現(xiàn)代城市軌道交通信號設(shè)備維修體系的思考與研究

馬永剛，鄒海明

（廣州地鐵集團有限公司運營事業(yè)總部基地維修中心，廣東廣州 510000）

現(xiàn)代城市軌道交通信號設(shè)備維修體系的思考與研究

馬永剛，鄒海明

（廣州地鐵集團有限公司運營事業(yè)總部基地維修中心，廣東廣州 510000）

隨著智能時代的到來，城市軌道交通列車控制技術(shù)得到了快速發(fā)展，信號設(shè)備的維護(hù)卻還是在沿襲傳統(tǒng)的維護(hù)方法和維修手段。在智能化快速發(fā)展的時代，傳統(tǒng)維護(hù)方法顯得橛守成規(guī)，不合時宜?？偨Y(jié)行業(yè)維修模式，利用成熟的新技術(shù)、新材料，改善落后的維護(hù)和維修方法，不但能節(jié)約企業(yè)成本，降低維修人員的勞動強度，而且可以高效全面地對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

城市軌道交通；信號設(shè)備；維修；模式

1　信號設(shè)備傳統(tǒng)維修模式概述

1.1國鐵維修模式

2015 年 8 月12日中國鐵路總公司發(fā)布的《普速鐵路信號維護(hù)規(guī)則》和《普速鐵路信號維護(hù)規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》在借鑒了國內(nèi)普速鐵路信號維護(hù)管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，繼承了鐵路信號維護(hù)的優(yōu)良傳統(tǒng)和歷史經(jīng)驗，并創(chuàng)新維護(hù)管理體制，完善維修方法，以適應(yīng)新形勢下的鐵路信號維護(hù)需求。該細(xì)則充分考慮了設(shè)備特點、技術(shù)發(fā)展以及維護(hù)規(guī)則使用者的需求，針對不同類型的信號設(shè)備采取不同維護(hù)模式。

信號設(shè)備主要分為維修（含入所修）、中修、大修3 個修程。其中，維修主要為日常養(yǎng)護(hù)、集中檢修，有需要時開展重點整修。日常養(yǎng)護(hù)、集中檢修均是按一定周期開展的檢查、測試和修理等；重點整修是對存在故障隱患、質(zhì)量缺陷的設(shè)備進(jìn)行的一次性集中修理工作，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)需要開展；中修是按一定周期開展的檢查、測試和修理工作，通過“整修、補強、恢復(fù)、改善”使設(shè)備的機械特性和電氣特性符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；大修開展前需要進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量狀態(tài)評估確認(rèn)。

國鐵維修模式成熟，經(jīng)驗豐富，很好地保障了設(shè)備的正常運行，對于城市軌道交通的設(shè)備維修保養(yǎng)具有極大的借鑒價值。國鐵對于設(shè)備維修模式的創(chuàng)新均會進(jìn)行深入的研究與論證，對于新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用也有嚴(yán)格的要求和相應(yīng)的規(guī)范，機制成熟，平臺廣闊。國鐵成熟的維修模式已經(jīng)應(yīng)用多年，其維修模式、維修手段能基本保持不變的主要原因是國鐵設(shè)備均采用國產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備類型統(tǒng)一，維修體系齊全，規(guī)章制度規(guī)范，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計、生產(chǎn)、維修等整個生命周期均得到了嚴(yán)格詳細(xì)的規(guī)范。

1.2城市軌道交通維修模式

目前城市軌道交通所使用的信號設(shè)備均由國際知名企業(yè)如西門子、阿爾卡特（泰雷茲）、阿爾斯通等集成商提供。信號設(shè)備從新線建設(shè)到開通時間較短，維修人員難以在短時間內(nèi)收集掌握設(shè)備的全過程特性，且由于不同集成商的設(shè)備相互借鑒點較少、維修技術(shù)培訓(xùn)困難、核心技術(shù)不對外開放等各種復(fù)雜的因素，使各城市建立了自己特色化的維修模式，國內(nèi)難以形成統(tǒng)一的規(guī)范，導(dǎo)致城市軌道交通信號設(shè)備維護(hù)呈現(xiàn)了多元化的模式?，F(xiàn)以上海地鐵和廣州地鐵的信號設(shè)備維修模式為例進(jìn)行介紹。

