廣州地鐵四號(hào)線L5型車ATO對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)問(wèn)題分析

王 健 唐鵬飛 李少帥

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

為保證列車高效運(yùn)行、降低司機(jī)的工作強(qiáng)度，現(xiàn)代軌道交通車輛普標(biāo)采用自動(dòng)駕駛（ATO）模式。由于站臺(tái)都配置了屏蔽門系統(tǒng)，為了方便乘客上下車，使用ATO駕駛模式進(jìn)行車站站臺(tái)對(duì)標(biāo)的要求更高。通常，列車停靠站臺(tái)精度為±0.3 m時(shí)，準(zhǔn)確率要求為99.99%；列車?？空九_(tái)精度為±0.5 m時(shí)，準(zhǔn)確率要求達(dá)到99.998%[1]。L5型車是廣州地鐵為了四號(hào)線南延段開(kāi)通采購(gòu)的增購(gòu)車型，其自2017年9月試運(yùn)營(yíng)以來(lái)多次出現(xiàn)ATO對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)問(wèn)題。

1 故障統(tǒng)計(jì)

2017年10月2日至2017年11月3日，四號(hào)線L5型車?yán)塾?jì)上線運(yùn)營(yíng)列車16列，共出現(xiàn)對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)故障221次，其中沖標(biāo)故障21次，欠標(biāo)故障200次，如圖1所示。

圖1 列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)總數(shù)統(tǒng)計(jì)

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，四號(hào)線L5型車目前總體表現(xiàn)為欠標(biāo)故障較多，本文主要針對(duì)欠標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行分析。

1.1 列車欠標(biāo)車站分布統(tǒng)計(jì)分析

針對(duì)各車站對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)問(wèn)題，統(tǒng)計(jì)情況如圖2所示。欠標(biāo)較嚴(yán)重的車站為廣隆下行、新造上行、低涌下行、黃村折返線2道、東涌上行。其中廣隆下行31次，占欠標(biāo)總次數(shù)的15.5%；新造上行28次，占欠標(biāo)總次數(shù)的14%；低涌下行27次，占欠標(biāo)總次數(shù)的13.5%；黃村折返線2道25次，占欠標(biāo)總次數(shù)的12.5%；東涌上行19次，占欠標(biāo)總次數(shù)的9.5%。

圖2 對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)車站分布圖

上述欠標(biāo)較多的車站中，黃村折返線2道、新造上行小交路折返后存在斷電區(qū)，廣隆下行、低涌下行、東涌上行進(jìn)站前存在感應(yīng)板不連續(xù)情況。

1.2 列車欠標(biāo)車號(hào)分布統(tǒng)計(jì)分析

針對(duì)列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)各車號(hào)分布不均，統(tǒng)計(jì)情況如圖3所示。欠標(biāo)較多的車輛中，083084車欠標(biāo)41次，占欠標(biāo)總數(shù)的20.5%；其次為071072車欠標(biāo)18次，占欠標(biāo)總數(shù)的9%；其余列車欠標(biāo)次數(shù)分布較為平均。由于083084、071072車較其他列車上線試運(yùn)營(yíng)早，投入試運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，因此欠標(biāo)總數(shù)比其他列車多。同時(shí)各列車上線運(yùn)行次數(shù)和時(shí)間不同，多數(shù)車欠標(biāo)次數(shù)總體較為平均，故認(rèn)為列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)與列車號(hào)無(wú)必然的聯(lián)系。

圖3 對(duì)表不準(zhǔn)車號(hào)分布圖

1.3 列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)日期統(tǒng)計(jì)分析

L5型車2017年10月14日后，上線試運(yùn)營(yíng)車數(shù)開(kāi)始逐漸增多，目前投入試運(yùn)營(yíng)的車輛共計(jì)16列。從列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)日期分布圖可以看到，列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)日期分布情況無(wú)明顯規(guī)律，如圖4所示。

2 欠標(biāo)問(wèn)題分析

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析情況可以看出：

2.1 欠標(biāo)問(wèn)題與車站有關(guān)

對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)問(wèn)題較嚴(yán)重的車站為廣隆下行、新造上行、低涌下行、黃村折返線2道、東涌上行。欠標(biāo)問(wèn)題與車站相關(guān)聯(lián)的因素主要為感應(yīng)板不連續(xù)問(wèn)題和斷電區(qū)問(wèn)題。

2.2 欠標(biāo)問(wèn)題與軟件版本有關(guān)

（1）斷電區(qū)欠標(biāo)主要原因?yàn)榱熊嚱?jīng)過(guò)斷電區(qū)時(shí)電制動(dòng)力缺失，導(dǎo)致列車速度較高，ATO控制級(jí)位加大，經(jīng)過(guò)斷電區(qū)后列車按照ATO級(jí)位輸出制動(dòng)力較大，最終導(dǎo)致欠標(biāo)。通過(guò)更新ATO軟件版本調(diào)整特定車站的停車偏移量，使之得到有效改善。

