车载ATC的故障诊断研究

魏艳春

摘 要：随着城市经济快速发展，城市轨道交通的出现在很大程度上缓解了城市交通的压力。但是在地铁交通运行当中，地铁车辆ATC系统经常会出现一些故障问题，这些故障会威胁着地铁交通运行安全进而威胁乘客的生命。为了更好地保障城市轨道交通车辆的安全行驶和正常运行，本文结合杭州地铁1号线进一步探讨ATC系统故障及解决方案和改进措施。

关键词：ATC系统;ATP系统;故障诊断

一、车载ATC系统的结构组成

车载ATC系统就是列车自动控制系统，ATC系统基于通信信号技术的列车全自动控制系统。当地铁列车车辆在轨道上运行，工作的时候这一个信号系统扮演着十分重要的角色，它就是列车运行的大脑神经，该技术的发展主要是伴随着通信技术发展而来，尤其是无线电技术的快速发展。

杭州地铁一号线信号系统采用的是较为先进的基于速度信息的ATC自动控制系统它是一套相对完整的ATC系统，这套系统包括ATO列车自动运行，ATP列车自动防护以及ATS列车自动监控三个子系统具有高度的集成和可靠性。此系统采用的是速度命令信息是通过轨道电路传送给中央运输指挥调度室。

（一）ATS自动监控系统

ATS系统是集合了列车的调度运行设备的监督控制，基于计算机神经网络的ATS的子系统。

ATS系统是一套现代化的全自动列车监控系统，它集合了信号与网络技术，车载高速计算机与数据储存系统，现代化的高速高质量数据通信分布式的实时控制与监督系统，AGS系统中的其他系统与ATS子系统相互协调配合，同时运行共同参与了对地铁运营列车的控制和设备监控。

（二）ATP自动防护系统

自列车自动保护系统是确保列车运行时速不超过设定目标速度的安全控制保护系统，它是ATC的系统的重要紫系统也是一种确保列车安全，防止列车超速的关键主要设备。

（三）ATO自动运行系统

ATO系统是列车自动运行系统，它的主要功能是实现对列车运行速度的自动控制调整，以及为了方便在车站准确停车的列车自动控制子系统，ATO作为ATS的主要子系统的功能，为自动广播按照预先编设好的程序在车站定点定位停车控制，列车运行模式控制，列车进站减速控制，列车出站加速控制，列车区间隧道定速巡航控制。

（四）移动闭塞系统

为了控制移动中的先行列车与后续列车的距离，以及进入条件并且基于通信方式自动设定闭塞方式，这种方式我们称之为移动闭塞，这种闭塞方式主要，为了保证后续列车有适当的防护距离，再加上其最高速度的制动距离，所以导致其闭塞制式，列车间的间隔并不統一，从原本的固定时间闭塞，改成固定距离闭塞。

二、车载ATC系统常见的故障

在车载ATC系统正常运行当中，由于ATC系统下辖多个子系统，每个子系统又下辖多台设备，所以当一台设备或者一个子系统出现故障时，就容易导致整个ATC系统运行出现问题。会导致诸如列车数据完整性丢失报警，地铁向前溜放或者向后溜动，列车移动超速，列车基准位置不确定性过大，最为严重的是发生列车信号丢失，如果超过五秒没有信号杭州地铁列车所自带的软件就会对列车进行紧急制动，严重影响行车效率。

（一）地铁列车与地面控制通信故障

列车与地面控制的通信主要依赖无线电通讯系统，一般的城轨列车的通讯模块包含首尾的DCS天线，两个调制解调器，两套系统互相促进，互相更正，互为100%冗余备份，但也存在列车两个无线通讯系统全部出现故障的可能性。

若车辆所载的无线电通讯系统正常，当正常行驶的列车在站台正常停靠之时，如果地铁列车司机从调度中心接受到了关于前方区间段出现无线电通讯故障的调度通知，地铁列车有两种选择，第一如果此车为无人驾驶车辆，那就必须在此车站等待区间通信信号设备抢修完毕后再通过，另一种是如果此列地铁列车为有人驾驶司机通过主动操作平台上的，主动操纵按键实行强制的BM模式。

（二）城轨列车紧急制动出现故障

在地铁车辆的ATC系统出现故障，频率最高的原因也是因为地铁车辆的紧急制动。导致此类故障的原因相当复杂，地铁司机的失误操作同样会导致列车的紧急制动。如果发生了紧急制动事故，会对整个乘车运营管理调度秩序产生巨大影响。

一旦出现紧急制动故障之时，信号和车辆的运营检修人员应该快速到达现场，并且检查列车的紧急制动螺栓是否被拔起，两个部件的连接处是否存在粘连现象？完成以上两部检查之后可以进行重启，清空车载ETC设备的缓存，重新启动列车。但如果重启了车载ETC设备之后，紧急制动仍然无法停止，就需要使用工程抢险，救援车将卡死的列车挂上负重轮拖回检修车库。

（三）停车超范围故障

我国地铁车站一般采用屏蔽门设计，来防止乘客失足跌落带电的区间轨道。城轨车辆的停车精度一般被要求控制在0.5米之内，在此误差范围内乘客才能安全的出入车厢，否则容易使乘客跌入车站与站台之间的缝隙处产生危险。

（四）列车运行途中故障折返信息故障

每条地铁线路有两条正线构成的一个环形回路，为了防止故障在终点处以及线路中间的地方，会设有折返线以及存车线专门供列车改变上下行，类似于詹天佑设计的人字形铁路设计。

在地铁列车正常实践运营当中，他的客运能力很大程度上取决于列车的折返能力，这样在高峰时段可以尽快将人多地区的乘客输送到指定位置。如果地铁列车车载的ATC系统信号反馈出现问题，地铁列车将无法进入折返线，即使进入折返线以后也难以实现自动折返线，需要地铁司机的人工干预，这就导致了地铁列车不能按照调度计划按时进站，折返信息出现故障的主要原因还是因为车辆所载的车载ATC系统的无线通信设备出现了问题，也有可能是通信系统设备出现问题。

（五）列车信息安全故障

我国大部分ATC系统采用的是CBTC系统，系统在建设的时候实际上是考虑了一部分的，信息安全工程建设以及信息安全防护的需求，但随着网络科技的高速发展，出现了大量的会对CBTC系统产生危害的因素。

三、总结

本文结合杭州地铁1号线，介绍了城市轨道交通车辆ATC系统的组成与工作原理，分析了其常见故障并提出了一些解决方案和改进措施。本文提出的故障诊断方法有效的提高了故障诊断效率和故障记录效率，并在设备的换修周期方面有一定的指导意义，降低了维修人员的劳动强度，为地铁列车车载设备安全高效的运营提供有力的技术支持。

参考文献

[1]王魏.数据采集处理[J].河北：科技风.2018.

[2]王胜春，罗映，靳同红.1999年5月第三期铁道学报[M].北京：化工业出版社.2012.