地铁10号线门控器专用检修平台设计研究

时间：2024-08-31

李浩宇

（北京市地铁运营有限公司运营三分公司北京 100080）

随着轨道交通运行里程持续扩大和整体客运量增加，高效、安全管理及维修成本逐渐成为发展北京地铁的主要研究内容。在针对智能检修平台整体运行性能进行系统研究基础上，可以促进实现车辆的智能化管理，提高车辆行驶安全性。

1 北京地铁智能检修平台性能分析

1.1 智能感知和维修指导流程

目前，北京地铁在各个运行列车当中分别设置传感器，对相关运行参数进行大量采集，监测列车中核心部件的运行状态，专业检修人员总结数年运维经验和技术材料应用经验，合理制定出相应的技术参数和运行标准，可以针对运行列车实施自动化、实时性能变化进行远程诊断。智能运维检修平台整个检修流程具备规范化、数据化等特征，在智能运维检修平台顺利接收相应的故障信息后，便会按照标准业务流程把各种故障信息直接传送到检修中心［1］。

1.2 车辆设备评价和维修指导

借助智能检修平台，融合大数据分析统计，可以准确把握车辆各种零部件的故障间隔时间，从而对车辆各个零部件维修时间、故障维修方法、维修周期、更新价值以及检修成本等进行科学决策。按照智能检修平台的故障信息统计结果分析，合理制定影响车辆运行指标的故障率目标，并针对车辆各种隐患故障，实施专项治理工作，强化不同线路车辆综合控制［2］。

1.3 结构组成

门控器相关检修平台是实施门控器维修检测和性能测试的专业操作平台，包含两个多功能示波器、1个信号转化控制箱、1 个开关门信号自动控制器、1 套可调电源，其主要以信号转接控制设备为核心，以示波器作为基础检测手段，对比门控器总成参照物综合集成平台。门控器检修平台同时包括手控开关门信号、车门开关集控信号、开关门指示、锁闭指示、开关门电机等基础负载，可以在0 速信号条件下针对开关门实施全面对比检测的系统装置［3］。

2 北京地铁10号线门控器运行状况分析

北京地铁10号线的首期车辆控制器应用时间初步超出8年，二期门控制器的使用时间已经超出4年。随着设备应用时间持续增加，城市轨道交通中的各种车辆门控制系统元件开始产生应用性能下降与老化等问题，门控制器的故障几率呈现出不断提升的趋势，门控器故障自身故障问题所形成的车辆晚点和封门问题数量进一步增加。当下，我国地铁车辆的门控器试验、检测维修操作普遍是以委托外部厂家为主，在厂家维修能力和技术水平等因素影响下，通常会导致产品储备不足以及门控器重复检修等现象。为此，需要积极研发门控器检修平台，保障控制器实现自主维护检修［4］。

3 北京地铁10号线门控器检修

3.1 故障检测

城市轨道交通系统中的车辆门控器整体检修操作属于一种系统性任务，为此，需要率先了解检修平台组成结构和具体功能，方便保障门控器操作安全性。门控器相关检修平台设计需要联系车门具体检修需求，综合考虑车门故障实施准确判断分析，联系门控器对应芯片级实施合理维修，加强门控器深度检修。门控器对应检修平台架构如图1所示。

结合图1分析，门控器整体检修工作可以进一步细分为3个部分，分别是性能检测、三防处理及故障检测。故障检修中，需要率先从操作台实施清理、拆解，等待结束清理工作后，判断门控器的主要故障类型，同时，利用示波器和万用表来检测具体故障点，能够及时发现断路和短路部位的所处位置及信号异常部位。最后，联系实际故障状况，设计针对性的维修方案，及时替换整板和零部件。假如需要替换部件，需要针对相关部位实施合理复测，等待正常复测结果，才能顺利融入三防处理环节［5］。

图1 门控器检修平台组成架构

3.2 三防处理

三防处理过程中，在结束板卡的复测工作后，需要面向整个板卡喷洒荧光式的三防漆，保证整个线路板和各个部件不会被环境所侵蚀。结束喷涂处理后，利用紫外线直射涂层，使检测涂层对板卡的全面覆盖。后期，利用自动点胶设备，联系小型空压机，针对其中的关键部位，实施点胶处理，保证表层的良好绝缘性和光滑性。最后，需要合理安装门控器板卡。

3.3 性能测试

性能测试环节，为保证不同工况下板卡的稳定应用性能，需要合理开展性能测试工作。性能测试中，对于温度、湿度控制及静电防护提出较高要求。相关技术人员与运维人员在顺利通过静电、放电检测达标后，才能正式进入运行区域。技术人员在具体实践操作中，需要合理佩戴防静电手环，如此才能实施电路板作业。性能测试中，应该将湿度控制在30%～60%，把温度状态控制在20～30℃，并借助专门设备检测整个环境的湿度和温度状态，使整个运行环境维持一种稳定的温湿度状态，保障整个运行环境符合防静电运行要求。

