軌道交通信號系統(tǒng)深度維修與檢修基地建設(shè)

引言

信號系統(tǒng)為軌道交通的核心系統(tǒng),隨著軌道交通線網(wǎng)的發(fā)展,信號檢修工作日益頻繁,設(shè)備穩(wěn)定性要求越來越高,日常性維修或臨時性故障維修已無法保證信號系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行。對于高速增長的軌道交通運營線路,為了保證線路平穩(wěn)運行,不論是軌道交通運營單位,還是PPP項目公司,開展持續(xù)性的深度維修維護工作顯得尤為必要。

1線網(wǎng)運營

軌道交通安全可靠、準點高效,已日漸成為市民出行的首選方式,但隨之給軌道交通的正常運營帶來極大的壓力。我國軌道交通正處于高速發(fā)展階段,目前已有多個城市形成線網(wǎng),在網(wǎng)絡(luò)化運營下,各系統(tǒng)的專業(yè)關(guān)聯(lián)性加強,尤其對于信號系統(tǒng),某一條線路的突發(fā)故障都可能影響到整個線網(wǎng)的運營。

2信號系統(tǒng)維修模式與故障周期

2.1信號系統(tǒng)的構(gòu)成

軌道交通信號系統(tǒng)是指揮列車運行,提高運輸效率,確保行車安全,優(yōu)化行車組織的核心系統(tǒng)。信號系統(tǒng)主要包括正線信號系統(tǒng)、ATs信號系統(tǒng)、骨干網(wǎng)DCs系統(tǒng)、車載信號系統(tǒng)、車輛段信號系統(tǒng),主要由聯(lián)鎖CI、轉(zhuǎn)轍機、信號機、軌道電路、計軸、核心交換機等設(shè)備組成。信號設(shè)備具有集成度高、模塊化、專業(yè)化等特點,元器件種類多,對信號維護員的技能水平要求高。

2.2信號設(shè)備的維修模式

信號設(shè)備檢修計劃一般可分為年度檢修計劃、月周檢修計劃、日檢修計劃及臨時性檢修計劃。維修模式有自主維修、委外維修、自主與委外聯(lián)合維修。信號專業(yè)人員通常按照檢修規(guī)程對設(shè)備進行維護保養(yǎng),在建設(shè)階段對安裝、聯(lián)合調(diào)試的遺留問題進行重點整改,達到試運營水平。在運營階段,采用以設(shè)備預(yù)防性為主,不斷優(yōu)化檢修方案、改進試驗方法的措施提高維修質(zhì)量。

2.3信號系統(tǒng)故障周期

信號系統(tǒng)故障有明顯的階段性,通常經(jīng)歷設(shè)備投產(chǎn)故障期、突發(fā)故障期、自然損耗期這3個階段。

2.3.1投產(chǎn)故障期(大約1年時間)

信號設(shè)備投產(chǎn)初期,建設(shè)期間的設(shè)計、安裝、調(diào)試等遺留問題將在試運行中顯現(xiàn),此期間故障率較高,隨運行時間的增加,遺留問題的解決和各部件的磨合進入最佳狀態(tài),故障逐漸減少。此階段設(shè)備處于質(zhì)保期且備品備件充足,主要依靠廠家和施工單位技術(shù)力量進行問題整改。

2.3.2突發(fā)故障期(1年以后)

信號設(shè)備經(jīng)過磨合和日常檢修逐漸進入穩(wěn)定運行階段,此階段的故障具有隨機性,沒有可尋跡的故障發(fā)生規(guī)律,通常為概率性事件。

2.3.3自然損耗期(5~10年以后)

設(shè)備經(jīng)過長期運行,部分元器件老化、磨損,其強度和配合質(zhì)量迅速下降,其損壞屬于老化性質(zhì)。此階段很多型號的設(shè)備或器件已停產(chǎn),廠家提供的技術(shù)支持積極性不高,加上設(shè)備之前一直處于穩(wěn)定運行周期,維護人員對故障的處置經(jīng)驗也不夠豐富。若長期采用委外維修模式,將因委外人員更迭很難熟練掌握設(shè)備特性,維修效率也將大打折扣。

3信號系統(tǒng)的深度維修

信號系統(tǒng)的深度維修是指通過對信號設(shè)備運行狀況的不斷跟蹤,掌握設(shè)備的原始數(shù)據(jù)并建立溯源系統(tǒng),利用信號設(shè)備的故障周期,采取故障修、送廠修、自主修、迭代更換等方式對信號設(shè)備進行階段性維修,從而達到信號系統(tǒng)的可用性、可靠性及可維修性目的。為保證軌道交通線網(wǎng)的可靠運行,從長遠來看,各城市在軌道交通運營早期開展設(shè)備深度維修研究十分必要。對于深度維修的實施,應(yīng)持續(xù)開展設(shè)備故障統(tǒng)計分析,堅持一般設(shè)備預(yù)防修,重點設(shè)備深度修,維修和試驗并行的原則,不斷改進修試方法,不斷培養(yǎng)專業(yè)維修隊伍,采用日常維修和設(shè)備大修相結(jié)合的實施方案。

