要：简述三菱 M701F 型燃机跳闸阀控制回路的安全隐患，并提出优化策略，开发跳闸阀在线试验功能。可通过此功能有效检验跳闸阀的工作状态，提高机组安全运行的可靠性。关键词：燃机；跳闸阀；在线试验中图分类号：TM621文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.02.2258