4 北京地铁10号线门控器自主检修平台性能检测

4.1 振动试验

为合理检验门控器是否满足具体运行要求，需要针对门控器实施振动试验、环境试验和自动循环试验。按照轨道交通、机车车辆设备、振动和冲击试验标准要求，以及机车车辆电子与轨道交通要求，率先面向同一方向实施随机振动量级强化寿命试验，各个方向分别5h，总计15h，随后展开冲击试验，不同方向的正、反面分别实施3次冲击，冲击次数总计达到18次。最后，开展随机功能性振动试验，根据B级试验等级，对振动幅度和振动频率实施准确试验，不同方向至少维持10min。试验结果需要满足具体规范要求。

4.2 环境试验

按照北京地铁部门相关规范标准，门控器的运行环境标准温度要求在-25～40℃，电器柜中的空气温度维持在-25～45℃。但在实际运行中，电器柜中的空气温度通常达到了-25～70℃。按照通风方式，各个装置的分布形式，门控器最终性能试验温度如表1所示。

表1 环境试验温度控制

表1中，各种试验条件需要符合电子电工产品运行环境试验具体规定要求，同时，在对应试验条件下，最终功能测试结果应该满足轨道交通车辆电子装置的规定要求。

4.3 自动循环试验

正线运行车辆对应门控制器和门系统在整体改造、维护以及检修中，应该针对门系统实施多次开关门试验。门控器相关检修平台可以借助自动循环试验装置充当开关门的专门试验设备，该种试验设备能够有效应用于车辆试验检测中，配合相应的台架设备于实验室内实施开关门试验。自动循环试验整体组成结构框架如图2所示。

图2 门控器自动循环试验信号

自动循环试验装置对应连接信号包括五路，对应110V供电信号代表电源信号，开门部位传输的信号类型是集控开门信号，关门部位传输信号属于集控关门信号。自动循环试验装置能够对车辆设备管理系统实施综合模拟，并传输开门和关门集成信息，检测运行车辆对应绿色环线输出端的运行信号，监测整部列车于开关操作中是否保持动作连续性和准确性。数千次的试验中，不存在故障报告，证明门控器对应板卡操作性能达标。如果推出故障报告，对应监测平台可以结合故障类型重返故障诊断环节，并实施重新修正和检测。

5 北京地铁10号线门控器板卡检测

5.1 程序烧录

程序烧录环节中，可以把直流稳压电源对应运行电压直接调节至110V，同时，顺利连接各种门控器和测量设备，借助标准接口直接连接控制器板卡和计算机设备，针对门控器板卡实施充电，对程序版本实施准确读取，便可以实施程序烧录工作。

5.2 软硬件测试

针对电源模块传输电压进行检测中，等待门控器对应板卡充电后表面的电源指示灯便会自动点亮，顺利启动门控器相关运维检修平台，通过万用表以及示波器对电源板块的电压输出状态进行检测，分析运行电压是否正常、稳定。针对输入回路部位实施电路信号检测中，相关检测面板如图3所示。

图3 检测信号输入控制面板

在其中的按钮2维持按下状态中，需要把按钮1的运行电压调节中低电平状态，小于0.4V。在将按钮2松开后，则按钮1对应电压为高电平状态，整体电压范围在3.6～5.05V。按照既定顺序点，不同按钮实施全面检测。

对输出回路中的运行电路实施综合检测中，可以按下门控器板卡中对应复位按钮，促进门控器板卡在顺利复位后直接转化成测试状态，能够有效检测输出回路电压状态。各路信号的传输回路标准运行电压在108～110V，调节示波器运行电压至5V，调节示波器运行周期至100μs，随后，借助示波器对上述两种按钮对应脉冲信号变化波形实施全面检测。其中，编码器整体回路检测步骤保持一致状态。

针对通信电路的信号传输回路实施综合检测中，需要进一步连接模拟TMS及通信测试线，正式供电后，对电路板内各种数码管小点及TMS中数码管相关数值进行观察分析，判断闪烁均匀度。

5.3 整机检测

整机检测中，应该保障门控器外壳维持一种干净整洁状态，不存在任何污渍，并根据图纸部位进行合理粘贴，避免产生破损、鼓包及起边问题，减少插件断裂和损坏，提升整体接触可靠性。通过实例检测分析，按照上述检测方法，针对北京地铁10号线中某一门控器板卡实施质量检测。最终检测结果证明，该批门控器保持正常运行指标，适合正线运行［6］。