现代城市轨道交通信号设备维修体系的思考与研究

1/6现代城市轨道交通信号设备维修体系的思考与研究马永刚(广州地铁集团有限公司运营事业总部基地维修中心.广州市.510000)摘要随着智能时代的到来，城市轨道交通列车控制技术得到了快速的发展，信号设备的维护却还是在沿袭传统维修方法和维修手段。在智能化快速发展的时代，传统维修方法显得橛守成规，不合时宜。总结行业维修模式，利用成熟的新技术、新材料，改善落后的维修和维修模式方法，不但能节约企业成本，降低维护人员劳动强度，而且可以高效全面地对设备进行维护。关键词：现代；城市轨道交通；信号；维修；模式一信号设备传统维修模式概述（一）国铁维修模式2015年8月12日中国铁路总公司发布的《普速铁路信号维护规则》和《普速铁路信号维护规则技术标准》在借鉴了国内普速铁路信号维护管理经验的基础上，继承了铁路信号维护的优良传统和历史经验，并创新维护管理体制，完善维修方法，以适应新形势下的铁路信号维护需求。该细则充分考虑了设备特点、技术发展以及维规使用者的需求，针对不同类型的信号设备采取不同维护模式。信号设备主要分为维修（含入所修）、中修、大修三个修程。其中，维修主要为日常养护、集中检修，有需要时开展重点整修。日常检修、集中检修均是按一定周期开展的检查、测试和修理等；重点整修是对存在故障隐患、质量缺陷的设备进行的一次性集中修理工作，根据设备状态，在需要时开展；中修是按一定周期开展的检查、测试和修理工作，通过“整修、补强、恢复、改善”使设备机械特性和电气特性符合技术标准；大修开展前需要进行设备质量状态评估确认。国铁维修模式成熟，经验丰富，很好的保障了设备的正常运行，对于城市轨道交通的设备维修保养具有极大的借鉴价值。国铁对于设备维修模式的创新均会进行深入的研究与论证，对于新设备、新技术的应用也有严格的要求和相应的规范，机制成熟，平台广阔。国铁成熟的维修模式已经应用多年，其维修模式、维修手段能基本保持不变的主要原因是国铁设备均采用国产设备，设备类型统一，2/6维修体系齐全，规章制度规范，技术标准从设计、生产、维修等整个生命周期均得到了严格详细的规范。（二）城市轨道交通维修模式目前城市轨道交通所使用的信号设备均为国际知名企业西门子、阿尔卡特（泰雷兹）、阿尔斯通等集成商提供。信号设备从新线建设到开通时间较短，维修人员难以在短时间内收集掌握设备的全过程特性，且不同集成商的设备相互借鉴点较少，维修技术培养困难，核心技术不对外开放等各种复杂的因素，使各城市的建立了自己特色化的维修模式，国内难以形成统一的规范，导致轨道交通信号设备维护呈现了多元化的模式。现以上海地铁和广州地铁的维修模式为例进行介绍。1.上海地铁信号设备维修模式上海地铁的信号设备维修主要为小修及以下的修程内容，暂没有大中修的周期和内容。其信号设备维护主要分为通用设备维护规程和各线路的进口设备维护规程。主要分为巡检（1次/日）、日常养护（1次/月、季）、集中维护（1次/年，其中油饰、书写代号每2年1次）、检修(1轮修:1次/年；2故障修)、调测(重大故障修复或超出一年以上的设备停用、大修、重大整改后)、鉴定(每年一次年鉴，作第二年的设备检修依据)。2.广州地铁信号设备维修模式广州地铁的信号设备维修主要分为二级保养、小修、中修和大修。二级保养主要分为日检、周检、双周检、月检、季检、半年检，主要对设备进行日常巡视、检查、测试、调整等简单的维护保养工作。小修即年检，按照一年的时间周期对全部设备进行检测、整治等内容，对存在故障隐患、质量缺陷的设备进行的集中修理工作。广州地铁的中修和大修正在建立自主维修能力，主要分在线中大修和后台集中修两种模式，在线和后台相辅相成，共同完成线网设备的中大修工作，中修和大修的定义基于国铁的中大修概念，在线中大修类似于国铁的中修队伍，后台集中修类似于国铁的入所修，比国铁维修的设备范围广，包含了信号器材、模块、板卡等主要设备。二城市轨道交通信号设备维修模式的总结和思考在城市轨道交通领域，各城市均有适合于自身发展的设备维修体系。