1.2.1上海地鐵信號設(shè)備維修模式

上海地鐵的信號設(shè)備維修主要為小修及以下的修程內(nèi)容，暫沒有大中修的周期和內(nèi)容。其信號設(shè)備維護(hù)主要分為通用設(shè)備維護(hù)規(guī)程和各線路的進(jìn)口設(shè)備維護(hù)規(guī)程。主要分為巡檢（1 次/日）、日常養(yǎng)護(hù)（1 次/月、季）、集中維護(hù)（1 次/年，其中油飾、書寫代號每 2 年1 次）、檢修（分為每年 1 次輪修和故障修）、調(diào)測（重大故障修復(fù)或超出 1 年以上的設(shè)備停用、大修、重大整改后）、鑒定（1 次/年，作為第 2 年的設(shè)備檢修依據(jù)）。

1.2.2廣州地鐵信號設(shè)備維修模式

廣州地鐵的信號設(shè)備維修主要分為 2 級保養(yǎng)、小修、中修和大修。2 級保養(yǎng)主要分為日檢、周檢、雙周檢、月檢、季檢、半年檢，主要對設(shè)備進(jìn)行日常巡視、檢查、測試、調(diào)整等簡單的維護(hù)保養(yǎng)工作。小修即年檢，按照 1 年的時間周期對全部設(shè)備進(jìn)行檢測、整治等，對存在故障隱患、質(zhì)量缺陷的設(shè)備進(jìn)行集中修理工作。廣州地鐵的中修和大修正在建立自主維修能力，主要分在線中大修和后臺集中修2種模式，在線和后臺相輔相成，共同完成線網(wǎng)設(shè)備的中大修工作。中修和大修的定義基于國鐵的中大修概念，在線中大修類似于國鐵的中修，后臺集中修類似于國鐵的入所修，但比國鐵維修的設(shè)備范圍廣，包含了信號器材、模塊、板卡等主要設(shè)備。

2　城市軌道交通信號設(shè)備維修模式思考

在城市軌道交通領(lǐng)域，各城市均有適合于自身發(fā)展的設(shè)備維修體系。從設(shè)備的整個生命周期來看，不管是采用了進(jìn)口設(shè)備還是國產(chǎn)設(shè)備，信號系統(tǒng)都會經(jīng)過磨合期、運行穩(wěn)定期和耗損老化期。設(shè)備生命周期的每個階段都會表現(xiàn)出不同的特性，性能變化都會從剛投入時的高故障期到運行穩(wěn)定期，最后進(jìn)入耗損老化的故障頻發(fā)期。所以，信號系統(tǒng)的維修應(yīng)該針對設(shè)備所處的不同時期采用不同的維修策略和維修手段。

2.1設(shè)備磨合期高故障的維修建議

信號設(shè)備剛投入時，由于各子系統(tǒng)間初次進(jìn)行全面的信息交互，各設(shè)備處于磨合期，這個時期是考驗軟件是否完全兼容、部件是否協(xié)同運行、信息是否成功交互的重要時期，會出現(xiàn)一些意料之外的故障，故障率一般較高。廣州地鐵對在用的西門子系統(tǒng)、阿爾卡特系統(tǒng)和阿爾斯通系統(tǒng)進(jìn)行了比較，西門子設(shè)備一般在 1～2 年的時間內(nèi)會處于高故障期，其他系統(tǒng)一般需要延續(xù)到第 3 年才會趨于穩(wěn)定。

（1）建立健全的搶險機制是快速處理故障的有效手段。建立健全的搶險機制在該時期能發(fā)揮重大的作用，梳理簡單快捷的故障處理流程，明確故障處理的原則，建立方便的故障信息反饋渠道是該機制不可缺少的要素。在設(shè)備出現(xiàn)故障時，現(xiàn)場人員能第一時間趕往現(xiàn)場，重大故障時，支援人員能及時到位，有助于快速恢復(fù)設(shè)備，開通線路，有條件時可聯(lián)合設(shè)備供應(yīng)商組建技術(shù)精湛的支援隊伍。搶修隊伍的組織可以參照搶修成員的住所位置采取就近原則進(jìn)行組建，各線路可以組建以換乘站、1 級聯(lián)鎖站為中心的區(qū)域性搶修團隊，提高故障救援的響應(yīng)效率。

