关键词：
电动列车（精选三篇）
电动列车 篇1
生理素质是电动列车驾驶员的最基本物质要素。
2.2心理素质
心理素质是在遗传基础之上、在教育与环境影响下, 经过实践训练所形成的性格品质与心理能力的综合体现。
对电动列车驾驶员而言, 心理素质主要指心理平衡能力, 表现在思维、识别、观察和应变能力。它还包括对自身的内分泌方面的平衡, 如抗拒紧张、惧怕、颤抖、自卑、傲慢等方面的能力。心理素质通常指较为抽象的思维因素, 它是驾驶电动列车的控制要素, 本文第三部分将详细论述。
2.3业务素质
业务素质主要指驾驶员操纵电动列车的技能, 包括操作技能、基础理论知识、故障的诊断和排除水平、完成运营任务的能力等。业务素质应当是通过训练、学习和实践获得的。
对于一个正常人来说, 各项基本素质是相互关联的, 某一项加强或削弱都会影响到其他方面。例如, 生理素质 (即体质状况) 削弱会影响到驾驶员的正常心理和技术技能的发挥;而心理素质过低的驾驶员即使有再好的业务技能, 也会在突发状况来临时手忙脚乱。任一项基本素质存在缺陷都不能被认定为是一名合格的电动列车驾驶员。
3电动列车驾驶员心理素质
发生轨道交通事故的主要因素是人、列车、线路、自然环境等, 其中人的因素起决定性作用。相当数量的轨道交通事故直接或间接地与驾驶员有关, 电动列车驾驶员的心理素质是安全行车的重要决定因素。
另一方面, 电动列车驾驶员的工作环境极为特殊, 长期处于或封闭、单一、阴暗 (地下线路) , 或单一、反复 (地上线路) 的驾驶环境, 在这样的条件下能否始终保持稳定的心理素质和良好的意志品质、 充分发挥驾驶技能, 往往成为能否顺利完成运营任务的关键。
3.1情绪与行车
情绪是人对客观事物是否满足自我需求而产生的态度体验, 具体表现为喜、怒、哀、乐等。
电动列车驾驶员的情绪波动对行车安全有较大影响。愉快、信任、感激、庆幸等正向情绪产生时, 对驾驶员观察前方轨道情况和正确判断有着积极的推进作用, 具体表现在精力充沛、反应敏捷, 观察细致全面, 准确、及时、迅速处理各种突发情况。相反地, 烦躁、忧愁、恐惧、愤怒等负向情绪易导致驾驶员出现反应迟钝、犹豫不决、情绪低落等状况, 此时遇到突发事件极易导致事故。因此, 一名合格的电动列车驾驶员在进行运营任务时, 要时刻控制和调节自己的情绪, 保持良好心境, 在正向情绪中安全驾驶列车。
3.2意志与行车
意志指决定达到某种目的而产生的心理状态, 主要表现有自觉性、自制性、果断性、坚韧性等。
具有“自觉性”和“自制性”的驾驶员在操纵列车时, 能自觉遵守地铁企业的各项规章制度、文明行车, 保证安全运营;具有“果断性”的驾驶员在危机情况下能做到摆脱各种杂念, 在极短时间内做出正确的选择、采取有效措施, 避免事故的发生;具有“坚韧性”的驾驶员在驾驶电动列车运营时, 能顽强克服各种困难, 长时间保持精力旺盛、坚持到底。
在意志行为过程中, 驾驶员还必须善于控制自己的情绪, 具有约束自己言行方面的能力, 克服不良习性, 不急不躁、遇事冷静、保持良好心境, 确保行车安全。
3.3性格与行车
性格是人最具有核心意义的个性心理特征, 主要体现在对自己、对别人、对事物的态度和所采取的言行上。根据心理学的分类原则, 电动列车驾驶员可以分为性格外倾型和性格内倾型两大类。外倾型的特点是心理活动的过程经常指向外在事物, 内倾型与外倾型相反, 其心理活动经常指向自我内心世界。
地铁企业在招聘电动列车驾驶员时, 倾向于选择外倾型性格的人, 这是因为外倾个性的人在反应敏捷性上高于内倾个性的人。但从另一角度来看, 内倾个性的人善于自我监督和回避风险情景, 在一定程度上能提高行车安全。
3.4反应与行车
当人接受来自外界的刺激 (如声、光、振动等) 时, 会由中枢神经识别后向有关部位 (头、手、脚等) 发出指令, 产生反应。反应能力的高低以反应时间来表现。个性、年龄、对反应的准备程度、工作经验等, 都会影响反应时间的长短。
在驾驶列车的过程中, 司机要运用自身的感觉器官不断地收集与行车相关的信息, 如行车信号、线路情况、车辆状态等, 从发现信息到采取措施需要一定的时间, 这个时间就是反应时间。在突发情况下, 反应能力强可能避免事故, 而反应能力差则可能增加事故发生的机率。
