李啟磊，李 杰

（南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，江蘇南京210031）

使用數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行地鐵故障診斷的應(yīng)用實(shí)踐

李啟磊，李 杰

（南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，江蘇南京210031）

以DL750數(shù)據(jù)記錄儀為例，通過兩個(gè)列車售后故障案例，說明使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄儀等現(xiàn)代測(cè)量工具可以有效提高故障診斷水平，保障列車正線運(yùn)營。

數(shù)據(jù)記錄儀；故障診斷

地鐵列車控制類故障主要有線路故障、設(shè)備故障兩類。線路故障一般可使用萬用表等儀器測(cè)量線路的通斷或得電與否進(jìn)行處理，對(duì)于偶發(fā)或瞬發(fā)性的線路故障就需要對(duì)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過數(shù)據(jù)分析查找故障點(diǎn)［1］。對(duì)于設(shè)備故障中的功能故障（如信號(hào)ATC），往往對(duì)應(yīng)輸入或輸出信號(hào)異常，也需要對(duì)相關(guān)過程量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析；此時(shí)，數(shù)據(jù)記錄儀是處理故障的有效工具。介紹了采用DL750［2］數(shù)據(jù)記錄儀處理列車故障的兩個(gè)成功案例。

1 數(shù)據(jù)記錄儀

數(shù)據(jù)記錄儀是一種從傳感器獲取傳感信號(hào)（電壓、電流、溫度、壓力、速度、張力、位移等），并將這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)的電子儀器，其最大的特點(diǎn)是能自動(dòng)記錄周期性或非周期性多路信號(hào)的變化過程和瞬態(tài)電平變化過程。

本文采用的DL750具有8個(gè)模擬通道輸入和8位邏輯輸入，最高采樣率10 Mb/s，具有在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)中捕捉高速異常的雙捕獲功能［3］。

2 典型案例分析

2.1 蘇州地鐵1號(hào)線緊急制動(dòng)故障

（1）故障現(xiàn)象：蘇州地鐵1號(hào)線某列車在空載試運(yùn)營期間多次發(fā)生不明原因觸發(fā)緊急制動(dòng)。售后人員多次查線均沒有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，后聯(lián)合西門子多次組織專項(xiàng)測(cè)試，并使用軟件監(jiān)控變量，仍然沒有捕捉到故障點(diǎn)。（蘇州地鐵1號(hào)線為4節(jié)編組，構(gòu)成為Tc1－Mp1－Mp2－Tc2，其中Tc－Mp之間為牽引桿連接，Mp－Mp之間為半自動(dòng)車鉤連接）

（2）測(cè)試方案：采用DL750數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行過程數(shù)據(jù)監(jiān)控，監(jiān)控整列車緊急制動(dòng)關(guān)鍵連接節(jié)點(diǎn)，全列車梳理分析后選定10個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，如圖1。

圖1 全列車測(cè)試點(diǎn)分布（以Tc1車激活為例，上圖中箭頭方向?yàn)殡妷鹤呦?，Tc2激活時(shí)流向相反）

測(cè)試思路：采用排除法進(jìn)行測(cè)試，找到失電點(diǎn)后，再往回路前面的測(cè)試點(diǎn)檢查，逐步縮小故障點(diǎn)范圍，最終鎖定故障點(diǎn)?，F(xiàn)有的DL750數(shù)據(jù)記錄儀為8通道輸入配置，每次選定8個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試點(diǎn)分布在Tc車隔墻柜、Mp車低壓柜中的端子排上，具體分布點(diǎn)如圖1。

表1 記錄儀各通道對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)（測(cè)試后匯總）

（3）分析處理：列車休眠后按照表1中第1列的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行接線，激活Tc1車司機(jī)室，列車上正線進(jìn)行測(cè)試，下行南施街開往星塘街，在10：30時(shí)觸發(fā)緊急制動(dòng)，記錄電壓波形如圖2所示。

圖2 10：30觸發(fā)緊急制動(dòng)波形圖

圖3 13：39觸發(fā)緊急制動(dòng)波形圖

CH5和CH8通道即Mp1－TB04C2LD/74和Tc1－TB04C1RD/255失電，說明故障點(diǎn)在Mp1－Mp2車和Tc1－Mp1之間。為進(jìn)一步排除Tc1車單點(diǎn)故障，按照表1第2批測(cè)試點(diǎn)重新接線，去掉Mp2車前端回路測(cè)試點(diǎn)，增加Tc1車回路測(cè)試點(diǎn)，下午13：39，列車再次觸發(fā)緊急制動(dòng)，此時(shí)Tc2車司機(jī)室激活，列車上行金楓路開往木瀆站，記錄電壓波形如圖3所示。