3.1日常維修策略

日常維修可考慮采用更換式維修、離線式修復、在線式修復3種方式。

3.1.1更換式維修

對故障部件直接進行更換,針對一些核心設(shè)備,模塊化程度高、不易修復達到原功能要求的故障件。質(zhì)保期內(nèi)可由廠家或自主更換故障件,修復故障后對備件進行補足。質(zhì)保期過后,通過信號故障統(tǒng)計分析對故障進行分類和篩選,通過分析掌握采購備件的規(guī)格型號、數(shù)量,滿足及時更換的要求。特殊情況下(原廠備件停產(chǎn)或費用較高),可采用質(zhì)量可靠的通用配件替代,但在使用前應(yīng)進行試點,運行穩(wěn)定后方可推廣。

3.1.2離線式修復

運營成線網(wǎng)后,每條運營線路故障件較多,同時有些原廠備件可能已經(jīng)停產(chǎn),對于這類可經(jīng)過處理并能恢復使用功能的故障件,為節(jié)約運營維修成本,實行離線式維修,并形成規(guī)模效應(yīng)。一方面考慮成立專門維修部門,采購專業(yè)工器具,實現(xiàn)自主維修。另一方面,若自身能力有限(人員技能水平、所需工器具要求較高等),可對故障件進行返廠維修。

3.1.3在線式修復

設(shè)備發(fā)生故障后,可由維護人員先行判斷,若故障原因明確,可經(jīng)過簡單或臨時處理恢復到原狀態(tài),不影響設(shè)備運行時,可實行在線式修復,例如設(shè)備接線松動、電源丟失、軟件參數(shù)設(shè)置錯誤等。

3.2設(shè)備大修策略

信號設(shè)備在運行5~10年后,由于機械磨耗超限、系統(tǒng)版本過低、電氣特性不達標,導致設(shè)備質(zhì)量下降,當設(shè)備不合格率達到一定比例時,需進行大修。對信號設(shè)備的大修,一是依據(jù)設(shè)計和技術(shù)規(guī)格書要求(如斷路器分斷次數(shù)、s700K轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換次數(shù)、試驗數(shù)據(jù)要求等)進行技術(shù)改造或設(shè)備更新:二是依據(jù)長期數(shù)據(jù)統(tǒng)計,綜合考慮長期對設(shè)備運行檢修狀況的觀測、故障統(tǒng)計分析等因素。對于信號核心設(shè)備,建議以廠家維修為主、自主修為輔的維修方式。如對于部分設(shè)備修復技術(shù)要求高、問題處置難度大、核心技術(shù)壟斷且總體數(shù)量較少的設(shè)備,采用送廠修方式,運營單位對大修質(zhì)量、試驗結(jié)果進行最終驗收。對于數(shù)量較多且對人員技能水平、修復儀器要求不高的設(shè)備,如繼電器、遮斷開關(guān)、電路板等,可采取自主維修模式。

4信號系統(tǒng)檢修基地

4.1信號系統(tǒng)檢修基地設(shè)置的必要性

隨著信號系統(tǒng)各部件磨損、老化、受污染等問題的產(chǎn)生,故障率會明顯升高,甚至帶來安全隱患。這些問題日常維修已難以解決,因此,需要按照深度維修的策略定期檢修。經(jīng)過深度維修的信號設(shè)備經(jīng)檢修、測試合格后,仍可繼續(xù)上道使用。根據(jù)國家相關(guān)認證檢驗規(guī)范,任何需要上道的信號設(shè)備,必須通過具有信號器材檢測資質(zhì)的機構(gòu)檢測。信號檢修基地的設(shè)立,可以滿足這一要求,并產(chǎn)生諸多效益。設(shè)立信號檢修基地,既能通過自主維修提高維護人員的專業(yè)水平,又能降低運營維護成本,對整個運營維護工作擁有更多的主動權(quán)。4.2信號系統(tǒng)檢修基地設(shè)置的必要條件

各城市在考慮實施信號檢修基地的可行性時,應(yīng)考慮信號人員必須要有自主集中檢修的能力,這可能需要通過多年運營經(jīng)驗的積累。在運營公司層面,職能組織需要磨合,各類運行機制完善并有相關(guān)規(guī)章的支撐。信號系統(tǒng)檢修基地對土建、供電等沒有特別要求,基地設(shè)施可考慮在新建線路的車輛段、停車場等地設(shè)置。