4电动列车驾驶员综合素质的培养和训练
从理想结构角度来看, 一个优秀的电动列车驾驶员应具有良好的思想品质, 即坚定的事业心、沉稳的性格和气质、正确的审美观念、高尚的情操、良好的职业道德、健康的体魄、广博的知识、熟练的驾驶技能和丰富的驾驶经验。一方面, 地铁企业会选择那些具备以上品质或潜质的人员进行培养;另一方面, 为了提升自我价值, 电动列车驾驶员应不断有意识地训练自我。
4.1生理素质训练
电动列车驾驶员的生理素质 (即体质) 可以通过训练来提高, 如力量训练、速度训练、耐力训练、协调训练等。
长跑是一项能训练耐力的有效运动, 并且易于完成。在400米的跑道上依据个人基本能力, 每次跑10~15圈, 平均速度为每圈不低于2分20秒。
驾驶员的力量水平也非常重要, 如手摇道岔、 回收逃生门等, 都需要有较大的力量, 尤其是上肢力量。上肢力量可以通过俯卧撑来训练:8个一组, 做5组;或引体向上, 6个一组, 做5组;或通过道岔实训设备 (如图1所示) 练习手摇道岔、逃生门实训设备 (如图2所示) 练习疏散踏板的回收来进行训练。一般地, 手摇道岔作业时, 男性单“摇”这一项在50秒以内完成算合格。
平衡训练也可作为一项练习内容, 动态平衡的训练极易完成:选择一离地窄坎, 像走平衡木一样在其上行走;或者单脚跳格子。单腿独立站立这种方式也能提高平衡感和协调性, 在站立的过程中要尽力让身体保持稳定的姿势。
对于电动列车驾驶员来说, 在每天忙碌工作之余若能坚持拉伸自己全身各部位的肌腱、韧带、肌肉, 扩大关节的活动范围, 对于维持良好的身体素质会非常有帮助。
4.2注意力和反应力训练
在驾驶电动列车的过程中, 驾驶员应善于注意相关线索、漠视不相干因素, 即“选择性注意”, 这样能帮助工作者在有限的时间里做出最快的反应。
乒乓球、排球、篮球等球类运动是最方便的提高选择注意力和反应力的练习方式;有一些专业的训练机构能提供专门的训练设施, 在训练的过程中进行测试, 帮助掌握和提高注意力和反应力。而更专业的方法是借助列车驾驶模拟器完成 (如图3所示) :在虚拟场景中随机设置一些特殊但不大的标记 (可以不预先设置、在驾驶过程中随时设置) , 要求驾驶员在正常操纵时一旦发现这些标记即鸣笛, 程序后台记录驾驶员鸣笛的次数、时间和鸣笛时模拟列车在虚拟场景中的坐标, 通过比对, 既能看出驾驶员是否全部注意到这些标记、也可以看出驾驶员的反应时间。通过长期训练, 能提高驾驶员在工作过程中的注意力和反应力。
单独的反应力训练也可以在列车驾驶模拟器上完成。两人一组配合, 一人大声喊出模拟器上按钮或开关的名称、另一人迅速找到其位置并操作, 记录反应时间, 此训练方法对新驾驶员极为有效:因为熟悉操纵对象能缩短突发情况下的操纵时间和反应时间。
此外, 驾驶员还可以练习有意识的控制呼吸, 走路时三步一呼、两步一吸;跑步时调节呼吸节奏。这样能鼓舞身心、稳定情绪, 让人在反应时的控制力更强。
4.3情绪管理
最简单的情绪管理方法是深呼吸, 除此以外, 电动列车驾驶员应练习使用心理暗示法、注意力转移法、自我安慰法等手段进行情绪管理, 消除工作过程中的负面情绪, 保持积极向上的态度。在非工作时间, 可以利用适度宣泄、交往调节的手段降低工作带来的压力。
4.4业务素质训练
电动列车驾驶员的业务素质可以分为两大类:理论知识和操作技能。操作技能需要在实际驾驶列车 (或列车驾驶模拟器) 中逐步积累经验、提高能力, 另一方面, 在工作中遇到的状况和情形越多, 越有利于操作技能的提升。对于学员和资历尚浅的驾驶员来说, 驾驶模拟器是积累丰富经验的有效途径, 虚拟现实技术的广泛应用使得列车各类故障、火灾、爆炸、恶劣天气、恐怖袭击等无法在真实环境中模拟的突发事件得以实现并进行训练。带自由度运动平台的列车驾驶模拟舱能提供给训练者更加逼真的虚拟视景和运动体感仿真, 北京地铁就使用这种设备培训新入职的电动列车驾驶员, 如图4所示。