圖4 20：22電壓波形

圖3顯示CH6和CH7通道Mp2－TB04C2LD/74和Tc2－TB04C1RD/255失電，可以排Tc1－Mp1之間線路故障，進(jìn)一步說明故障點(diǎn)在Mp2－Mp1之間（選擇Tc1－TB04C1RD/253和Tc1－TB04C1RD/257測(cè)試點(diǎn)是基于Tc1司機(jī)室激活的條件，列車換端Tc2激活后，利用原有的測(cè)試點(diǎn)亦可以排除Tc1－Mp1之間故障）。

為進(jìn)一步確定故障區(qū)間，進(jìn)行了第3批次測(cè)試，測(cè)試點(diǎn)同表1中第1列，測(cè)試結(jié)果顯示故障區(qū)間仍為Mp1－Mp2車之間，測(cè)試電壓波形如圖4所示。通過上述測(cè)試，分析3次信號(hào)失電先后順序，將觸發(fā)緊急制動(dòng)的點(diǎn)鎖定為Mp1車TB04C2LD/74和Mp2車TB04C2LD/74之間連接的電路。這段電路包括Mp1和Mp2車的CM/CF04C2LD＿23連接器和兩Mp車之間連掛用的半自動(dòng)車鉤。

（4）故障分析結(jié)論：通過上述數(shù)據(jù)分析，在Mp1和Mp2車的CM/CF04C2LD＿23連接器和兩Mp車之間連掛用的半自動(dòng)車鉤之間重點(diǎn)排查，最終排除出故障點(diǎn)如下：

①連接器針子壓接不良

檢查發(fā)現(xiàn)該列車的Mp1車二位端電器柜上的連接器CM04C2LD＿23的A10針腳與CF04C2LD＿23的A9針腳有縮針現(xiàn)象，極易導(dǎo)致連接器針子虛接，致使列車突然觸發(fā)緊急制動(dòng)；

②半自動(dòng)車鉤緊急制動(dòng)列車線接觸點(diǎn)彈性丟失

將該車兩Mp車之間的半自動(dòng)車鉤解掛后檢查發(fā)現(xiàn)Mp2車車鉤緊急制動(dòng)列車線接觸點(diǎn)彈性丟失，無法自動(dòng)復(fù)位，在列車運(yùn)行過程中，可能觸發(fā)緊急制動(dòng)。如圖5、圖6所示。該接觸點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致隨機(jī)觸發(fā)緊急制動(dòng)。

通過重新壓接連接器針子和更換車鉤觸點(diǎn)，該列車未再發(fā)生觸發(fā)緊急制動(dòng)故障。

圖5 車鉤

圖6 車鉤觸點(diǎn)

2.2 南京1號(hào)南延線全列車車門無法打開致清客故障

（1）故障現(xiàn)象：南京1號(hào)南延線正線運(yùn)營期間發(fā)生停站時(shí)車門無法打開故障，司機(jī)操作無效后列車進(jìn)行了清客處理。

（2）故障分析：售后人員通過調(diào)取車載EVR數(shù)據(jù)記錄儀的記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)到司機(jī)每次進(jìn)行允許車門按鈕操作時(shí)，EVR接受到的Zero＿velocity（零速信號(hào)）有0.52 s的丟失，如圖7所示。列車開門需要兩個(gè)條件：一是有持續(xù)的零速信號(hào)，二是開門信號(hào)需要一個(gè)上升沿過程；在圖中紅圈處，司機(jī)在操作允許開門按鈕時(shí)，ATC發(fā)出開門指令信號(hào)，EVR＿Cdor B（開門指令信號(hào)）從低電平觸發(fā)至高電平，此時(shí)零速信號(hào)為高電平，門開始執(zhí)行開門的動(dòng)作，0.5 s左右時(shí)，零速信號(hào)開始丟失，門立即執(zhí)行關(guān)門，雖然零速信號(hào)0.52 s后恢復(fù)為高電平，但此時(shí)開門指令信號(hào)EVR＿Cdor B一直處于高電平，沒有上升沿過程，所以門無法打開。

