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摘 要：沈阳地铁在运营过程中，部分车辆报空簧压力超限故障，导致ATO退出运行。文章分析了故障原因并提出了解决措施，为空簧压力设定提供参考数据。
关键词：地铁车辆；空簧压力；超限
Abstract：During the operation of Shenyang metro vehicle， the air spring pressure of the vehicle is out of range， which causes the ATO to quit operation. This paper analyzes the cause of the failure and puts forward the solution， which has providing reference data for the air spring pressure setting.
Key words：Metro vehicle；air spring pressure；out of range
1 概述
地铁车辆载荷是通过检测空气弹簧压力变化并计算得出，制动系统依据车辆载重情况自动调整制动力大小，使之达到既定减速度。
沈阳地铁一号线地铁车辆（B型车）有四种载荷设定，分别为空载载荷、客座载荷、定员载荷、超员载荷。
空气弹簧压力设置上限值和下限值，上限值高于超员载荷压力，下线值低于空载载荷压力；当空气弹簧压力位于上限值和下限值之间时，制动力随空气弹簧压力线性变化，当超出限制值时，按超员载荷施加固定制动力，且报空簧压力超限故障。
2 问题描述
沈阳一号线地铁车辆在早晚客流高峰时期运行时，车辆频繁退出ATO运行。
3 问题分析
沈阳地铁一号线电客车的CBTC（基于通信系统的列车控制）和TMS（列车管理系统）协议中，当牵引系统和制动系统发生特定故障时，TMS系统均须向CBTC系统发送故障信号（数字信号），CBTC实施最大常用制动并退出ATO运行；其中制动系统有如下几类故障：常用制动功能故障、制动缸隔离、校验误差、序号误差、传输误差、制动未缓解、风缸低压。
经查ATO退出时刻TMS向CBTC发送故障信号，制动系统报空簧压力超限故障，确认ATO退出是空簧压力超限造成的。
空簧压力超限可能有两方面原因：
1）空簧或压力传感器故障；
2）列车超载。
为查明空簧压力超限的原因，对列车进行空载静态和运行压力监测。
3.1 空载静态压力测试
对运行车辆进行空簧压力故障调查发现，故障均发生在早高峰时刻，空簧压力超限故障主要集中在MP车、M车、TC车，未发现T车超限。选择5列报空簧压力超限故障的列车进行空车静态压力测试，各转向架空簧压力均在标准范围内，排除空簧和传感器故障影响。表1列出标准值以及1组测量值。
3.2 运行压力监测
3.2.1 车辆运行空簧压力情况
为查明空簧压力超限情况，在早高峰故障易发时段，对运营列车进行实时监测，并对监测到的超限压力进行了统计。
超限压力为转向架空簧压力平均值（转向架单簧运行区间内压力最高时刻），数据统计见表2。
1）表中所列车厢靠近激活的驾驶室，1架压力未超限未列出。
2）沈阳地铁一号线采用B型车，TC车AW3（超员）载荷为290人，MP车AW3载荷为310人（人均60Kg）。拖车压力范围1.52-5.02bar，动车压力范围1.65-5.09bar；
从表中数据可以看出如下几个方面的问题：
1）空簧压力超限的车辆载客率呈现超载情况， TC车载荷相对较低即呈现超载情况是由于空载压力相对较高。
2）车辆运营过程中，站台和运行区间内均有空簧压力超限故障，区间内相对较多。
3）空簧压力超限故障主要集中在云峰北街至沈阳站区间和沈阳站至太原街区间，这两个区间最小曲率半径（米）为300和350，同时载客量较大。
3.2.2 列车行驶空簧压力波动情况
列车行驶过程中存在颠簸、加减速、弯道等情况，均会造成空簧压力的微小波动。
为查看其对空簧压力超限故障的影响，选取Mp车压力进行比较；计算运行区间内的压力（压力波动最大时刻）和站停压力差值（站停压力选取门关好后未发车时刻），具体情况见折线图。
从折线图可以看出：
1）曲率半径对波动值影响。转向架空簧压力波动值最高点和最低点分别是沈阳站和太原街，最小曲率半径分别为300、350；其它小曲率半径分别为张士300、于洪广场350、铁西广场400、云峰北街300，波动值一般在0.1以内。
2）速度和载客量对波动值影响。张士、于洪广场、铁西广场波动值属于小曲率半径路段，但波动较小。这是由于张士、于洪广场载客量小（未满载）；铁西广场虽然载客量大但速度低（一般在40左右）。保工街波动略高，这是由于受载客量大、存在一定弯道且速度较快（70左右）。
3）单节车厢的空簧压力平均值波动较小，最高在0.1左右。
4 解决措施
综上，压力超限故障主要是车辆超载造成的，为此通过调整报警压力上限和早高峰增开列车解决此项问题。
5 结语
1）本文通过对地铁列车静态和动态压力监测分析了空簧压力超限故障的原因，同时体现了地铁列车运行时空簧压力特性，为优化空簧压力超限值及制动力匹配提供参考。
2）建议地铁列车应逐步优化“基于通信系统的列车控制”和“列车管理系统”的接口，使自动驾驶更智能、可靠、精确。
作者简介：
沈德刚（1980-），男，汉族，辽宁沈阳人，本科，沈阳地铁运营分公司工程师，研究方向：车辆。
关键词：地铁车辆；空簧压力；超限
Abstract：During the operation of Shenyang metro vehicle， the air spring pressure of the vehicle is out of range， which causes the ATO to quit operation. This paper analyzes the cause of the failure and puts forward the solution， which has providing reference data for the air spring pressure setting.