理论知识的提高可以遵循“书本—实践—总结升华”这样的顺序来进行。理论知识从书本获取, 这时对其的掌握是机械的、被动的, 当在实践中有意识或无意识运用了机械的理论知识后, 经过大脑的重新排列和再组合, 这部分理论知识会变为生动的、成为自我认知的一部分, 经历这个过程后再重新翻看最初书本上的理论知识, 借助书写者总结的文字, 完成对理论知识的吸取、提升自我。
5结束语
电动列车驾驶员除了必须具备合格的业务能力外, 还应学会情绪管理, 注重培养心理素质、反应能力等综合素质。若能在日常生活中有意识地进行针对性培养, 驾驶员必能提升自我修养, 创造自己的核心竞争力, 服务行业, 为社会贡献价值。
摘要：通过对电动列车驾驶员的工作岗位分析, 论述其须具备的综合素质, 包括但不限于科字素质、心理素质、思想素质、业务素质等。阐述了体质、反应力、协调性、注意力等能力和素质的重要性和提高方法, 结论表明, 可以通过有意识训练来达成学员的自我调节, 以提高驾驶能力和心理素质。
关键词：电动列车,驾驶员,综合素质,素质培养
参考文献
[1]郭雪斌, 潘晓东.驾驶员心理生理反应特性与行车安全[J].交通与运输:学术版, 2005 (2) :88-90.
[2]李红梅.驾驶员驾驶特性与道路交通安全对策研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2007.
[3]马艳, 王令, 郭华.驾驶员交通心理划分与个性化训练研究[J].公路交通科技:应用技术版, 2008 (S1) :362-366.
电动列车 篇2
AC11型电动列车
均衡修规程
七
上海轨道交通维护保障中心车辆公司
二零一一年七月
总则
1、编制目的
为了保证轨道交通电动列车安全、可靠运行，加强轨道交通安全防范管理工作，使电动列车运行、维护工作有组织、有计划、有原则、有标准、有规程地进行，以达到设备的使用寿命长、综合效能高和适应轨道交通运营发展需要的目的，依据相关法规、标准，制定本规程。
2、适用范围
2.1本规程适用于上海地铁AC11型电动列车。上海地铁AC11型电动列车由上海阿尔斯通设备有限公司生产，列车为C型车四节编组，目前运用于上海轨道交通5号线。
2.2本规程适用于上海地铁AC11型电动列车运营时间达到一个月或运营公里数达到检修车型维修要求所规定的公里数（公里数或时间按先达到的执行）。根据均衡维修的原则设置12个均衡修程。
2.3本规程适用于上海申通地铁集团有限公司所管辖的轨道交通线路的电动列车维护和检修。2.4本规程适用于上海轨道交通维修人员、技术人员和委外维修单位及其他有关人员。
3、基本原则
3.1 所有电动列车的维护保养工作都应严格按照各级维修保养规程规定的内容执行。3.2 维修人员、巡检人员必须熟悉、掌握检修规程。
3.3 维修人员、巡检人员上岗工作前都应经过相关培训，严格做到持相关操作证上岗。
3.4 为确保轨道交通的安全运行，满足维护工作的规范、有效地开展，车辆的备车率不低于5%。
3.5为确保轨道交通的安全运行，应认真贯彻规程的有效执行，对未按修程要求进行维修保养的列车和超过检修周期处于欠修的列车均严禁上线运营。
4、主要引用标准
车辆及附属设备和子系统主要引用的标准如下： UIC——国际铁路联盟标准 IEC——国际电工委员会标准 ISO——国际标准化组织标准 GB——中华人民共和国国家标准 EN——欧洲标准 SI——国际标准单位等 DIN——德国工业标准
5、术语
5.1验收：新车到厂验收所必须完成的检查、调试和试验。5.2日检：电动列车一天运营结束后进行的检修作业。
5.3均衡修：电动列车运营时间达到一个月或运营公里数达到检修车型维修要求所规定的公里数（公里数或时间按先达到的执行）。根据均衡维修的原则设置12个均衡修程。
5.4架修：电动列车运营时间达5年或运营公里数达500，000公里时的检修作业（公里数或时间按先达到的执行）。5.5大修：电动列车运营时间达10年或运营公里数达1000，000公里时的检修作业（公里数或时间按先达到的执行）。
上级修程涵盖下级修程的的检修内容。上述检修规程中涉及到的主要检修方法如下： 目测检查：：对部件外观是否完好情况进行检查。