（2）重點關(guān)注信號維護(hù)支持系統(tǒng)設(shè)備。日常值班人員需重點關(guān)注如微機監(jiān)測等信號維護(hù)支持系統(tǒng)設(shè)備或其他的附屬檢測設(shè)備，需要隨時留意檢測設(shè)備中的報警信息，定期對電壓、電流曲線等走勢進(jìn)行分析。

（3）現(xiàn)場維護(hù)需要細(xì)巡勤測?！吧賱?、細(xì)巡、勤測、精查”一直是國鐵設(shè)備的維護(hù)策略。在城市軌道交通信號設(shè)備剛投入使用時期，可能由于施工原因存在部分隱患，故障的發(fā)生只有在設(shè)備投入使用一段時間才能表現(xiàn)出來，這就要求日常維護(hù)需要重點做到細(xì)巡、勤測，尤其是電源設(shè)備的電壓、電流是否穩(wěn)定，電纜對地絕緣和線間絕緣是否良好，軌旁設(shè)備支架安裝是否穩(wěn)固等。道岔設(shè)備是城市軌道交通信號系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，在該時期發(fā)生的故障也最多，每次進(jìn)行日常維護(hù)時均需要多操動、多測量、多觀察，對于道岔技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化的需要及時進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)道岔部件短時期內(nèi)磨損嚴(yán)重的需及時聯(lián)系廠家進(jìn)行更換，并要求廠家出具相應(yīng)的材質(zhì)證明報告，完成整改。

2.2設(shè)備穩(wěn)定期維修建議

設(shè)備投入運營 3 年左右，系統(tǒng)運行一般都很穩(wěn)定，此時出現(xiàn)的故障多為設(shè)計缺陷、設(shè)備材質(zhì)質(zhì)量問題導(dǎo)致的故障，偶發(fā)性的故障較少。在該時期，可針對性地對相應(yīng)設(shè)備延長日常維修周期，減少維修頻次，重點做到“少動、精查”，重點關(guān)注道岔設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備等影響面較大的設(shè)備狀態(tài)。該時期也是進(jìn)入設(shè)備狀態(tài)維修的最好時期。設(shè)備狀態(tài)維修主要依靠檢測設(shè)備提供的信息提前獲取設(shè)備狀態(tài)變化的預(yù)知進(jìn)行分析，避免盲目維修，有必要時才進(jìn)行維修。目前各城市的軌道交通企業(yè)對于狀態(tài)修還處于探索和試行階段，狀態(tài)修的預(yù)知手段有限，主要依靠檢測設(shè)備、檢測儀器和工具、現(xiàn)場豐富的維修經(jīng)驗達(dá)到預(yù)知。未來，狀態(tài)修應(yīng)該成為城市軌道交通行業(yè)設(shè)備穩(wěn)定期主要的日常維修方式之一，因為狀態(tài)維修只需要更換或修理損壞的零件，減少物料、配件的消耗。

該時期可以根據(jù)系統(tǒng)及設(shè)備性能變化情況開展科研、技改、國產(chǎn)化項目。設(shè)備性能是否穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)材質(zhì)是否理想，在該階段可體現(xiàn)出來。針對設(shè)計功能單一、不方便維護(hù)或未達(dá)到設(shè)備維護(hù)要求的，可通過科研項目進(jìn)行“查漏補缺”或者改善其原有性能；針對設(shè)備材質(zhì)、結(jié)構(gòu)不理想的部件可通過技改項目進(jìn)行整治；針對設(shè)備原理、結(jié)構(gòu)已成熟掌握、具備維修或生產(chǎn)能力的部件可通過國產(chǎn)化項目進(jìn)行自主生產(chǎn)和維修，減少維修成本。

2.3設(shè)備耗損老化的故障頻發(fā)期維修建議

設(shè)備在投入使用 10～12 年后，各種問題將相繼涌現(xiàn)，設(shè)備性能開始退化，出現(xiàn)新的故障，設(shè)備故障增加。西門子系統(tǒng)由于優(yōu)良的設(shè)備材質(zhì)，時間可能會有所延遲。該時期，信號設(shè)備維修人員壓力較大，維修檢測將更加頻繁，中大修在該時期顯得更加重要。