从设备的整个生命周期来看，不管是采用了进口设备还是国产设备，信号系统都会经过磨合期、运行稳定期和耗损老化期。设备生命周期的每个阶段都会表现出不同的特性，性能变化都会从刚投入时的高故障期到运行稳定期，最后进入由于耗损老化的故障频发期。所以，信号系统的维修应该针对设备所处的不同时期采用不同的维修策略和维修手段。（一）磨合期高故障维修建议信号设备刚投入时，由于各子系统间初次进行全面的信息交互，各设备处于磨合期，这个时期是考验软件是否完全兼容、部件是否协同运行、信息是否成功3/6交互的重要时期，会出现一些意料之外的故障，故障率一般较高。比较广州地铁在用的西门子系统、阿尔卡特系统和阿尔斯通系统，西门子设备一般在1至2年的时间内会处于高故障期，其他系统一般需要延续到第3年才会趋于稳定。1.建立健全的抢险机制是快速处理故障的有效手段建立健全的抢险机制在该时期能发挥重大的作用，梳理简单快捷的故障处理流程、明确故障处理的原则、建立方便的故障信息反馈渠道是该机制不可缺少的要素。在设备出现故障时，现场人员能第一时间赶往现场，重大故障时，支援人员能及时到位，有助于快速恢复设备，开通线路，有条件时可联合设备供应商组建技术精湛的支援队伍。抢修队伍的组织可以参照抢修成员的住所位置采取就近原则进行组建，各线路可以组建以换乘站、一级联锁站为中心的区域性抢修团队，提高故障救援的响应效率。2.重点关注信号维护支持系统设备日常值班人员需重点关注如微机监测等信号维护支持系统设备或其他的附属检测设备，需要随时留意检测设备中的报警信息，定期对电压、电流曲线等走势进行分析。3.现场维护需要细巡勤测“少动、细巡、勤测、精查”一直是国铁设备的维护策略，在城市轨道交通设备刚投入时期，可能由于施工原因存在部分隐患，故障的发生只有在设备投入使用一段时间才能表现出来，这就要求日常维护需要重点做到细巡勤测，尤其是电源设备的电压、电流是否稳定，电缆对地绝缘和线间绝缘是否良好，轨旁设备支架安装是否稳固等。道岔设备是城市轨道交通信号系统最重要的设备，在该时期发生的故障也最多，每次进行日常维护时均需要多操动、多测量、多观察，对于道岔技术参数发生变化的需要及时进行调整。发现道岔部件短时期内磨损严重的需要及时联合厂家进行更换，并要求厂家出具相应的材质证明报告，完成整改。（二）设备稳定期维修建议设备投入运营3年左右，系统运行一般都很稳定，此时出现的故障多为设计缺陷、设备材质质量问题导致的故障，偶发性的故障较少，针对该时期，可针对性的对相应设备延长日常维修周期，减少维修频次，重点做到“少动、精查”，重点关注道岔设备、联锁设备等影响面较大的设备状态。该时期也是进入设备状态维修的最好时期。设备状态维修是主要依靠检测设备提供的信息提前进行设备状态变化的预知和分析，避免盲目维修，有必要时才进行维修。目前各城市的轨道交通企业对于状态修还处于探索和试行阶段，状态修的预知手段有限，主要依靠检测设备、检测仪器和工具、现场丰富的维修经验进行预知。未来，状态修应该成为轨道交通行业设备稳定期主要的日常维修方式之一，因为状态维修只需要更换或修理损坏的零件，减少物料、配件的消耗，。该时期可以根据系统/设备性能变化情况开展科研、技改、国产化项目。设备性能是否稳定可靠，结构材质是否理想，在该阶段可体现出来。针对设计功能单一，不方便维护或未达到设备维护要求的，可通过科研项目进行“查漏补缺”4/6或者改善原有性能；针对设备材质、结构不理想的部件可通过技改项目进行整治；针对设备原理、结构已成熟掌握，具备维修或生产能力的部件可通过国产化项目进行自主生产和维修，减少维修成本。（三）耗损老化的故障频发期设备在投入使用10-12年后，各种问题将相继涌现，设备性能开始退化，出现同类型设备增加新的故障因素，不同类型设备故障增加。西门子系统由于优良的设备材质，时间可能会有所延迟。该时期，信号设备维修人员压力较大，维修检测将更加频繁，中大修在该时期显得更加重要。