王茜

摘 要：當列車處于ATO模式沿線路在站間運行時，VOBC（車載控制單元）將控制列車的啟動、停車和速度調(diào)節(jié)，以使列車的速度、惰行、加速度、減速度以及沖擊率處于運行類型定義的特定曲線范圍內(nèi)。本文主要介紹了青島地鐵2號線沖標問題分析及排查處理方法，為后續(xù)可能發(fā)生的同類問題提供解決思路。

關(guān)鍵詞：ATO；沖標；分析；排查

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.087

1 概述

信號車載ATO子系統(tǒng)是實現(xiàn)電客車自動駕駛功能的核心部分，其任務(wù)為正確接受控制系統(tǒng)發(fā)出的命令，并通過清晰可靠的顯示手段將命令顯示出來，顯示的同時確保列車運行在命令所固定的條件之下，提供安全的運行速度與精確的對位停車位置，對于列車的精準運行有著十分重要的意義。青島地鐵2號線信號專業(yè)采用上海電氣泰雷茲信號系統(tǒng)設(shè)備，該系統(tǒng)通過車載控制設(shè)備（簡稱VOBC）與軌旁設(shè)備相結(jié)合的工作方式，可實現(xiàn)不同模式列車的混跑運營要求。

2 ATO控車原理

在ATO模式下，信號車載子系統(tǒng)向車輛系統(tǒng)發(fā)送ATO牽引/制動力命令，車輛系統(tǒng)根據(jù)命令輸出對應(yīng)的牽引/制動力，控制列車運行。而此時牽引/制動力的大小通過模擬4-20 mA的電流信號給出，如圖1所示。

ATO子系統(tǒng)根據(jù)停車點和列車的常用制動力等計算ATO的停車曲線，通過車底的接近傳感器檢測站臺接近盤完成精確停車。當列車運行速度為6km/h左右時車輛制動系統(tǒng)會進行電空轉(zhuǎn)換，即電制動開始退出，氣制動開始施加來滿足信號系統(tǒng)輸出制動級位的需求。信號系統(tǒng)制動級位下降后的一段是列車在靠近接近盤之前的一段緩行，用來保證列車能夠以低速通過接近盤。在接近傳感器檢測到接近盤且讀取有效時，就向VOBC發(fā)出一個對位信號，此時VOBC會增大制動級位施加扭矩控制列車停在制定的停車點。在列車達到零速度狀態(tài)后，VOBC將禁止牽引力輸出并且施加制動保證列車處于靜止狀態(tài)，至此整個對標過程完全結(jié)束。

此外，VOBC的ATO軟件可以根據(jù)車輛參數(shù)和響應(yīng)時間來調(diào)整，確保列車停車精度滿足要求。同時，ATO的調(diào)整不會影響到ATP軟件。

3 沖標問題概述及分析

3.1 沖標問題概述

青島地鐵2號線列車設(shè)計在ATP防護下可用最大退行距離為10m，當列車沖標超出10m后，退行時需切除ATP進行，在退行時如操作不當可能導(dǎo)致電客車到達后續(xù)車站晚點，影響行車效率。

3.2 沖標原因分析

下面以2018年6月17日0212車在棗山路下行進站沖標60cm為例，對列車沖標原因進行分析說明。

圖2中藍色線表示列車當前速度，淺灰色折線反映制動級位，由圖可看出當級位開始下降時（周期58233.9），制動級位為71%，對應(yīng)級位下降點的速度為7.8km/h，相較于正常對標時6-7km/h的速度偏大。沖標原因為制動級位下降點的速度值較正常對標時偏大，導(dǎo)致列車到達停車點時未完全停穩(wěn)從而導(dǎo)致沖標。

3.3 排查思路及采取措施

（1）車載設(shè)備檢查。從設(shè)備安裝入手，徹底檢查車載設(shè)備安裝精度，檢測車底設(shè)備輸出功率正常，各處連接線纜緊固無破損，系統(tǒng)各模塊板卡通信正常，無告警顯示；測量車底信標天線、接近傳感器安裝高度。

（2）軌旁因素排查。對站臺附近軌旁設(shè)備進行檢查測量，確定信標及接近盤安裝精度在標準范圍內(nèi)，排除軌旁設(shè)備導(dǎo)致沖標的可能。而軌行區(qū)內(nèi)潮濕，導(dǎo)致列車出現(xiàn)空轉(zhuǎn)打滑的情況，且經(jīng)過查看線路參數(shù)，李村往棗山路下行方向存在27.9‰的下坡，這一情況也有可能成為沖標影響因素。

（3）軟件缺陷確定。多次深入分析ATO控車曲線，通過與正常對標曲線作比較，查找異常點。經(jīng)過大量數(shù)據(jù)比對確定沖標原因，根據(jù)確定的沖標原因（如制動級位下降點速度過高）研究相應(yīng)整改策略，由點及面抓住主要問題點，從底層算法優(yōu)化ATO控車軟件來解決該問題。

（4）開展ATO控車參數(shù)優(yōu)化測試。進行新版軟件調(diào)試，驗證車輛制動軟件與新版ATO軟件參數(shù)匹配性。新版軟件確定后將優(yōu)先對沖標列車進行軟件升級并進行上線測試，根據(jù)實際線上對標情況，對剩余列車依次完成軟件升級。

3.4 軟件整改及成效

通過之前一系列分析可得出，基礎(chǔ)分析原因是當制動級位開始下降時，對應(yīng)級位下降點的速度級偏高，導(dǎo)致列車到達停車點時未完全停穩(wěn)從而發(fā)生沖標。經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)收集比對及動車測試，最終采取的方案是針對該缺陷進行底層算法優(yōu)化，基本原則是延長進站前制動級位保持時間，確保制動級位下降是列車速度下降到6km/h左右時車輛制動系統(tǒng)電制動退出，氣制動開始施加來滿足信號系統(tǒng)輸出制動級位的需求。完成整改后效果顯著，未再發(fā)生此類原因引起的沖標。

4 總結(jié)

本文針對青島地鐵2號線列車沖標問題進行分析討論，詳細介紹了列車沖標原因及排查處理過程。列車沖標屬于系統(tǒng)性問題，不僅有關(guān)信號系統(tǒng)控制，更涉及到信號系統(tǒng)與車輛牽引、制動等系統(tǒng)的接口響應(yīng)執(zhí)行情況，需要接口專業(yè)聯(lián)合進行分析排查，故障現(xiàn)象互通，曲線數(shù)據(jù)共享，共同分析問題原因，尋求有效解決途徑。