為確定該0.52 s的丟失是車輛線路問題還是ATC系統(tǒng)輸出到車輛信號(hào)問題，采用DL750數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行了試驗(yàn)。

圖7 EVR數(shù)據(jù)記錄儀

（3）測(cè)試方案：選擇在故障列車進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)前選擇了以下5個(gè)測(cè)試點(diǎn)作為數(shù)據(jù)記錄儀的輸入信號(hào)。

圖8的電路為ATC模式下的零速采集原理。ATC系統(tǒng)直接發(fā)送左、右門釋放信號(hào)，作為車載繼電器DRR＿1B、DRR＿2B（左門釋放繼電器）的輸入，該釋放信號(hào)作為開門條件之一，兩個(gè)門釋放繼電器常開觸點(diǎn)串聯(lián)作為EVR零速監(jiān)控輸入。數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)試通道與測(cè)試點(diǎn)的關(guān)系如表2。

圖8 測(cè)試點(diǎn)

表2 記錄儀通道與測(cè)試點(diǎn)關(guān)系

（4）測(cè)試過程

數(shù)據(jù)記錄儀連接好測(cè)試點(diǎn)后，上電開始數(shù)據(jù)記錄，列車以ATP保護(hù)下的手動(dòng)模式開始動(dòng)車，列車至停站窗口位置，左側(cè)開門按鈕指示燈亮，司機(jī)操作允許開門按鈕，右側(cè)開門按鈕指示燈同時(shí)被點(diǎn)亮，幾秒后操作左側(cè)開門按鈕，車門可以打開。數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)試的波形進(jìn)行處理如圖9所示，圖10為對(duì)圖9中的圖形進(jìn)行放大后的處理結(jié)果。

圖9 測(cè)試波形

圖10說明：司機(jī)操作允許車門按鈕即圖中的－102.93 s時(shí)，ATC發(fā)出的左門釋放信號(hào)（CH1）開始降為低電平，DRR＿1A（CH4）和DRR＿1B（CH6）的觸動(dòng)閉合大概有0.1 s的延時(shí)，為正常情況，至－102.41 s時(shí)，左門釋放信號(hào)開始恢復(fù)至正常，此時(shí)右側(cè)車門釋放信號(hào)（CH7）也從低電平變成高電平，根據(jù)數(shù)據(jù)記錄儀顯示ATC系統(tǒng)直接發(fā)出的左側(cè)車門釋放信號(hào)有0.52 s的丟失。

圖10 零速釋放丟失圖形放大

按同樣的試驗(yàn)方法，共進(jìn)行了5次的車門釋放試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果相同。

（5）測(cè)試結(jié)論：車門無法打開故障源頭為ATC系統(tǒng)存在0.52 s的零速丟失，為地面ATC信號(hào)問題，排除車輛問題。信號(hào)系統(tǒng)通過進(jìn)行硬件和軟件修復(fù)，解決了0.52 s零速丟失，車門無法打開故障消失，列車可以正常開關(guān)門。

3 結(jié)束語

采用數(shù)據(jù)記錄儀DL750分析、定位、解決了兩起地鐵列車故障，現(xiàn)代測(cè)試儀器（如DL750）可以有效提高故障診斷水平，保證列車正線安全可靠運(yùn)營。

［1］ 魏 晨，楊孝洪.南京地鐵一號(hào)線列車產(chǎn)生緊急制動(dòng)的原因分析及預(yù)防措施［J］.電力機(jī)車與城軌車輛，2008，31（6）：53-56.

［2］ Mr.Koichi Chujo.波形測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)－兼談YOKOGAWADE的示波器發(fā)展［J］.國外電子測(cè)量技術(shù)，2003，（6）：2-6.

Application of Data Storage Recorder for Metro Fault Diagnosing

LI Qilei，LI Jie
（CSR Nanjing Puzhen Co.，Ltd.，Nanjing 210031 Jiangsu，China）

Taking DL750-type data storage recorder as example，this paper provides two cases of train after-sales fault，which proves that using data storage recorder can improve the ability of train fault diagnosing，and can assure the train＇s commercial operation.

data storage recorder；fault diagnosing

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.04.16

1008－7842（2014）04－0071－04

4—）男，工程師（

2013－12－30）