4.3信號系統(tǒng)檢修基地的實施項目分析

4.3.1轉(zhuǎn)轍機的檢修、測試

轉(zhuǎn)轍機作為信號聯(lián)鎖的關(guān)鍵設(shè)備,其故障將直接影響行車安全,甚至會導致列車擠岔脫軌等重大事故。轉(zhuǎn)轍機工作頻率高,所處環(huán)境潮濕,進一步加速了接點氧化、銹蝕,需定期下道檢測維修。轉(zhuǎn)轍機國產(chǎn)化程度高,檢修和測試方面技術(shù)較成熟,因此,轉(zhuǎn)轍機可采用自主維護和保養(yǎng)的方式。4.3.2繼電器的檢修、測試

信號系統(tǒng)中繼電器使用數(shù)量較多且長期處于工作狀態(tài),因內(nèi)部零件老化、絕緣性能降低等原因,其機械與電氣特性會逐漸變化,易造成設(shè)備故障,需定期進行預(yù)防性檢修。國內(nèi)新開通的軌道交通城市,以往信號繼電器是有計劃地送至相應(yīng)的檢修基地進行檢修,而建立信號檢修基地后,繼電器可實現(xiàn)自主檢修。

4.3.3信號機、發(fā)車表示器的檢修、測試

信號機在線設(shè)備數(shù)量較多,長期工作在惡劣的環(huán)境中,遮檐、螺絲等部件很容易銹蝕,內(nèi)部電子元件也可能因密封不良而受潮損壞,需定期全面檢修。發(fā)車表示器的外殼、顯示屏等部件易受潮濕環(huán)境影響,宜定期全面檢修,以免造成設(shè)備損壞。信號機設(shè)備成熟,維修方便,大部分部件可自主拆卸和安裝。發(fā)車表示器維修所需部件易采購,自主檢修可節(jié)省一定成本。

4.3.4各類鋼軌接續(xù)線的壓接生產(chǎn)

鋼軌接續(xù)線主要用在車輛段/停車場,數(shù)量較多,采購時效性差,成本不易控制。如在檢修基地內(nèi)自主生產(chǎn),則靈活性強,成本相對較低。

4.3.5各類按鈕箱的檢修

按鈕箱主要有自動折返按鈕和緊急停車按鈕,兩者對行車安全及效率影響較大,常采用故障修模式。箱盒結(jié)構(gòu)簡單,通用性強,便于部件測試、更換、維修,信號人員經(jīng)過一定培訓即可實現(xiàn)。

4.3.2電子板卡的檢修、測試

信號系統(tǒng)因?qū)I(yè)性較強,設(shè)備集成度高,采用的電子板卡屬于精密型設(shè)備,又因缺乏核心技術(shù)資料,采用常規(guī)方式幾乎難以對電子板卡進行維修,且檢測平臺針對性強,采購費用非常高,此類設(shè)備考慮采用自主修與廠家修聯(lián)合的方式維修。4.4信號系統(tǒng)檢修基地的實施

檢修基地的實施,需要完善設(shè)備管理和檢修體系,按照信號深度維修策略執(zhí)行檢修計劃。檢修基地宜配置設(shè)備檢修數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的建立便于技術(shù)人員進行統(tǒng)計、分析、查詢,以實現(xiàn)安全質(zhì)量管理的信息化。在生產(chǎn)經(jīng)營活動中,應(yīng)以高質(zhì)量為標準,有步驟地完成信號設(shè)備的檢修工作,提供安全可靠的信號器材。檢修基地應(yīng)建立各類信號設(shè)備檢修平臺,配置檢修和管理用房?；氐慕ㄔO(shè)不僅要滿足短期內(nèi)檢修需求,還要長遠規(guī)劃,為整個線網(wǎng)預(yù)留足夠的設(shè)備和辦公空間。

5結(jié)語

本文通過對信號系統(tǒng)維修模式的分析,可知信號系統(tǒng)深度維修既可保證系統(tǒng)運行的可靠性,又能保證設(shè)備的可用性和平穩(wěn)迭代更新。同時,闡明對于已成線網(wǎng)的軌道交通實施信號檢修基地項目是很有必要的。目前可參考的成熟的信號檢修基地項目尚不多,且檢修基地各實施項目資質(zhì)需要通過專業(yè)機構(gòu)鑒定,建議各城市在開展信號檢修基地項目時,應(yīng)做好充分的調(diào)查和研究工作。