操作检查：对部件进行搬运、清洗、拆卸、组装、紧固、油漆等操作。测量检查：对部件进行测量、探伤、试验等操作。
更换操作：对部件进行更换过程中所进行的拆卸、组装、紧固、油漆等操作。
6、名词解释（英文缩写）AC: 交流电 ACE: 辅助控制单元 ACU: 音频通讯单元 AGATE: AGATE APIS: 音频乘客信息系统
APS: 辅助供电系统（辅助静态逆变器）ATC: 列车自动控制
ATP: 列车自动保护（ATC 的一部分）AW0: 空载 AW2: 6 人/m2 AW3: 9 人/m2 B: 列车制动线
BCE: 制动控制电子单元 BCU: 制动控制单元 BZ: 制动电阻 CCC: 电容充电接触器 CI: 司机室与司机室通讯系统 CM: 模式选择开关 DC: 直流电 DCH: 司机控制手柄 DCU: 门控单元 DDU: 驾驶室显示单元 DSD: 司机安全装置 DVA: 数字语音广播 EB: 紧急制动 ED: 动态电制动
FIP: 工厂仪器协议（车载网络的名称）HSCB: 快速断路器 HV: 高压
HVAC: 供暖，通风和空调系统 HVSS: 高压开关 IGBT: 绝缘双栅极晶体管 LC: 线路接触器 LCD: 液晶显示器 LFL: 线路平波电抗器 M: 牵引列车线（牵引指令）MA;维修保养支持 MC: 主控制器 MF: 主熔断器 Mp: 带受电弓的动车 MPU: 主处理单元 MRP: 主风缸管 MS: 模式选择器 OA: 运行支持
OCC: 运行控制中心（控制线路运行状况）ONIX: 牵引箱名称 PA: 公共广播系统 PB: 动车转向架 PC: 插头盖
PCE: 牵引控制电子单元
PECU: 乘客紧急通讯单元/乘客紧急呼叫单元 PEC: 乘客紧急呼叫 PEI: 乘客紧急通讯 PI: 公共通讯
PIM1: 牵引逆变器模块 PIM2: 制动电阻斩波器模块 PWM: 脉宽调制
RIOM: 远程输入输出模块（列车和列车网络的接口）RMF: 受限前行（模式选择器的一种模式）RMR: 受限倒车（模式选择器的一种模式）TSG: 故障排除指南 SA: 避雷器
TBEx1: Tc1 一位端转向架 TBEx2： Tc2 一位端转向架 TBIn1: Tc1 二位端转向架 TBIn2: Tc2 二位端转向架 Tc: 带驾驶室的拖车
TH1: 撬棒晶闸管模块和触发面板 TIMS: 列车信息管理系统（车载网络）VAC: 通风和空调 VVVF: 变压变频主逆变器
WM: 清洗模式（模式选择器的一种模式）WSP: 车轮防滑保护
7、通用安全规定
7.1维修人员必须按规定穿戴工作服、劳动保护用品；自觉遵守国家与企业的各项安全法规和安全制度，一切生产活动都必须约束在安全规范之内。7.2操作、维修人员必须经过安全和技术培训并考试合格,经有资格的主管部门批准方可上岗。7.3从事特种设备的维修人员，应持有关部门核发的特种作业证。7.4严禁在需停电维护的设备上进行带电作业。
7.5维修、保养作业前应确认维修、保养对象，以免因误操作而导致事故或扩大故障。7.6维修作业结束后，应对施工现场及设备工作状态进行再次确认，确认无误后方可离开。
7.7设备进行改造、大修项目时，必须制定有针对性的安全技术措施计划，并严格按安全技术措施计划进行施工操作。
7.8维修部门及委外单位必须严格执行公司各类防火防爆制度，电焊电割和需动火作业应按公司规定到指定部门办理动火、登高审批手续。
7.9维修部门及委外维护单位均须认真贯彻国家、上海市和上级劳动保护安全生产主管部门颁发的有关安全生产，消防工作的方针、政策制度，严格执行有关劳动保护法规、条例规定。
7.10维修部门及委外维护单位均应完善安全管理组织体系，包括负责安全生产的领导及各级专职和兼职的安全干部和人员，应有各工种的安全制度、特种作业人员的审证考核制度，各级安全生产的岗位责任制和定期安全检查制度、安全教育制度等。
7.11维修部门及委外单位必须认真组织本单位职工进行安全知识、消防知识的教育，以增强员工的法制观念，提高职工的安全生产意识和自我保护的能力。督促职工自觉遵守安全生产纪律、制度和法规。
