广州地铁六号线L3型车架修后冲标故障分析

开，需通过司机进行手动对标，影响列车运行效率，极 在正线ＡＴＯ 运行进站对标期间，由信号系统给出牵
易造成列车晚点［１］。广州地铁６ 号线Ｌ３ 型车检测列车停 引制动的０～１０ Ｖ 电压的模拟量信号，经过列车控制及诊
稳在停车点± ５０ ｃｍ 范围均可正常实现屏蔽门与车门联 断系统（ＴＭＳ ）的模／ 数转换及处理后，以网络的方式
图３ 气制动系统数据
另经查询制动距离的标准文件进行计算，３ ｋｍ／ ｈ 车 速的情况下纯气制动阶段１００％ 级位与３０％ 级位的制动
制ａｅ 动＝ ０等． ２效８ 减ｍ／速ｓ２率为：
（１）
距离偏差最大可达７２ ｃｍ。详细计算如下。 （１）３ ｋｍ／ ｈ 车速１００％ 制动ｍ应／ ｓ２时间为：
及快速制动的减速度和制动距离，数据如表１ 所示，各 动有效，此时列车对标准确停稳。保持制动确保列车能
项数值均在正常范围内，判断Ｌ３ 型车架修后列车纯气制 动功能无异常。
停在斜坡上而不倒溜，如图１ 所示，判断列车进站电制 动与气制动配合无异常。
图１ 电制动退出
２． ４ 信号控制方面核查
故障未消除，判断信号控制无异常。
列车冲标是一个复杂的系统问题，其与车辆控制系统、 制动系统、信号系统、轮径值与系统的匹配性、制动施 加的磨合性、信号传输延时及轨旁设备等因素息息相关， 而频繁的冲标故障对行车组织也带来一定的压力［３－５］。 陈宁宁等［６］及刘明［７］分别从车地通信双通道冗余防护系 统的研究和基于列车自动控制曲线研究冲标防护系统方 面开展对列车冲标故障防范措施的研究。 １ 对标原理分析
广州地铁六号线 Ｌ３ 型车架修后冲标故障分析
刁满佳，代秀秀，杨丹枫
（广州地铁集团有限公司，广州 ５１０３１０）
摘要：为探讨分析广州地铁６ 号线Ｌ３ 型车在运营时出现冲标现象的原因，从广州地铁６ 号线车辆制动功能、制动效果数据以及车
辆与信号的接口通信方面展开分析，阐述了冲标问题的排查思路。分析得出，广州地铁６ 号线Ｌ３ 型车出现冲标的原因主要有信号
（ ， ， ， ） Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． Ｌｔｄ． Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３１０ Ｃｈｉｎａ ： Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｂｅｙｏｎｄ ｐａｒａ－ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ Ｌ３－ｔｙｐｅ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ ， ， Ｌｉｎｅ ６ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｒａｋｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｂｒａｋｅ ｅｆｆｅｃｔ ｄａｔａ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌ ｏｆ ， ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ ６ ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｄｅａｓ ｏｆ ｂｅｙｏｎｄ ｐａｒａ－ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｒｏｕｂｌｅ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ， ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｂｅｙｏｎｄ ｐａｒａ－ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｆａｕｌｔ ｏｆ Ｌ３－ｔｙｐｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ ６ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｅｌａｙ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ， ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｐｏｏｒ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｏｇｉｃ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｋｎｏｒｒ ｂｒａｋｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｖｅｈｉｃｌｅ ， ， ， ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｌｏｗ ｓｐｅｅｄ ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｂｒａｋｉｎｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｒａｋｅ ｐａｄ ａｎｄ ｂｒａｋｅ ｄｉｓｃ ， ｗｈｉｃｈ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｐｏｏｒ ｂｒａｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｅｔｃ． ： ； ； ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍｅｔｒｏ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｇｎａｌ ｂｅｙｏｎｄ ｐａｒａ－ｐｏｓｉｔｉｏｎ
春等［１］从车辆制动控制等方面阐述了列车冲标的可能原 制动完全取代电制动，所施加的制动力满足制动需求和
因，并以冲标实例展开分析。罗庆［２］通过对广州地铁４ 冲动限制。在第三阶段，当保持制动信号有效、制动施
号线冲标问题的分析，得出直线电机车型感应板的不连 加以及保持制动确保列车能停在斜坡上而不倒溜。当列
传感器，后续跟踪故障车上线运营时仍出现冲标故障， 会导致信号与车辆接口控制精度误差偏大，列车高速
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年 月 机电工程技术 第 卷第 期 ２０２１ ０６
５０ ０６
第５０ 卷 第０６ 期
机 电 工 程 技 术
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＆ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ ５０ Ｎｏ ０６
： ＤＯＩ １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００９－９４９２． ２０２１． ０６． ０８０ 刁满佳，代秀秀，杨丹枫． 广州地铁六号线Ｌ３ 型车架修后冲标故障分析［Ｊ］． 机电工程技术，２０２１，５０ （ ）： ０６ ２９６－３００．
故障发生后，信号专业下载数据检查信号相关ＡＴＯ ２． ５ 车辆与信号接口配合
参数正常，为进一步排除信号设备问题，将对标有关的 通过查看故障时刻车辆与信号接口数据可知，信
ＣＢＳ （编码里程计和信标天线接口管理）板，ｃｍＰ （核心 号控制车辆牵引制动模拟量与车辆实际收到的牵引制
处理板）板与其他正常无故障车对换，并更新信号速度 动模拟量存在固有５００ ｍｓ 网络延时，由于延时存在，
（２）
制动减速率分配为：
ｔｅｇ ＝ １． ３５ ｓ
（３）
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刁满佳，等：广州地铁六号线Ｌ３ 型车架修后冲标故障分析
平均减速率为：
平均减速率为：
制动距离为： ａｓ
＝
ｖ × ａｅｇ ｖ ＋ ２ × ａｅｇ × ｔｅｇ
＝ ０． ２４２ ｍ ／ ｓ２
（４）
制动距离为： ａｓ
＝
ｖ × ａｅｇ ｖ ＋ ２ × ａｅｇ × ｔｅｇ
续性是造成列车冲标的原因之一，并提出了改进措施。 车停在车站停车窗内的停车点，车辆已检测到零速且实
收稿日期：２０２１－０２－２４
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刁满佳，等：广州地铁六号线Ｌ３ 型车架修后冲标故障分析
施制动，信号设备发出开门允许授权，授权列车打开正 表１ ４０ ｋｍ／ ｈ 初速度时不同工况下切除电制动纯气制动的制动距离测试
次数
制动减速度 （应大于０． ） ８８
制动距离 （应小于７０）
（ · ） ／ ｍ ｓ －２
／ｍ
第次 １
１． ０８
５７
第次 ２
１． ０３
６２． ３
减速度（应 动距离
大于１． ） ０４ （应小于５９）
（ · ） ／ ｍ ｓ －２
／ｍ
１． ２
４９． ５
１． １２
５６
２ 原因分析
第次 ３
１． ０４
５８． ４
６２． ５
１． １３
５４． ２
