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2号线TWC系统停站不准故障分析与处理

范文

刁中赟

【摘要】 TWC子系统作为ATO系统中的一项关键技术，它的定位准确与否，极大程度上影响着整个二号线的运行效率。本文先从二号线ATO系统入手，着重介绍了TWC子系统的停站原理，然后，通过不同的故障案例系统地阐述不同的处理方法。最后，在文末提出了一些预防性的措施。

【关键词】列车自动运行车地通信信号环线

Abstract：The TWC subsystem，as a key technology of the ATO system， its accurate or not，largely affects the efficiency of the whole line 2. In this paper， starting from the ATO system of the line 2， the paper focuses on the stop principle of the TWC subsystem， through different fault cases systematically elaborates different processing methods. Finally，in the end， the paper puts some preventive measures.

Key words：ATO，TWC，signal loop

一、引言

上海地铁二号线是上海轨道交通网络中的一条重要线路。ATO系统作为ATC系统的子系统，其对提高城市轨道交通的运行水平起着至关重要的作用。TWC系统中停车精度技术作为ATO系统中的一项关键技术，它的定位准确与否，直接影响到二号线整体运营质量。

然而，随着时间的推移，出现了一些问题和故障。例如，列车冲出站台，列车未到达站台区域等，都对整个二号线的运行效率产生了一定的影响。因此，对二号线TWC系统进行研究，减少由此引起的故障，使设备能够安全、可靠的运行，为二号线的正常运营提供有力的技术保障至关重要。

二、二号线ATO系统停站原理

整个二号线TWC信号环线由中心位置向站台两侧对称铺设，环线长度覆盖全站台区域，铺设至轨道电路S bond位置（如图1所示），采用交叉环线方式进行列车精确定位，实现车地通信。由于环线是一整根线缆且相互交叉，在交叉位置存在两个大小相等、相反方向的电流，因此环线交叉位置感应信号相互抵消为0。

二号线列车ATO程序停车过程是由车载ATO系统、轨旁TWC系统、联锁、轨道电路共同协作完成（图2所示）。

当列车以ATO模式占用站台前一区段轨道电路时，轨道联锁MT将轨道区段占用信息通过NVLE告知TWC系统，轨旁TWC启动CTM（连续发送模式），轨旁TWC环线不间断地发送高电平信号。当列车进入站台区段，检测到进入站台的轨道电路bond时，开始启动程序停车，通过车载ATC系统内存有的站台轨道区段长度计算停站制动曲线。车载系统通过一个高电平、低电平的变化来确定列车经过了一个环线交叉点，不断利用这个环线交叉点的位置修正停站制动曲线。整个列车ATO程序停站过程中，车载ATC系统会选择4个关键的轨旁环线交叉点进行不断定位校正并修正停站制动曲线，并最终实现精确停站。特别注意的是，进站bond或TWC环线交叉点的检测错误将导致停站不准。

三、故障案例与故障处理

3.1故障处理主要流程与步骤

1）及时准确地了解故障情况，主要包括故障时间、列车号、故障现象等

2）立即登程向司机了解情况，查看面板、板卡情况，下载PTU等各类数据

3）分析数据，与轨旁、车辆方面进行技术沟通

4）修复后确认后向调度回复故障原因、设备状态等信

3.2 故障的分类

3.2.1 车辆故障引起的列车冲出站台故障

（1）故障案例

2015年3月28日7时11分，报0244车上行在威宁路站ATO对位不准（有不停站趋势，经过紧急制动后停车）。

（2）故障分析与处理

主要是该列车停站过程中，车载ATC系统发送到车辆的控制指令出现了故障或者制动力出现偏差所导致。列车在ATO模式运行时，车载ATC系统通过两个控制指令POWER和COAST指令组合来控制列车（表1所示），POWER和COAST指令控制车辆继电器DRVR和BRKR继电器吸起，两个车辆继电器告知车辆编码器是牵引、制动或者惰行。

在检查该车故障数据时，发现时有超速现象发生，PTU数据（ATP： Speed limit exceeded）检查车辆数据则发现在该站进站时无制动指令，但有制动量参考值。经查为车辆用于ATO制动指令的继电器（BRKR）内部触点短路，无论车载ATC系统COAST指令输出高电平还是低电平都一直吸起，最后车辆编码器收到错误指令。

3.2.2 轨旁引起的列车停不准故障

（1）故障案例

2014年9月8日5点56分，报多列车在下行世纪大道站冲出站台，均冲出站台约1扇屏蔽门。

（2）故障分析与处理

后经PTU数据查看（表2所示，已节选主要信息），在世纪大道站台（TRACK CIRCUIT ID251）前一个区间（TRACK CIRCUIT ID223）发生丢失机车信号并超速，之后在世纪大道站台（TRACK CIRCUIT ID251）发生错过交叉X1，X2，X3后冲出站台。

