湖南磁浮交通发展股份有限公司 湖南长沙 410000
摘要：计数轨枕测速与相对定位方式是针对无轮轨列车而研发的测速装置，在长沙中低速磁浮列车实际工程应用中列车出现紧急制动、后溜、列车不能启动等问题。本文针对此问题进行了深入研究分析，测试捕捉数据找到问题的根本原因，给出解决方案，为后续中速磁浮列车设计和标准的制定提供参考依据与宝贵经验。
关键词 磁浮快线；磁浮列车；测速定位系统；涡流传感器；解决方案
Abstract: Count sleeper velocity and relative positioning way is for free of wheel/rail train and development speed of the device, in changsha, low-speed maglev train after train emergency braking, in practical engineering application problem such as slip, train won't start. This problem, this paper makes a deep research and analysis, test capture data to find the root cause of the problem, the solutions are given for the subsequent medium-speed maglev train design and standards provide a reference basis and valuable experience.
Key words; Maglev line; Maglev train; Tachometer location system; Eddy current sensor; The solution
引言：城市轨道交通列车速度检测的准确性在列车运行及控制上具有十分重要的意义，速度的准确性直接影响列车自动驾驶，制动距离控制等。长沙磁浮是国内首条开通的中低速磁浮商业运营线路，其测速系统也是针对磁浮列车的特性而选用的计数轨枕测速装置，其采用涡流传感器经过金属轨枕时产生变化的感应电流并输出电脉冲信号来计算列车运行速度。
1、概况
“计数轨枕”的测速定位方式，利用列车在时间t内通过轨枕数目n，再结合每二根轨枕间距△L（固定值）即可测出列车已经过的里程s=n*△L,也就可以算出列车的运行速度v=s/t；以长沙磁浮与北京磁浮为例，其系统装置主要为测速感应板、测速机箱组成。如图1-1，感应板安装在悬浮架左右二侧，当列车运行时，测速感应板上的涡流探头经过F轨的轨枕进行计数，测量的精度受轨枕间距是否相等、轨枕宽度、外部干扰、弯道的处误影响。
图3-1 ERM数据记录波形
结合异常波形所发生区间位置的特点，进行现场环境检查，发现在火车南站进出口、机场进出口及榔梨站进出口的道岔轨枕设置，与正线明显不同，见图3-2，图3-3。测速传感器的安装位置正好在与F轨平行的金属物上方，当列车运行时影响到测速传感器的正常感应轨枕，产生了长时间不变或短时高频脉冲速度采集信号，导致测速系统的速度处理及输出异常。
图3-4检测波形
磁浮列车测速系统输出4路速度信号，当车停稳后测速系统出现一路速度通道约在9km/h左右跳动，其他三路速度均为0。导致速度计算一直为9km/h，网络系统认为此时属于非零速范围，而司机松开警惕，触发了紧急制动。当列车测速系统如出现一路速度信号跳变超过12km/h时，此时列车停稳后司机将手柄打在制动位会触发电制动，导致列车存在一个反向牵引力，使列车后溜。
3.2 磁浮列车报“测速装置1、2、3、4传感器故障”分析
根据故障现象，列车报“测速装置1、2、3、4传感器” 故障后持续几十秒钟自动恢复正常。而在软件逻辑上触发“测速装置1、2、3、4传感器故障”的条件主要为速度信号存在丢失。经过对测速系统主机、测速感应板进行普查发现测速机箱DB25连接器中，信号线的屏蔽层没有压接，其压接信号线屏蔽外壳有压坏的、没有压紧的、没有外壳压接的，如下图
（上接第233页）
3-5所示：
图3-5连接器屏蔽层处理不合格
从现场初步普查的结果来看，测速机箱插头及测速感应板连接器存在多处工艺问题，此类问题对速度信号的采集及传输存在干扰，导致测速信号丢失，导致HMI报相应故障。
4、整改优化及验证
4.1紧急制动、后溜改善措施
1）重新设计了加长测速传感器安装支座，由原来两个测速板间距950mm调整到800mm，从而避开与F轨平行的金属板重叠，测速涡流传感器直接可以与F轨的轨枕感应并输出正常计算波形；通过整改后使用测速专用工具进行验证，检测在正线道岔处速度波动情况已经正常。
2）优化软件机制，修改牵引系统DCU原有的速度取值逻辑；后续4路速度信号取值逻辑为“去掉最大值与最小值，计算中间2路速度信号的平均值”，从而避免干扰带来的问题。
4.2测速装置1、2、3、4传感器故障改善措施
由上述分析可知，工艺问题是导致报“测速装置故障”的主要原因，经过将上述普查后的硬件问题进行一一整改后跟踪6个月，未再次出现此类故障。
5、总结
磁浮轨道交通在国内刚刚属于起步阶段，长沙磁浮快线作为国内首条开通磁浮商业运营线路，因此也会遇到很多地铁没有的问题。由于磁浮列车运行时车辆与轨道之间没有接触，因此对磁浮列车的测速和定位不能直接引用传统铁路的测试方法，从而新开发一种计数轨枕的测速系统，此系统在磁浮列车上也属于首次工程应用。
针对计数轨枕的测速系统工程应用的问题进行外部环境检查和研究分析，通过检测数据验证从而锁定影响速度信号的主要原因。针对外部环境造成的影响在不影响列车其它系统情况下进行合理结构优化，对内部不可避免的干扰问题进行软件滤波处理。
参考文献：
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论文作者:唐,飞,乔林真,梁,迪,彭,力
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/31
标签：测速论文; 轨枕论文; 列车论文; 速度论文; 传感器论文; 磁浮列车论文; 信号论文; 《防护工程》2017年第27期论文;