（2）存在感應(yīng)板不連續(xù)的車站，前期通過(guò)修改牽引系統(tǒng)軟件，增加了對(duì)進(jìn)站前感應(yīng)板不連續(xù)線路的識(shí)別。目前牽引系統(tǒng)軟件邏輯控制程序版本為V1.0.5，對(duì)于感應(yīng)板不連續(xù)線路的判斷邏輯仍采用V1.0.3版本，具體判斷邏輯為：

圖4 列車對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)日期分布圖

當(dāng)以下條件都成立時(shí)，牽引系統(tǒng)判斷線路感應(yīng)板不連續(xù)：

1）22 km/h≤列車速度≤55 km/h；

2）制動(dòng)手柄級(jí)位＞90%；

3）兩個(gè)架的牽引逆變器都在工作；

4）兩個(gè)架的直流電流差值的絕對(duì)值＞30 A持續(xù)0.2 s。

進(jìn)入感應(yīng)板不連續(xù)模式后，電機(jī)電流按1.0倍發(fā)揮，反饋給制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際電制動(dòng)力為0.72倍，制動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充28%的制動(dòng)力。

當(dāng)兩個(gè)架的直流電流差值的絕對(duì)值＜20 A持續(xù)0.8 s后，牽引系統(tǒng)退出線路感應(yīng)板不連續(xù)模式。

該版本軟件雖然一定程度上改善了感應(yīng)板不連續(xù)線路的欠標(biāo)問(wèn)題，但仍未從根本上解決問(wèn)題。下面以2017年10月26日低涌下行欠標(biāo)情況為例進(jìn)行分析。

通過(guò)分析ER數(shù)據(jù)，車輛在通過(guò)感應(yīng)板不連續(xù)線路前期時(shí)，由于牽引系統(tǒng)判斷感應(yīng)板不連續(xù)線路需要時(shí)間，同時(shí)氣制動(dòng)補(bǔ)充也會(huì)滯后一些，整車制動(dòng)力偏小，信號(hào)系統(tǒng)一直在加大控制級(jí)位，如圖5所示。當(dāng)空氣制動(dòng)力建立起來(lái)后，會(huì)存在與電制動(dòng)力疊加的情況（牽引軟件判斷出感應(yīng)板不連續(xù)線路后，按100%的功率發(fā)揮電制動(dòng)力）。

圖5 低涌下行欠標(biāo)100 cm

信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)到車輛速度變化太快時(shí)，就會(huì)減小控制級(jí)位，由于此時(shí)車輛還處于感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間，隨后控制級(jí)位再次增大到100%級(jí)位，致使車輛速度變化較大，信號(hào)系統(tǒng)隨后慢慢降低級(jí)位，最終導(dǎo)致車輛欠標(biāo)。

另外，查看2017年10月26日測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，個(gè)別對(duì)標(biāo)不準(zhǔn)車站在停車階段ATO輸出存在惰行時(shí)間。

東涌下行感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間不在停車階段，停車階段車輛速度約33 km/h時(shí)ATO輸出惰行3 s左右，隨后信號(hào)系統(tǒng)控制停車，如圖6所示。在此期間可以嘗試增加制動(dòng)級(jí)位，降低車輛進(jìn)站時(shí)的速度，提高ATO對(duì)標(biāo)精度。

圖6 東涌下行欠標(biāo)130 cm

3 后續(xù)措施

目前存在欠標(biāo)較多的主要為進(jìn)站前感應(yīng)板存在不連續(xù)的車站，解決該問(wèn)題的關(guān)鍵是要減小在感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間電制動(dòng)力與空氣制動(dòng)力疊加的情況，以減小ATO控制級(jí)位波動(dòng)，避免出現(xiàn)ATO輸出100%制動(dòng)級(jí)位的情況。廠家通過(guò)修改牽引軟件參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)：

（1）在感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間，電制動(dòng)力修改為按95%發(fā)揮（原為按100%發(fā)揮）；

（2）在感應(yīng)板不連續(xù)區(qū)間，反饋給制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際電制動(dòng)力為0.72倍，該參數(shù)也可考慮作適當(dāng)修改。

4 結(jié)語(yǔ)

列車對(duì)標(biāo)異常問(wèn)題一直是困擾地鐵列車與信號(hào)系統(tǒng)的重大疑難問(wèn)題，L5型車對(duì)標(biāo)問(wèn)題需要車輛和信號(hào)配合，共同研究解決。

[1]王道敏.ATO站臺(tái)精確停車功能實(shí)現(xiàn)的制約因素分析[J].鐵道通信信號(hào)工程技術(shù)，2012，9（4）：41-43，61.