在該時期，除加強日常保養(yǎng)外，需要重點關(guān)注軌旁設(shè)備的運行性能，特別是道岔設(shè)備、光電纜設(shè)備、車地通信設(shè)備。該時期信號系統(tǒng)將進(jìn)入大修階段，通過大修，對性能普遍下降嚴(yán)重、耗損較大的設(shè)備進(jìn)行更新。大修主要是對設(shè)備進(jìn)行分解，淘汰掉不合格零件，修復(fù)調(diào)整設(shè)備電氣和機械性能，消除設(shè)備隱患和缺陷，達(dá)到全面恢復(fù)信號設(shè)備質(zhì)量的目的，保證既有設(shè)備安全、可靠地正常使用。參考國鐵對大修的管理方式，開展信號設(shè)備大修至少需要提前 2 年時間啟動設(shè)備評估等工作。

3　新技術(shù)、新材料的應(yīng)用

信號設(shè)備的維護(hù)單單依靠各城市軌道交通企業(yè)是不夠的，設(shè)備廠家和信號器材廠也是設(shè)備維護(hù)的重要角色。正是市場上不斷推出了新的產(chǎn)品和新的技術(shù)，使得信號設(shè)備維護(hù)模式能夠不斷創(chuàng)新，設(shè)備維修手段能夠更加先進(jìn)。借助于這些新產(chǎn)品和新技術(shù)，使設(shè)備維護(hù)更加容易做到精測、精查，減少了操動設(shè)備的次數(shù)，部分設(shè)備還可以代替人工進(jìn)行巡檢。這些新的技術(shù)極大地方便了現(xiàn)場的維護(hù)工作，提高了維修效率，減少了企業(yè)的維修成本。

例如，使用道岔整體絕緣代替道岔分散絕緣，一方面可減少了維護(hù)人員對部件拆裝、絕緣分解的難度，使現(xiàn)場安裝更方便，維護(hù)時間更少；另一方面，對設(shè)備的整體絕緣更容易管理。傳統(tǒng)的絕緣板和絕緣管在采購的過程中，由于類型很多，且來自不同的器材廠或同一器材廠的不同批次，導(dǎo)致新采購的絕緣管和絕緣板與在線使用的絕緣管和絕緣板在厚度、長度、寬度等尺寸上不符，為現(xiàn)場管理帶來極大不便，尤其是企業(yè)同時應(yīng)用了不同類型的轉(zhuǎn)轍機，如 ZD6 電動轉(zhuǎn)轍機、S700K 轉(zhuǎn)轍機、ZYJ7 電液轉(zhuǎn)轍機，這就使得現(xiàn)場對備件的管理更加困難。

外鎖閉裝置需要經(jīng)常加油維護(hù)，市場上的有源加油器和無源加油器能夠代替人工進(jìn)行加油維護(hù)，相比有源加油器，無源加油器結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝。這些加油器極大地改善了現(xiàn)場人員對道岔外鎖閉裝置的維護(hù)強度和維護(hù)效率。

道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)能夠檢測不同類型道岔的缺口、溫度及濕度、電壓和電流、液壓和液位、動作時間等電氣參數(shù)和機械參數(shù)，利用傳感器技術(shù)、寬帶數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、智能圖像處理技術(shù)，通過視頻監(jiān)控、人機接口方式將現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)實時顯現(xiàn)出來，使設(shè)備維護(hù)監(jiān)控信息能夠傳輸?shù)绞覂?nèi)值班點來，不但做到了值班人員對設(shè)備的實時監(jiān)控，方便了設(shè)備的日常維護(hù)，極大地提高了道岔設(shè)備的維修效率，更為設(shè)備故障處理提供了分析依據(jù)和指引。

類似的新產(chǎn)品和新技術(shù)在市場上還有很多，應(yīng)考慮怎樣才能更好地應(yīng)用這些新產(chǎn)品和新技術(shù)。

（1）新線建設(shè)期間適當(dāng)考慮引用成熟的新產(chǎn)品。結(jié)合新線建設(shè)，對于已得到成熟應(yīng)用的新產(chǎn)品和新技術(shù)，可在此期間考慮使用。對于未得到成熟應(yīng)用但是技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備可靠性較高的檢測設(shè)備，需要進(jìn)行反復(fù)驗證和考察，尤其是安裝在道岔等關(guān)鍵設(shè)備上更要慎重。線路開通時由于設(shè)備故障較多，檢測設(shè)備的誤報警會增加現(xiàn)場人員的維護(hù)強度。

