地铁工程车辆静态调试装置的研发与应用

李 军 赵晨亮 李 勋 韩 朝 徐文超 徐敏发

(青岛地铁集团有限公司运营分公司一中心车辆部 山东 青岛 266041)

0 引言

地铁工程车辆是地铁运营保障的重要设备之一， 每条线路都配属工程车辆， 承担正线救援、 施工及厂内调车作业， 其工作运用情况复杂， 作业环境多变， 经常承载各种正线设备作业使用。 工程车辆维护保养及检修作业后的静态调试是其至关重要的一环， 直接影响到正线施工作业用车， 尤其是一些无动力工程车辆， 往往需要动力车辆配合才能完成调试， 严重影响了检修效率， 因此需要开发一种运行稳定、 使用方便、 作业效率高的地铁工程车静态调试装置。

1 现阶段存在问题

目前大部分地铁所采购的轨道检测车、平板车等车辆因使用、设计等因素尚无风源和电源，当检查轨道检测车制动系统的各项作业功能、平板车的空气制动性能和平板吊车配备的随车吊各项作业功能以及每次计划修、故障修后，都需要能够调车作业的动力机车配合才能完成轨道检测车、平板车与平板吊车的静态调试，整个过程较为繁杂，协调部门较多，作业成本相对较高，作业效率较低。

此外，根据轨道交通行业工程车运用现状和发展趋势，工程车辆目前正朝着减少动力机车，增加各类功能性车辆的趋势发展。在动力机车优先满足厂段内调车和正线救援使用的前提下，需要另外寻找一套满足工程车辆静态调试的替代方案，确保绿色环保，满足作业需求，实现工程车辆静态调试的相关功能。

2 调试装置功能与结构

2.1 调试装置功能

该装置主要针对无动力工程车辆检修后调试使用，通过向其提供风源、电源，以及模拟输入测试信号，实现各项修程后检测及功能调试，达到不依赖动力工程车辆的目的。装置采用模块化设计思路，分为风源转换、电源转换和信号接收三个基础模块。

2.2 工程车静态调试装置内部架构

该调试装置采用模块化控制理念，分别由装置总体控制、信号采集与输出模块、制动系统风源控制模块、电源供给模块组成。其中信号采集与输出模块与装置总体控制均由装置内部的PLC完成，向轨道检测车发出数字信号的同时接收信号，测试轨道检测车各项电气功能；风源控制模块采用PLC控制空气阀件的方式，向轨道检测车、平板车等工程车输送风源与控制用风；电源供给模块将库区380 V电源转换成AC 380 V/DC 24 V等电源，为轨道检测车提供DC24 V车载控制电源、为平板车随车吊提供AC380 V吊车动力电源。模块化的设计使该装置使用方便、维护简单，所有模块均安装在装置主体小车上，如图1所示。

图1 工程车静态调试装置内部组成架构

2.3 工程车静态调试装置外部接口

该调试装置的外部接口由一根380 V航空插头电源线、供风风管、轨道检测车信号通信线、平板吊车电源供给线、轨道检测车供风风管、平板车与平板吊车电源供给线组成(见图2)。

图2 工程车静态调试装置外部接口图

3 工程车静态调试装置模块设计

3.1 信号采集与输出

信号采集与输出为该装置的核心，信号输出采用PLC控制数字信号的方式(见图3)，模拟重型轨道车接收轨道检测车信号与向轨道检测车发送信号，通过分析轨道检测车与重型轨道车之间通讯的48针连接器，对每个针脚分析后重新定义，转换成该装置PLC输出的模拟信号，发送到轨道检测车显示屏与各个显示位置，判断轨道检测车接收功能良好。该装置采用单独的电路设计，防止外部干扰进入信号采集器。同时该装置在运行过程中接收轨道检测车对于重型轨道车的发动机控制信号，经PLC等信号处理模块对轨检车信号进行采集处理，处理结果显示到调试装置显示屏上。

图3 信号输出与总体控制PLC接线图

3.2 制动系统风源控制设计

该模块由风源净化模块、风路控制模块组成，风源净化装置由滤尘过滤器、滤水过滤器和滤油过滤器串联组成，风源输入、输出两端分别设有快速接头。风源通过空气管路由库区引入该设备，经过供风电磁阀YV2、YV3，平板车电动放风阀YV4，平板车紧急排风电磁阀YV5，总风排风电磁阀YV6，进行逻辑控制(见图4)，电子制动器模拟平板车制动系统动态需求的试验数值，设置充风位、保压位、最小减压量、最大减压量、紧急位。其中制动系统风源控制反馈由轨检车压力传感器PR1、平板车压力传感器PR2进行数据反馈到装置触摸屏上，另外设有电气比例阀DBL进行制动控制的微调。

图4 制动风源控制模块

3.3 电源供给模块设计

电源电路的稳定性直接决定着工程车静态调试装置的稳定性，因此该装置首先考虑了平板车AC380 V吊机的功率，并采用与库区工业电源、车辆电源插座相匹配的接线方式。确保该装置满足吊机的额定功率，保证设备的使用安全。且装置前端设置一个导向开关，以保持吊机电机转动方向的正确。轨道检测车电路采用的是DC24 V控制，通过计算和试验结果得出轨道检测车在正常状态下的额定功率为350 W，所以该装置放置一个500 W的24 V电源模块，如图5所示。

图5 电源供给模块电路图

4 运用效果

与以往的动力机车配合调试方法相比，工程车静态调试装置提高了工程车辆检修的作业效率和厂内检修资源利用率，确保了调试精度，提升了工程车辆静态调试的便利性、直观性、安全性，满足了绿色环保的需求。

根据一段时间内工程车静态调试装置的检修现场应用，解决了工程车辆静态调试完全依赖内燃动力机车配合作业的问题，按照青岛地铁3号线1台轨道检测车、4台平板车在年度周期内需要开展1次年检、2次半年检、12次月检、30余次专项检查计算，单次缩减作业时间3 h，缩短年度作业时间为465 h，大大满足了日益苛刻的生产实际需求，工程车的运用得到了保障。

目前青岛地铁2号线、11号线、13号线可以运用此装置的分别为7台、11台、12台，还有即将投入运营的1号线、8号线工程车车辆，若线网继续推广普及，将有力降低车辆的调车作业次数、燃料消耗、车辆损耗、人工成本等。

5 结束语

青岛地铁工程车静态调试装置已研制完成， 经过初步功能试验， 证明该装置能够达到预期效果， 满足工程车静态调试的需求， 信号采集与输出工作稳定， 制动风源控制精确， 电源供给模块运行正常， 该装置提高了检修作业的效率， 提升了工程车调试的精度， 对工程车检修质量和效率提升有了相应保障， 且具有环保节能等功能， 具有较好的推广应用价值。□