程偉娟

(中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院，北京 100166)

1 概述

北京地鐵5 號線信號系統(tǒng)，采用基于多信息無絕緣軌道電路加APR 應(yīng)答器的準(zhǔn)移動閉塞系統(tǒng)，其中軌道電路輸出模塊（Track Circuit Output Module，TCOM）設(shè)備，采用英國西屋TBS100產(chǎn)品，隨著北京地鐵5 號線運(yùn)營時(shí)間的累積，TCOM 設(shè)備故障率較高，故障修復(fù)時(shí)間長，故障影響范圍大，且西屋公司已無技術(shù)支持，暴露出的問題不斷影響著北京地鐵5 號線的正常運(yùn)營。為解決TCOM 的問題，北京地鐵將既有TCOM 設(shè)備替換成國內(nèi)自主研發(fā)的低頻發(fā)碼設(shè)備（Low Frequency Code Transmitter Equipment， LFCT）。由于北京地鐵5 號線是正式運(yùn)營線路，在調(diào)試期間，利用倒切開關(guān)完成TCOM 設(shè)備與LFCT 設(shè)備替換，雙系統(tǒng)快速、便捷切換成為必不可少的作業(yè)環(huán)節(jié)。

2017 年11 月3 日，在張自忠路首站倒切調(diào)試時(shí)，當(dāng)?shù)骨虚_關(guān)由TCOM 設(shè)備側(cè)倒切至LFCT 設(shè)備側(cè)時(shí)，既有TCOM 設(shè)備宕機(jī)。

運(yùn)營線路夜間作業(yè)時(shí)間只能在每天停運(yùn)后進(jìn)行，施工調(diào)試時(shí)間短、風(fēng)險(xiǎn)大，既有TCOM 設(shè)備工作狀態(tài)不穩(wěn)定，成功重啟TCOM 設(shè)備所用的時(shí)間不定，不能及時(shí)恢復(fù)既有TCOM 設(shè)備，就會影響次日地鐵運(yùn)營。如何確保調(diào)試期間TCOM 設(shè)備不宕機(jī)，降低對運(yùn)營的影響，成為面臨的重要難題。

2 既有TCOM設(shè)備調(diào)查

小組成員首先對TCOM 設(shè)備維護(hù)臺賬中統(tǒng)計(jì)分析TCOM 設(shè)備重啟時(shí)間，得出平均重啟時(shí)間為：17.5 min，如表1 所示。

表1 TCOM設(shè)備重啟時(shí)間統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistics table of restart time of TCOM equipment

TCOM 系統(tǒng)重啟累計(jì)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，如圖1 所示。

TCOM 系統(tǒng)一次重啟成功率僅為30%，如圖2所示。

通過對既有TCOM 設(shè)備情況的調(diào)查，鑒于調(diào)試時(shí)間短、TCOM 設(shè)備重啟成功時(shí)間不確定等因素，極大地增加了對次日地鐵正常運(yùn)營的影響。為此，需制定調(diào)試期間TCOM 系統(tǒng)宕機(jī)的解決方案，確保在調(diào)試期間不影響既有設(shè)備運(yùn)營安全和服務(wù)水平。

圖1 TCOM系統(tǒng)重啟累計(jì)時(shí)間統(tǒng)計(jì)圖Fig.1 Statistical chart of cumulative restart time of TCOM system

圖2 TCOM系統(tǒng)重啟成功率統(tǒng)計(jì)圖Fig.2 Statistical chart of restart success rate of TCOM system

3 解決方案

3.1 分析原因

針對既有TCOM 設(shè)備接口，如圖3 所示，找出4條可能造成TCOM 設(shè)備宕機(jī)的因素，如圖4 所示。

圖3 既有TCOM設(shè)備接口圖Fig.3 Interface diagram of the existing TCOM equipment

圖4 造成TCOM系統(tǒng)宕機(jī)末端因素Fig.4 Terminal factors of TCOM system downtime

3.2 方案確定

3.2.1 TCOM與聯(lián)鎖接口通信中斷通過對張自忠路集中站進(jìn)行倒切試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聯(lián)鎖與TCOM 系統(tǒng)接口線纜斷開后，TCOM 系統(tǒng)仍保持正常。由此可見，與聯(lián)鎖通信中斷不影響TCOM 系統(tǒng)正常工作。