廣州地鐵一直在積極嘗試使用市場成熟的新產(chǎn)品，在新線建設(shè)期間就開始考慮引入新的檢測設(shè)備，以方便現(xiàn)場維護(hù)，減少人力投入。如“鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)”可以很好地對道岔的運行狀態(tài)和電氣參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，極大地方便了現(xiàn)場的日常維護(hù)，且能實時看到道岔的運行狀態(tài)，在道岔出現(xiàn)故障時能協(xié)助維修人員判斷故障點。廣州地鐵在反復(fù)考察了該系統(tǒng)后，有意向在后續(xù)的新線中進(jìn)行應(yīng)用。

（2）建立新產(chǎn)品、新技術(shù)的分享平臺。建立新產(chǎn)品、新技術(shù)的分享平臺是城市軌道交通企業(yè)與信號器材廠溝通的最好機制。該平臺可以使城市軌道交通企業(yè)能及時看到市場上出現(xiàn)的新產(chǎn)品、新技術(shù)，尤其是一線的維修人員。這不但有利于城市軌道交通企業(yè)進(jìn)行科研、技改、國產(chǎn)化，也有助于信號器材廠及時了解到各城市軌道交通企業(yè)現(xiàn)場設(shè)備維護(hù)的實際需求，發(fā)布的新產(chǎn)品也能較快獲得各城市軌道交通企業(yè)的意見。

（3）新產(chǎn)品、新技術(shù)的應(yīng)用最終能搭建為成套的檢測系統(tǒng)，避免“四面開花”。市場上出現(xiàn)的新產(chǎn)品較多，部分城市軌道交通應(yīng)用了大量的檢測設(shè)備，由于來自于不同的廠家，若檢測設(shè)備都需要獨立的網(wǎng)絡(luò)通道或獨立電纜的話，未免造成設(shè)備投入成本的增加，且不利用維修人員進(jìn)行集中監(jiān)控，容易出現(xiàn)“四面開花”的現(xiàn)象。

在引入新的檢測設(shè)備的時候，應(yīng)該聯(lián)合廠家將檢測設(shè)備的信息集中反映到一起，如可以考慮將“鐵路道岔綜合監(jiān)測系統(tǒng)”的檢測信息兼容到維護(hù)支持系統(tǒng)中，便于集中監(jiān)控，并且留有其他檢測設(shè)備的接口。最終使已在現(xiàn)場應(yīng)用的所有檢測設(shè)備能搭建為成套的檢測系統(tǒng)。

4　總結(jié)

在智能化的時代，新的維修理念、維修手段是每個城市軌道交通企業(yè)不斷探索和追求的目標(biāo)。各城市軌道交通企業(yè)在總結(jié)國鐵和其他城市軌道交通的經(jīng)驗上，需要根據(jù)自身的實際情況進(jìn)行應(yīng)用，探索出一種適合自身實情又利于企業(yè)發(fā)展的維修模式。淘汰落后的維修模式和維修手段，利用成熟的新技術(shù)和新產(chǎn)品，能減少現(xiàn)場維護(hù)人員的強度，節(jié)約企業(yè)人力投入成本。

［1］ 人力資源和社會保障部教材辦公室，廣州市地下鐵道總公司. 信號檢修工［M］. 北京：中國勞動社會保障出版社，2010.

［2］ 人力資源和社會保障部教材辦公室，廣州市地下鐵道總公司. 城市軌道交通概論［M］. 北京：中國勞動社會保障出版社，2009.

［3］ 中國鐵路總公司. 普速鐵路信號維護(hù)規(guī)則 業(yè)務(wù)管理［M］. 北京：中國鐵道出版社，2015.

［4］ 中國鐵路總公司. 高速鐵路信號維護(hù)規(guī)則 業(yè)務(wù)管理部分［M］. 北京：中國鐵道出版社，2016.

責(zé)任編輯 冒一平

Study on Maintenance System of Modern Transit Signaling Equipment

Ma Yonggang， Zou Haiming

With the advent of the intelligent era，urban rail transit train control technology has a rapid development， but the maintenance of signaling equipment is still using the traditional maintenance methods and means. In the rapid development of intelligent era， the traditional maintenance method is becoming backward and in inappropriate. The maintenance mode of transit uses proven new technologies， new materials is improving and replacing the backward maintenance method， not only saving costs， reducing the labor and workload of maintenance personnel， but also conducting maintenance effectively.

urban rail transit， signaling equipment，maintenance， mode

U284.92

2016-06-01

馬永剛（1989—），男，助理工程師