该时期，在加强日常保养外，需要重点关注轨旁设备的运行性能，特别是道岔设备、光电缆设备、车地通信设备。该时期信号系统将进入大修阶段，通过大修，对性能普遍下降严重、耗损较大的设备进行更新。大修主要是对设备进行分解，淘汰掉不合格零件，修复调整设备电气和机械性能，消除设备隐患和缺陷，达到全面恢复信号设备质量，保证既有设备安全、可靠地正常使用。参考国铁对大修的管理方式，开展设备大修至少需要提前两年时间进行设备评估等启动工作。三新技术、新材料的应用总结和思考信号设备的维护单单依靠各城市轨道交通企业是不够的，设备厂家和信号器材厂也是设备维护的重要角色。正是市场上不断推出了新的产品和新的技术，使得信号设备维护模式能够不断创新，设备维修手段能够更加先进。借助于这些新产品和新技术，使设备维护更容易做到精测、精查，减少了动作设备的次数，部分设备还可以代替人工进行巡检。这些新的技术极大的方便了现场的维护工作，提高了维修效率，减少了企业的维修成本。例如，道岔整体绝缘，一方面减少了维护人员对部件拆装、绝缘分解的难度，使现场安装更方便，维护时间更少；另一方面，整体绝缘更容易管理，传统的绝缘板和绝缘管在进行采购的过程中，由于类型很多，且来自不同的器材厂或同一器材厂的不同批次，导致新采购的绝缘管和绝缘板与在线使用的绝缘管和绝缘板在厚度、长度、宽度等尺寸上不符，极大地不方便现场管理，尤其是企业同时应用了不同类型的转辙机，如ZD6电动转辙机、S700K转辙机、ZYJ7电液转辙机，这就使现场对备件的管理更加困难。外锁闭装置需要经常加油维护，市场上的有源加油器和无源加油器就能够代替人工进行加油维护，相比有源加油器，无源加油器结构简单，易于安装。这极大地改善了现场人员的对道岔外锁闭装置的维护强度和维护效率。道岔综合监测系统能够对不同类型道岔的缺口、温湿度、电压电流、液压、液位、动作时间等电气参数和机械参数利用传感器技术、宽带数据传输技术、智能图像处理技术，通过视频监控、人机接口方式将现场设备的运行状态实时显现出来，使设备维护监控能够转到室内值班点来，不但做到了值班人员对设备的实时监控，方便了设备的日常维护，极大地提高了道岔设备的维修效率，更为设备故障处理提供了分析依据和指引。5/6类似的新产品和新技术在市场上还有很多。那么，怎样才能更好地应用这些新产品和新技术呢？（一）新线建设期间适当考虑引用成熟的新产品结合新线建设，对于已得到成熟应用的新产品和新技术，可在此期间考虑使用。对于未得到成熟应用但是技术先进、设备可靠性较高的检测设备，需要进行反复验证和考察，尤其是安装在道岔等关键设备上更要慎重，线路开通时由于故障很多，检测设备的误报警会增加现场人员的维护强度。广州地铁一直在积极尝试使用市场成熟的新产品，在新线建设期间就开始考虑引入新的检测设备，以方便现场维护，减少人力投入。如“铁路道岔综合监测系统”可以很好地对道岔的运行状态和电气参数进行实时监测，极大的方便了现场的日常维护，且能实时看到道岔的运行状态，在道岔出现故障时能协助维修人员判断故障点。广州地铁在反复考察了该系统后，有意向在后续的新线中进行应用。（二）建立新产品新技术的分享平台建立新产品新技术的分享平台是城市轨道交通企业与信号器材厂沟通的最好机制。该平台可以使城市轨道交通企业能及时看到市场上出现的新产品、新技术，尤其是一线的维修人员。这不但有利于城市轨道交通企业进行科研、技改、国产化，也有助于信号器材厂能及时了解到各城市轨道交通企业现场设备维护的实际需求，发布的新产品也能较快获得各城市轨道交通企业的意见。（三）新产品新技术的应用最终能搭建为成套的检测系统，避免“四面开花”市场上出现的新产品较多，部分城市轨道交通应用了大量的检测设备，由于来自于不同的厂家，若检测设备均需要独立的网络通道或独立电缆的话，未免造成设备投入成本的增加，且不利用维修人员进行集中监控，出现“四面开花”的现象。在引入新的检测设备的时候，应该联合厂家将检测设备的信息能集中反映到一起，如可以考虑将“铁路道岔综合监测系统”的检测信息兼容到维护支持系