车电制动功能无异常，将架修后故障冲标车的电制动部 件互换到其他正常列车后故障未转移，互换后原对标正常 列车上线运营对标准确无故障，故障冲标车上线运营仍有
２． ３ 列车进站期间电制动与气制动配合情况核查 通过分析冲标前的电制动与气制动ＥＲ 数据，在冲
标故障前，由信号系统给出制动模拟量信号以后，当车
动，一旦列车停稳后距离停车点超出５０ ｃｍ，屏蔽门与 传递到牵引系统的门控单元（ＤＣＵ） 和制动系统
车门无法联动，继而出现冲标故障。
（ＥＣＵ）。在停稳对标的第一阶段，当列车速度小于
列车冲标是列车运行时常发生的问题，其往往与列 ６ ｋｍ／ ｈ 的情况下，由制动指令和电制动有效信号发起，
车的制动系统和车辆与信号系统的接口问题相关。罗曦 然后空气制动开始逐渐取代电制动。在第二阶段，空气
１００９－９４９２ ２０２１ ０６－０２９６－０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｅｙｏｎｄ Ｐａｒａ－ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｆａｕｌｔ Ａｆｔｅｒ Ｒｅｐａｉｒ ｉｎ Ｌ３－ｔｙｐｅ
Ｖｅｈｉｃｌｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ ６
， ， Ｄｉａｏ Ｍａｎｊｉａ Ｄａｉ Ｘｉｕｘｉｕ Ｙａｎｇ Ｄａｎｆｅｎｇ
０ 引言 地铁车辆冲标是指列车在ＡＴＯ 模式运行条件下，由
车辆信号系统控制车辆进站停车过程中，超出车站的指 定停车区间，称为冲标。当列车停在车站停车区间内的 停车点，车辆已检测到零速且施加制动，信号设备发出 开门允许授权，授权列车打开正确侧车门；当列车停车 超出车站的停车区间，车载信号接收超出信号机的范围， 即使在零速且施加制动的情况下，车门可能无法正常打
与车辆系统传输延时，车辆控制对信号控制的跟随误差大；低速度下克诺尔制动控制系统与车辆控制系统的控制逻辑拟合性较差，
导致制动补偿不足；闸片与制动盘之间磨合度不足，导致制动效果较差等。
关键词：地铁；制动系统；控制系统；信号；冲标
（ ） 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： Ｕ２３１
Ａ
度段同样存在车辆速度线跟随不佳现象，见图２。
图２ 信号与车辆接口数据
在车辆克诺尔控制系统停车对标阶段控制逻辑中， 障车在纯气制动阶段（３ ｋｍ／ ｈ 以下）列车实际速度与信 列车速度下降到３ ｋｍ／ ｈ 电制动完全退出后，气制动只按 号推荐速度均存在偏离的情况，由此可知，六号线的车 ３０％级位执行，以避免停车前减速率过大给乘客产生冲 辆与信号系统存在固有匹配缺陷。对于纯气制动阶段克 击感，提高乘客舒适度，如图３ 所示。但是通过查看信 诺尔制动系统只执行３０％ 级位的固有控制逻辑设计，六 号控制数据细节，在纯气制动阶段克诺尔制动系统只按 号线信号系统并没有进行相应的控制配合设计，致使在 ３０％级位执行（图３），虽然此时信号系统已给出最大控 设计源头上就存在一定程度车辆系统与信号系统的控制 制制动模拟量（图２），仍然出现了对标良好车与冲标故 配合不佳的影响。
冲标现象，判断Ｌ３ 型车架修后电制动相关部件无异常。 辆执行电制动至车辆速度下降约至６ ｋｍ／ ｈ，此时进入停
２． ２ 气制动功能核查
稳对标的第一阶段，气制动开始补充，电制动以一定斜
试车线按压ＳＢＵＣＯ 按钮切除车辆电制动验证纯气制 动功能，测量１０ 组以上纯气制动工况下１００％ 常用制动
率下降；在第二阶段，列车速度约为３ ｋｍ／ ｈ 时，电制动 完全由气制动取代，电制动力退出；第三阶段，保压制
确侧车门；如果包括列车运行对标过程错过停车点超出
常用 １００％ 常用 １００％ 快速制动 快速制
允许范围，信号设备不发出开门授权；六号线Ｌ３ 型车检 测列车停稳在停车点± ５０ ｃｍ 范围均可正常实现屏蔽门 与车门联动，一旦列车停稳后距离停车点超出５０ ， ｃｍ 屏蔽门与车门无法联动，继而出现冲标故障。
５９． ５ ５８． ６ ６５． １ ５６． ３ ５７． ５
１． １６ １． １９ １． １６ １． １７ １． １４
５３． ３ ４９． ３
５１ ５１． ６ ５３． ３
２． １ 电制动功能核查
第次 ９
１． ０５
５９
１． １９
５３． ５
检查故障时刻车辆监控数据，牵引系统无故障，列 第１０ 次 １．０２
１． ２
５０． ７
故障发生后，广州地铁联合车辆和信号专业从车辆 电制动功能、车辆气制动功能、车辆进站期间电制动与 气制动配合、信号控制、车辆与信号接口配合几个方面 调查，分析造成车辆ＡＴＯ 进站冲标的故障原因。
第４ 次 第５ 次 第６ 次 第７ 次 第８ 次
１． ０２ １． ０５ ０． ９９ １． ０８ １． ０３