7.12委托外单位实施各类生产项目时，维修部门必须派专人负责本项目的有关安全生产、治安管理、消防安全的工作，严格检查、督促委外单位执行安全管理防范措施，如发现安全隐患，应立即整改，共同预防事故发生。7.13在事故情况下，迅速正确判断事故，按相应预案处理事故，并及时向有关领导报告事故征象、检查情况、处理经过及开始终结时间。发生重大事故，必须书面如实写出事故经过情况，并及时上报公司。
8、交车、收车规定
8.1大修厂作业完成后，或列车调试验收、相关重大试验、改造小组完成任务后，列车交给相关的维修单位接受，由维修单位交给相关的各运营公司运转值班室接受。
8.2各维修单位作业完成后，列车交给相关的运营公司运转值班室接受。
8.3 交车部门交车时必须填写《地铁列车完工交/收车单》。收车部门必须将《地铁列车完工交/收车单》上签收。
9、安全生产规定
9.1工作前安全准备注意事项
班前工作布置，提醒当日生产及安全工作要点，布置安全生产注意事项。
针对不同工种作业特点，确认班组员工规范穿戴好劳防用品。必须按规范穿戴好劳防用品方可上岗。 确认需要使用的各类工具、电器具完好，设施、设备工作正常。使用的工具是否在检测有效期内,移动电动工具是否完好。 检查工作场地是否存在涉及人身安全和设施、设备正常使用的危险源。确认工作场地无危险源。 检查地沟内无异物,照明灯工作正常，地沟下排水栅状铁盖板平整。 所有工作区域严禁吸烟，吸烟必须到指定场所内吸烟。 至运转值班室办理生产作业登记、领取作业车辆号牌。 作业车辆两端司机室挂好车辆禁动牌。9.2车顶作业安全注意事项
确认断电作业已完成（详见上海轨道交通维护保障中心车辆分公司接触网断送电安全操作规定），禁止合闸和禁动牌已挂好。
确认安全带无异常，车顶作业人员已正确使用、穿戴。（详见上海轨道交通维护保障中心车辆分公司安全带使用和保管规定）
在列车顶部作业必须正确使用、穿戴保险带，防滑工作鞋（由安全员检查）。注意防滑，防止踩踏空及工器具掉落。
严禁使用活络扳手。
危险化学品须按章使用，不可随意摆放，严禁明火。 接触腐蚀性液体前需戴好塑胶手套。 作业结束，确认所有盖板、螺栓牢固锁紧。 确认场地“四清”即人清、场清、料清、工具清。 关好安全护栏及平台作业通道安全铁门。9.3车内作业安全注意事项
确认生产作业登记手续已完成，两端司机室禁动牌挂好。 危险化学品须按章使用，不可随意摆放，严禁明火。 接触腐蚀性液体前需戴好塑胶手套。 严禁使用活络扳手。
客室内进行吹灰作业时，需戴好护目镜和口罩。
电气柜、设备柜清洁检查完毕，关闭锁紧，确认紧固无松动。 检查驾驶室时严禁推牵引手柄，测试气笛时应车下无人。 车门开、关测试前先在客室广播警示语，防人员跌落。
开关折蓬、解钩等作业时，听从作业负责人指挥，注意脚底，防止踩、踏空。 调整车门间隙作业完毕，注意将盖板牢固锁紧。
作业结束，确认“四清”即人清、场清、料清、工具清。
9.4车底及两侧作业安全注意事项
确认生产作业登记手续已完成，取得车辆号牌。 确认两端司机室禁动牌挂好。
检查劳防用品、安全帽已正确穿戴，吹灰作业时需戴好护目镜和口罩。 检查地沟内无异物，照明灯工作正常，地沟下排水铁盖板平整。 严禁使用活络扳手。
车底作业期间保持思想集中，注意防止头部碰伤。在列车底部作业必须戴防护帽。
电气作业前，先将辅逆和牵引箱接地开关置接地位，等待放电十分钟以上后方可开箱。作业结束恢复该开关。 作业过程中，若需使用拖线盘、电吹风等电气用具，需先确认其安全可靠。 危险化学品须按章使用，不可随意摆放，严禁明火。 接触腐蚀性液体前需戴好塑胶手套。
检查各箱盖、盖板螺丝数量准确，作业完毕确认紧固无松动。 注意扭力扳手使用不能超过规定扭力，扳手工具等不能放在钢轨上。 重磅扭力扳手接长使用时，需确认套筒连接可靠，防止打滑伤人。 扭力复测作业应注意控制姿势，防止扳手滑脱、人员拉伤。 换油、注油作业应将滴落油液迅速擦净，防止过往人员滑跤。 两侧作业检查时，注意邻近车道车辆进出。
更换外墙指示灯，应在有两侧平台的股道进行或使用踏步。 作业完毕，确认“四清”即人清、场清、料清、工具清。9.5其他操作安全注意事项