3.2.2 與FS-2500軌道電路接口中斷

通過對張自忠路集中站進(jìn)行倒切試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)FS-2500 軌道電路與TCOM 系統(tǒng)接口線纜斷開后，TCOM 系統(tǒng)仍保持正常。由此可見，斷開與FS-2500 軌道電路接口不影響TCOM 系統(tǒng)正常工作。

3.2.3 OPCR繼電器影響

調(diào)試前將倒切開關(guān)由TCOM 側(cè)轉(zhuǎn)換至LFCT側(cè)，調(diào)試完畢后將倒切開關(guān)由LFCT 側(cè)轉(zhuǎn)換至TCOM 側(cè) 時(shí)，OPCR 繼電器會落下。

對TCOM 系統(tǒng)發(fā)碼電路圖進(jìn)行研究后，發(fā)現(xiàn)以下兩個地方與OPCR有關(guān)，可能會影響TCOM 系統(tǒng)正常工作。

1）TCOM 正常工作時(shí)，設(shè)備1、9 端子接OPCR 繼電器及其復(fù)示繼電器A5-A6（后接點(diǎn)）串聯(lián)采集。如圖5 所示，TCOM 系統(tǒng)正常工作時(shí)，TCOM 板卡驅(qū)動OPCR 繼電器吸起，回采OPCR及其復(fù)示繼電器接點(diǎn)斷開采集信息。如圖6 所示，當(dāng)?shù)骨袝r(shí)，OPCR 繼電器落下，回采OPCR 繼電器及其復(fù)示繼電器接點(diǎn)接通采集信息，導(dǎo)致TCOM設(shè)備宕機(jī)。

圖5 TCOM正常工作采集與驅(qū)動電路Fig.5 Acquisition and drive circuit of TCOM in normal operation

圖6 TCOM宕機(jī)時(shí)采集與驅(qū)動電路Fig.6 Acquisition and drive circuit of TCOM downtime

圖7 改進(jìn)后采集與驅(qū)動電路Fig.7 Improved acquisition and drive circuit

解決方案第一步，如圖7 所示，將OPCR 繼電器回采線纜斷開，模擬OPCR 繼電器假吸起狀態(tài)，使TCOM 設(shè)備不宕機(jī)。

2）查找OPCR 繼電器其余接點(diǎn)電路圖，根據(jù)TCOM 發(fā)碼電路圖，虛線線框內(nèi)為OPCR 繼電器的6 組接點(diǎn)，分別用于復(fù)示繼電器勵磁（4 組接點(diǎn)）和TCOM 發(fā)碼板功放KZ 電源（2 組接點(diǎn)）。TCOM 發(fā)碼板功放電源（KZ）經(jīng)OPCR 繼電器前接點(diǎn)及其復(fù)示繼電器前接點(diǎn)后接至TCOM 發(fā)碼板。如圖8 所示，當(dāng)?shù)骨袝r(shí)，OPCR 繼電器落下，TCOM 發(fā)碼板失電，導(dǎo)致TCOM 設(shè)備宕機(jī)。

圖8 發(fā)碼電路圖Fig.8 Circuit diagram of code sending

解決方案第二步，給TCOM 設(shè)備發(fā)碼板單獨(dú)供電，以保證TCOM 供電正常，使TCOM 設(shè)備不宕機(jī)。

在TCOM 設(shè)備板卡供電正常的基礎(chǔ)上，斷開OPCR 繼電器回采線纜，并做好相應(yīng)防護(hù)后，再次進(jìn)行倒切，TCOM 設(shè)備保持正常，解決了TCOM設(shè)備宕機(jī)問題。

4 總結(jié)

TCOM 設(shè)備宕機(jī)的解決方案，通過分析既有TCOM 設(shè)備電路原理，采用現(xiàn)場試驗(yàn)的方法，找到造成TCOM 設(shè)備宕機(jī)的原因，并針對原因制定對策，經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證，最終得出TCOM 設(shè)備宕機(jī)的解決方案。

TCOM 設(shè)備宕機(jī)問題的解決，極大降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，提高調(diào)試工作效率，為北京地鐵5 號線在調(diào)試期間的安全運(yùn)營提供保障。