一般的，连续多列车发生停不准故障多为轨旁方面故障所致。

轨旁的调整包含以下方面：①检查站台前一个区段是否良好的机车信号发送②检查信号环线附近有无金属物干扰，以及环线上没有任何交叉布置的其它线。这些干扰可能会影响到通信，或者被列车认为是交叉进而影响到定位停车③检查电源板、SCC PCB板、电源控制板、TWC发送接收板等是否工况正常④轨旁TWC板的常规校准。

3.2.3 车载系统原因造成的故障

（1）故障案例

2015年2月5日14点19分，报ATO模式下在威宁路上行停站不准，越过停车牌约1米。（23111次）

（2）故障分析与处理

车载PTU数据发现列车在停站过程中出现交叉点丢失的情况，确定轨旁无异常后，可通过调整车载ATC系统内TWC RX/TX板（接收/发送版）的电阻值，来进行处理。

TWC调整操作规程：①关闭ATC电源后，拨出TWC接收/发送电路板②将R65、R92按顺时针方向调整到底或听到“咔嗒”声，R98严禁调整③插入扩展板，再将TWC接收/发送电路板插在扩展板上④将示波器的信号端接J1-C28，接地端接J1-C32并打开示波器⑤打开ATC电源，打开列车主控制器钥匙⑥按逆时针方向缓慢调整R65直到TWC接收/发送电路板上的J1-C28与J1-C32间信号最大（经过长期实践发现，在一般情况下，R65调整到逆时针13.5圈）⑦记录信号峰-峰值，将示波器的信号端与J1-C28断开，接地端与J1-C32断开并关闭示波器关闭ATC电源⑧拨出扩展板并将TWC接收/发送电路板复原，打开ATC电源。

注意：①列车必须停在TWC环线上②ATC系统处于人工模式或自动模式③从TWC接收/发送电路板上的TP23（+）-TP32（GND）可测得接收信号：5V方波④从TWC接收/发送电路板上的TP33（+）-TP31（GND）可测得发送信号：10V方波。

3.2.4 车载与车辆的接口配合問题引起的故障

（1）故障案例

2015年1月24 日9点38分，报0248#在南京西路站列车进站对位运行速度较慢，ATO欠停无法对位。

（2）故障分析与处理

经ATO数据采集分析并对ATO牵引制动输出量测量后，发现该车车辆制动量过大，平均每站的制动总量达到ATO请求总量的150%以上（正常值为120%左右），导致ATO停站对位时出现偏慢甚至ATO欠停无法正确对位的情况。

对此，与车辆公司技术人员以及车辆供应商进行沟通以寻求解决，同时进行数据监测与正线登乘观察情况，监测发现ATO模拟输出量均在正常范围，在ATO模拟输出量正常的情况下，需要车辆方查明制动执行总量过大的原因以解决该车ATO停站对位缓慢的问题。

3.2.5 司机误判断所造成引起的“故障”

2号线既有线区段已陆续安装安全门或电动栏杆，使列车停站精度必须确保在±35cm以内，否则就会影响乘客的上下客，此要求已明显高于信号设计要求。有时稍有偏差司机就会误认为列车停站不准。

另外根据司机室视频回放检查发现，有些列车在即将停到停车牌位置时，当时列车车速其实已只有1km/h至5km/h之间，但个别司机仍会臆想，错误做出列车会冲出站台的判断，从而提前人工干预采用快速制动停车并上报故障。还发现过司机在车速为0km/h时施加了快速制动，列车停车对位准确，未进行倒退操作，可以正常收到开门码开门上下客，但司机却报“ATO无停站趋势”。

四、预防措施

1、与车辆公司、客运乘务部门以及总调度所建立长效协调机制，及时沟通和分享故障原因和整改情况，进一步减少因车辆接口问题、操作问题导致的停站不准以及误报情况的发生；

2、与轨旁方面的技术沟通，排查和减少进站bond未检测到的问题；

3、定期检查ATP接收线圈、TWC接收线圈、RX/TX板等的工作状态；

4、一旦发生故障，可以通过车载PTU数据、司机室内的录像视频、ATS回放数据、车辆数据等确认故障发生的原因。

参考文献

[1]徐金祥.城市轨道交通信号基础[M].北京：中国铁道出版社，2010：71-75

[2]马伟杰.环线式车地通信系统程序停车过程和故障分析[J].城市轨道交通研究. 2009（10）：32-35

[3]余辉.上海地铁二号线车地通信系统分析[J].铁道通信信号，2004，40（4）：30-32

[4]王伟.天津轻轨滨海线列车自动运行定点停车的可靠性试验及分析[J].城市轨道交通研究， 2008（5）：18-21

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