特种设施、设备必须由车辆分公司认可的有效持证人员，方可操作。 操作人员必须严格遵守操作规程。
操作人员作业时，思想要保持集中，随时准备应对各种突发状况。 操作过程如遇不可预测危险因素，应立即停止一切生产活动。
工作中由专人分配危险化学物品，做到正确使用和回收，未使用完的应及时寄存危险品仓库。 使用扭力扳手不能超过规定扭力，使用完毕后必须复零。 在拆卸零部件时严禁使用扭力扳手。严禁使用活络扳手。
电瓶车、铲车、电瓶轨道牵引车、行车等特种设施、设备的操作必须做到持证上岗，并按相关安全操作规定进行操作。
特种电瓶车辆的充电必须在专用地点进行，使用完毕停放在规定地点，严禁乱停乱放。 进行接触网断送电操作的人员必须做到持证上岗，并按1500V接触网断送电安全操作规定执行。 动火作业人员必须做到持证上岗，持证作业，并严格执行“十不烧”的规定。
使用气动工具前必须检查气压是否在正常的工作范围内，检查气动枪与气管连接必须牢固。气动枪的扭力调整应根据不同的工作扭距调节至规定的范围。
使用电动工具前必须检查电线、插头、插座完好。电动枪的扭力调整应根据不同的工作扭距调节至规定的范围。
钻床、车床、砂轮机操作时，必须按照相关安全操作规定执行。 所有作业完毕后，做到“四清”即人清、场清、料清、工具清。
10、编制依据
本规程是参照上海阿尔斯通设备有限公司提供的《上海莘闵线操作、修理和维护手册》和《维修计划》为主要依据而编制。
11、对于本规程内容中不完善部分有待今后进一步修订。
12、本规程解释权归技术管理部。
上海地铁AC11型电动列车均衡修规程七
目录
电动列车 篇3
上海轨道交通5号线AC11型电动列车由上海阿尔斯通设备有限公司生产, 列车为C型车四节编组。牵引系统VVVF逆变器选用ALSTOM ONIX 1500系列, 制动系统选用KNORR公司的EP98系统。列车牵引和制动系统是列车运行的重要环节, 全面了解列车牵引和制动系统的控制原理, 迅速有效地排除列车故障, 保障高效、可靠、安全的运营体系是极其必要的。
1 控制指令
上海地铁5号线列车的牵引/制动指令由司控器同时给出数字量与模拟量, 数字量发出牵引/制动指令;模拟量输入到PWM编码器, PWM输出脉宽调制信号给出列车牵引和制动力大小。两路信号同时输出到列车牵引控制单元AGATE和制动电子控制单元BCE, 只有当数字量和模拟量指令信号符合要求的逻辑关系时, 才能给出有效的牵引/制动命令[1]。
模拟量输出原理:司控器从编码器PWM得到24V调整电源, 通过司机推拉司控器操作手柄来带动定位齿轮旋转, 定位齿轮的位置决定司控器位置传感器输出给PWM编码器的模拟电流值, PWM编码器再输出一个24V振幅500HZ频率的脉宽调制信号, 通过列车线输入至牵引和制动控制单元, 控制列车的牵引和制动力。PWM输出的调制信号占空比随输入信号而变化, 范围为10%~90%。编码器PWM输入电流对应的输出转化值如图1所示, 当编码器PWM输入为13m A至14m A时, 列车为惰行状态;当输入2m A至13m A时, 列车施加制动, 随着输入电流的增大制动力减小;当输入14m A至20m A时, 列车施加牵引, 随着输入电流的增大牵引力增大。
数字量控制原理:图2为司控器模式选择开关示意图, 上海地铁5号线列车采用手动模式驾驶, 没有ATO自动驾驶系统。当司控器模式手柄选择“手动驾驶CM”、“正转方向RMF”、“反转方向RMR”或“洗车模式WASH”时, 向前或后退微动开关触点闭合。如同时满足紧急制动回路继电器得电、列车常用制动缓解 (或制动不缓解旁路) 、停放制动缓解 (或停放制动旁路) 、车门关闭 (或门旁路) 、ATP未施加制动条件后, 牵引或制动指令列车线得电 (图3) , 牵引/制动控制单元将收到列车向前、后退、牵引和制动指令, 再根据输入的PWM调制信号给定值控制列车牵引和制动。
2 牵引系统
