地铁车辆速度传感器的振动测试及故障分析.pdf

地铁车辆速度传感器的振动测试及故障

分析

摘要：地铁车辆的速度传感器主要利用光电效应或磁效应等原理，为车辆的

控制系统提供运行状态数据。由于速度传感器安装在轮对轴端，应用工况恶劣，

其稳定可靠性工作对于地铁车辆的安全运行具有至关重要的作用。基于此，对地

铁车辆速度传感器的振动测试及故障进行研究，以供参考。

关键词：地铁车辆；速度传感器；速度波动；振动测试

引言

为保障地铁的安全有序运营，对各类车站设备开展全面有效地自动化监控、

管理，采集、处理相关数据信息，开展历史信息档案及设备维修管理；以及为满

足在紧急状况下的报警、乘客疏散等要求，在轨道交通车站还配备有火灾报警系

统、防排烟系统、水消防系统等设备系统。为实现对这些系统、设备之间的有效

联动监控，地铁环境与设备监控系统应运而生。

1地铁事故及地铁项目风险因素分析

1.1地铁事故分析

纵观国内外相关报道，地铁事故频发，导致地铁事故的因素包括自然因素和

人为因素。其中自然因素包括水文地质条件的变化、气候条件的变化、地震等不

可抗力事件的发生；人为因素包括施工过程及运营过程中的施工不当、管理不当、

火灾等，可见，地铁风险因素贯穿于地铁项目全寿命周期。设计不当直接影响地

铁项目结构安全，施工过程中技术与管理的不当同样会影响结构安全，由于地铁

项目是地下施工，封闭性强，因此该类风险因素极可能造成地铁坍塌事故，所带

来的不仅仅是地铁项目本身结构的毁坏，还会波及到周边建筑的结构安全，据统

计，地铁坍塌事故率为33%，事故死亡率为60.9%，因此，勘察设计及施工阶段

存在的风险因素需要引起足够的重视。地铁项目在运营过程中存在的风险因素也

有很多，比如运营管理不当造成的火灾事故，地铁项目的封闭性给消防工作及人

员疏散工作带来了巨大压力，一旦火灾事故发生，伤亡会很惨重。

1.2地铁车站照明控制方案发展现状

在地铁站内，照明可划分为公共区照明（含出入口）和设备区照明。设备区

照明通常在设备房就地或就近设跷板式开关控制。当设备房照度要求高、房间面

积大，照明灯具布置较多时，则可采用双联开关、三联开关或多联开关。而针对

公共区照明，全国大部分地铁线路都已由传统的控制方式转变为采用智能照明控

制系统对照明灯具进行开关控制。传统的控制方式是在照明配电箱总进线上串入

接触器，纳入BAS的监控，以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等

功能；而智能照明控制系统在无需改变配电系统的前提下，通过采用传感器、驱

动器、PLC、模拟屏等组成的智能照明控制系统，来实现对公共区及出入口照明

的分回路、实时、精确的监控。智能照明控制系统示意图如图1所示。

图1地铁车站智能照明控制系统示意图

2地铁车辆速度传感器的振动测试

2.1速度传感器故障的解决

有的车辆采用的是直线电机，速度传感器只能通过轮对的转动采集车辆速度

信号，不像其他线路车辆使用旋转电机，通过电机转子的转动速度来获得车辆速

度信号，因此地铁线车辆速度传感器的应用条件与其他线路车辆相比更加恶劣。

从测试获得的振动有效值、振动最大值以及振动频谱特性可知部分区间线路条件

不佳、轮对多边形化，尤其是随着车辆服役时间增加，轮对磨损、多边形化、线

路老化等会更加凸显，使得轮对及速度传感器振动增加，导致速度传感器信号波

动风险增加。为了解决速度传感器的故障，可以从改善速度传感器的内外部条件

入手。速度传感器生产厂家可以针对特定的振动冲击条件，在速度传感器内部的

光电效应组件处增加减隔振措施，改善其振动环境。线路的使用频次高，而且改

变线路轨道状况的工程量大，平时需要加强线路的检修、维护与保养。对车轮对

进行圆跳动检测，发现轮对多边形失圆的情况明显，重新镟轮后的车辆轴端振动

有效值和最大值均在GB/T21563-2018标准值范围内，速度传感器的速度波动幅

度在1.5km/h以内，满足车辆运行的使用要求。因此，随着车辆运营时间的增加，

定期开展轮对的检修、维护与保养，减小车辆振动是确保速度传感器正常可靠工

作的关键。

2.2地铁环境与设备监控系统设计原则

地铁ＢＡＳ系统主要是对地铁内的照明系统、导向系统、给排水系统、通风

空调系统、自动电扶梯等车站设备开展全面实时的自动化监控、管理，重要作用

于保障地铁的安全、可靠、高效、节能运行，为乘客提供安全舒适的候车、乘车

环境。因而，对于地铁ＢＡＳ系统的设计应秉承相应的原则：一是安全