Key words：Metro vehicle；air spring pressure；out of range
1 概述
地铁车辆载荷是通过检测空气弹簧压力变化并计算得出，制动系统依据车辆载重情况自动调整制动力大小，使之达到既定减速度。
沈阳地铁一号线地铁车辆（B型车）有四种载荷设定，分别为空载载荷、客座载荷、定员载荷、超员载荷。
空气弹簧压力设置上限值和下限值，上限值高于超员载荷压力，下线值低于空载载荷压力；当空气弹簧压力位于上限值和下限值之间时，制动力随空气弹簧压力线性变化，当超出限制值时，按超员载荷施加固定制动力，且报空簧压力超限故障。
2 问题描述
沈阳一号线地铁车辆在早晚客流高峰时期运行时，车辆频繁退出ATO运行。
3 问题分析
沈阳地铁一号线电客车的CBTC（基于通信系统的列车控制）和TMS（列车管理系统）协议中，当牵引系统和制动系统发生特定故障时，TMS系统均须向CBTC系统发送故障信号（数字信号），CBTC实施最大常用制动并退出ATO运行；其中制动系统有如下几类故障：常用制动功能故障、制动缸隔离、校验误差、序号误差、传输误差、制动未缓解、风缸低压。
经查ATO退出时刻TMS向CBTC发送故障信号，制动系统报空簧压力超限故障，确认ATO退出是空簧压力超限造成的。
空簧压力超限可能有两方面原因：
1）空簧或压力传感器故障；
2）列车超载。
为查明空簧压力超限的原因，对列车进行空载静态和运行压力监测。
3.1 空载静态压力测试
对运行车辆进行空簧压力故障调查发现，故障均发生在早高峰时刻，空簧压力超限故障主要集中在MP车、M车、TC车，未发现T车超限。选择5列报空簧压力超限故障的列车进行空车静态压力测试，各转向架空簧压力均在标准范围内，排除空簧和传感器故障影响。表1列出标准值以及1组测量值。
3.2 运行压力监测
3.2.1 车辆运行空簧压力情况
为查明空簧压力超限情况，在早高峰故障易发时段，对运营列车进行实时监测，并对监测到的超限压力进行了统计。
超限压力为转向架空簧压力平均值（转向架单簧运行区间内压力最高时刻），数据统计见表2。
1）表中所列车厢靠近激活的驾驶室，1架压力未超限未列出。
2）沈阳地铁一号线采用B型车，TC车AW3（超员）载荷为290人，MP车AW3载荷为310人（人均60Kg）。拖车压力范围1.52-5.02bar，动车压力范围1.65-5.09bar；
从表中数据可以看出如下几个方面的问题：
1）空簧压力超限的车辆载客率呈现超载情况， TC车载荷相对较低即呈现超载情况是由于空载压力相对较高。
2）车辆运营过程中，站台和运行区间内均有空簧压力超限故障，区间内相对较多。
3）空簧压力超限故障主要集中在云峰北街至沈阳站区间和沈阳站至太原街区间，这两个区间最小曲率半径（米）为300和350，同时载客量较大。
3.2.2 列车行驶空簧压力波动情况
列车行驶过程中存在颠簸、加减速、弯道等情况，均会造成空簧压力的微小波动。
为查看其对空簧压力超限故障的影响，选取Mp车压力进行比较；计算运行区间内的压力（压力波动最大时刻）和站停压力差值（站停压力选取门关好后未发车时刻），具体情况见折线图。
从折线图可以看出：
1）曲率半径对波动值影响。转向架空簧压力波动值最高点和最低点分别是沈阳站和太原街，最小曲率半径分别为300、350；其它小曲率半径分别为张士300、于洪广场350、铁西广场400、云峰北街300，波动值一般在0.1以内。
2）速度和载客量对波动值影响。张士、于洪广场、铁西广场波动值属于小曲率半径路段，但波动较小。这是由于张士、于洪广场载客量小（未满载）；铁西广场虽然载客量大但速度低（一般在40左右）。保工街波动略高，这是由于受载客量大、存在一定弯道且速度较快（70左右）。
3）单节车厢的空簧压力平均值波动较小，最高在0.1左右。
4 解决措施
综上，压力超限故障主要是车辆超载造成的，为此通过调整报警压力上限和早高峰增开列车解决此项问题。
5 结语
1）本文通过对地铁列车静态和动态压力监测分析了空簧压力超限故障的原因，同时体现了地铁列车运行时空簧压力特性，为优化空簧压力超限值及制动力匹配提供参考。
2）建议地铁列车应逐步优化“基于通信系统的列车控制”和“列车管理系统”的接口，使自动驾驶更智能、可靠、精确。
作者简介：
沈德刚（1980-），男，汉族，辽宁沈阳人，本科，沈阳地铁运营分公司工程师，研究方向：车辆。