AC11型电动列车为四节编组, 两节拖车两节动车, 动车上安装列车牵引设备, 大部分牵引系统的元件安装在牵引箱内, 每个牵引逆变器驱动四台并联的牵引电机 (图4) 。牵引控制单元 (AGATE) 控制牵引逆变器系统, 主要功能是接受并执行司控器发出的牵引/制动指令, 根据指令控制牵引电机的转速和转矩, 并且控制混合电制动、防冲击、空转/滑行和牵引/制动切换;牵引控制单元 (AGATE) 还与摩擦制动电子控制单元 (BCE) 交换数据, 完成电制动和空气摩擦制动的联合控制;并与列车监视系统交换数据, 根据故障严重程度分类实施保护动作。
2.1 逆变器
列车牵引采用先进的VVVF (VariableVoltage Variable Frequency) 变压变频调速系统, 牵引电机由脉宽调制 (PWM) 电压源的逆变器供电。PWM脉宽调制电压使牵引电机能得到三相平衡电压, 并且电压的幅值和频率均可调整。优点是可实现数字控制和防滑功能, 有效利用轮轨黏着, 实现高效可靠驱动。逆变器输出电压随输出频率的增大而增大, 保证了电机内部磁通近似恒定和控制电机转速的目的。VVVF牵引逆变器由AGATE控制单元进行微机控制, 接收由司控器发出的牵引/制动指令及编码器PWM的给定值, 同时根据车辆的重量精确地控制列车牵引。列车设有超速限制功能, 当列车速度超过限定值时, 将封锁牵引系统, 牵引力降为零, 当速度下降到一个设定值时, 牵引系统允许逆变器重新启动继续运行。列车还设有每小时限速30公里和每小时限速3公里的运行模式, 当采用该模式运行时, 列车被控制在规定的速度区间内运行。
2.2 矢量控制
AC11列车采用阿尔斯通公司专利的矢量控制, 通过测量和控制牵引电动机定子电流矢量, 根据磁场定向原理分别对牵引电动机的励磁电流和转矩电流进行控制, 从而达到控制牵引电动机转矩的目的。也就是将牵引电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制, 并同时控制两分量间的幅值和相位。该控制方式可减少响应时间, 能获得与给定转矩非常接近的转矩, 改善了低速运行性能, 具有快速响应和高精度的特点[3]。矢量控制给出了非常迅速的磁通和转矩响应 (对非磁通化电机的响应时间<1s) , 实现了对电机电流的最佳控制。矢量控制使逆变器在短时关闭后, 能迅速恢复电源, 无须等待电机内的磁通完全消失后再工作。由于牵引逆变器输出电压是通过调节电机磁通来实现的, 因此, 当发生牵引或电空混合制动时, 如发生轮对空转或滑行, 牵引逆变器将会快速而精确的控制电机的转矩, 空转及滑行得到有效抑制, 轮轨间的黏着力迅速恢复, 稳定了列车加速和减速, 并避免了空转和滑行对轮轨的损坏。图5为矢量控制原理图。
2.3 再生电制动
当司控器发出制动指令时, 牵引逆变器控制牵引电机减速, 通过逐渐减小定子给定频率来实现电机减速, 电机的转子速度由于列车惯性原因不会马上降低, 当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时, 转子电流相位几乎改变了180°, 此时, 牵引电机处于发电状态, 同时, 电机轴上的转矩变成制动转矩Te, 电机再生的电能经续流二极管全波整流后通过受电弓反馈给供电电网, 提供给相邻运行的列车使用。
2.4 牵引逻辑指令
牵引控制单元 (AGATE) 根据司控器给出的牵引/制动指令控制列车牵引或制动, 下表为牵引/制动指令输入AGATE的逻辑关系。
3 制动系统
为了满足地铁列车高速运行、站间距离短、频繁起动和制动的特点, 制动控制系统采用了Knorr公司生产的微机控制, 该系统具有快速响应, 制动距离短, 集成化程度高, 可以实现平稳停车的特点[2]。列车制动分为紧急制动、快速制动、常用制动、停放制动和保压制动。在列车运行时一般施加常用制动;在紧急情况下施加紧急制动;停放制动是在制动系统失去气压情况下施加的弹簧制动, 通常, 停放制动用于车辆段空车停车;保压制动是在列车零速时自动施加。
3.1 制动电子控制装置 (BCE)
每节车装有一个制动电子控制单元 (BCE) , BCE是制动控制模块中的微处理器, 接收制动指令和PWM指令, 将PWM制动命令信号转换后控制制动电磁阀, 控制气缸的气压和摩擦制动力。BCE单元还接收牵引设备传来的电制动和车辆空气悬挂系统传来的列车重量信号, 这些信号用于精确控制制动力。
3.2 控制方式
列车的制动控制是采用电制动 (再生制动和电阻制动) 与空气摩擦制动混合运算的控制方式。首先施加电制动, 然后施加空气摩擦制动, 电气制动与空气摩擦制动的混合是平滑的, 与所需的制动性能相符合, 空气摩擦制动用于补偿电气制动力与所需要的制动力之间的差值, 并为拖车提供制动。
列车需要施加制动时, 司控器发出牵引/制动指令与PWM指令输出给牵引控制单元 (AGATE) 和制动电子控制单元 (BCE) 。列车先进行电制动, 电制动时, 优先采取再生制动, 它将最大限度地把能量反馈给电网。此时, 列车牵引控制单元连续监控电网电压, 当电网吸收电能的能力不足或不能吸收时, 电网电压将会升高, 当电压升高到1750V时, 斩波控制器开通, 制动电阻投入工作, 1.55Ω制动电阻将提供电阻制动, 将多余能量通过电阻转换成热能消耗掉。如果电制动不能提供所需求的所有制动力, 拖车空气摩擦制动首先弥补不足, 如制动力还是不足, 再施加动车的空气摩擦制动。这样就充分利用了电制动, 既节约了电能又减少了制动闸瓦的磨耗。
3.3 制动逻辑指令
制动电子控制单元对牵引及制动输入指令的逻辑关系如下表:
4 故障排除
4.1 故障概况
上海地铁5号线列车正线运营过程中, 司机报列车无制动力, 列车无法准确位置停站, 只能施加紧急制动停车, 司机应急处置无效后, 列车清客回库检查。下载列车主控制单元E-TRAIN、牵引控制单元和制动控制单元故障记录, 未发现任何故障显示, 下载列车视频录像, 发现司机施加制动时, 司机室显示屏DDU显示全列车空气摩擦制动为缓解状态。
4.2 原因分析
结合故障现象和列车控制单元故障记录, 对故障作如下分析:
(1) 故障发生时, 全列车空气摩擦制动未施加, 可排除单节列车制动系统故障。
(2) 列车牵引正常, 并且牵引系统控制单元AGATE无故障记录, 可判断列车牵引系统和编码器PWM无故障。
(3) 因司控器发出的牵引/制动指令同时输出给牵引和制动控制单元, 可以从牵引/制动控制指令的逻辑关系着手分析。从制动系统指令逻辑关系可知, 当牵引/制动指令同时得电或同时失电时, 制动电子控制单元响应为缓解信号, BCE无故障记录, 即使PWM输出正常的给定值, 列车也为惰行状态。从牵引系统指令逻辑关系可知, 当牵引/制动指令列车线同时得电时, 控制单元AGATE记录牵引制动指令无效故障;当牵引/制动指令列车线同时失电时, AGATE无故障记录, 如PWM输出正常的给定值, 列车也为惰行状态。由此可判断故障为列车施加制动时牵引/制动指令列车线同时为零, 列车制动指令未发出, 造成列车无制动力。
4.3 故障盘查
故障现象是全列车无制动, 故障点应在司控器至各节车厢制动列车线分叉处, 可能原因是司控器内部开关、制动指令线路断路或接触不良, 测量相关线路, 发现在操作司控器时, 制动指令内部微动开关接触电阻值不稳定, 阻值在零与几十K之间变化, 打开微动开关发现触头已灼伤发黑, 由此判断故障原因是司控器微动开关接触不良, 造成制动指令无法正常输出, 导致全列车制动失效。
4.4 制动控制问题
从这次故障排除中, 也发现了制动控制存在的缺陷, 列车控制设计应以导向安全为前提, 制动控制单元逻辑指令在牵引和制动指令同时为0, PWM信号指令有效的情况下, 列车应施加有效制动而不是缓解状态, 否则, 在制动列车线出现断路故障时, 存在严重的安全隐患。
5 结束语
随着轨道交通的不断发展, 地铁已成为市民出行的主要交通工具, 为确保地铁车辆安全运营, 必须提高车辆专业的维修能力。本文阐述了上海地铁5号线列车控制原理和排故案例, 为列车控制系统故障处理提供了良好的理论知识和排故思路, 从而大大提高了此类故障的处理效率, 保障了列车准点、安全运营。
参考文献
[1]魏红梅, 段利娟.沈阳地铁1号线列车牵引/制动指令输出故障的分析及解决措施[M].电力机车与城轨车辆, 2012 (5) .
[2]杨峰.地铁车辆制动系统浅析[M].现代城市轨道交通, 2009 (4) .
