南京地铁车辆设计审查要点

1、南京地铁车辆设计审查要点摘要地铁车辆的设计影响到地铁的今后运营与维修,因此把好设计关非常重要。在参与南京地铁与alst的设计联络中,就设计过程中的车辆制动,电磁兼容,设备安装及与其他系统接口等问题进展了总结。用户与制造商应在设计阶段加强协商与交流,以进步车辆的可靠性与适用性。关键词地铁车辆,设计审评,电磁适应性目前国内a型地铁车辆均由国外车辆制造商设计并制造,技术上总体来说是成熟、可靠的,然而在投入运行后都发现了很多问题。其主要原因是:车辆制造商对地铁运营的经历缺乏,对用户的系统配套设备也不完全理解;车辆制造商出于自身利益会较多地考虑制造本钱和工程执行的便利;制造商的程度也是通过一个个工程的理

2、论逐步进步的。作为用户,不能过多地依赖车辆制造商,而应在车辆的设计过程中就从运营和维修角度严格审查车辆制造商提供的图纸和文件,以减少给日后的运营维护带来的不便。本文作者参加了南京地铁与alst的设计联络与审查。现将审查要点与体会整理出来,供国内地铁同行在车辆设计中参考。1车辆在运输过程中的问题1.1运输过程中的制动要求地铁车辆通过国内铁道线路运输时,为保证车辆运输过程的平安性,铁路运输部门对车辆空气制动有要求(即对守车的制动力有规定要求)。在设计中,应考虑地铁列车制动风管在铁路运输中与铁路车辆风管的连通问题。地铁车辆可以参与、也可以不参与铁道车辆的制动。由于地铁车辆的制动系统和铁道车辆不同,牵

3、引机车不易控制,所以通常采用不参与的方式,在地铁车辆的每辆车上增设一个截断塞门。上海轨道交通3号线(明珠线一期)车辆由于在设计中没有考虑这一问题,在铁路运输中出现费事。经过协商后,采用140的软管跨过6节地铁车辆来连接干线列车的前后车辆,以保证与守车制动管相连,满足整列车的制动性能。南京地铁在与alst设计联络时提出了这一问题。经过协商,每辆车在主风管与空气制动设备之间增设了一个截断塞门,以满足运输过程中的制动要求。1.2车辆在隧道内的救援方式由于隧道内的空间比较狭小,车辆在脱轨后复位相比照拟困难,应考虑在车辆的1、2位端部牵引梁处设计车辆脱轨复位顶车装置。为方便在隧道外的车辆复位,在转向架的

4、两侧边梁处也应考虑复位顶车装置。1.3车辆在隧道内的制动手动缓解南京地铁的隧道内没有维修通道,维修人员不能到车下进展操作,当列车由于制动故障停车后需要手动缓解时只能在车上操作。alst最初的设计将制动缓解阀的操作手柄设置在转向架上。南京地铁在设计联络时坚决要求alst将制动缓解阀的操作手柄设置在车内。alst最后同意修改设计,将操作手柄设置在二位端b侧电气柜上,如图1所示。2电磁兼容性要求电磁兼容性要求的范围涉及车载设备、信号设备、通信设备、供电设备、附近设备、邻区外部设备及乘客的物品和器具等。所有的车载设备应能在地铁线路的电磁环境中可靠工作,功能和性能不受影响,并且不影响地铁线路的其他设备系

5、统。图1南京地铁车辆制动缓解阀电磁干扰因素有辐射干扰、感应干扰、传导干扰、静电释放等4种。供货商应该在设计开始时提交一份至少要包括以下内容的e(电磁适应性)方案:e组织机构、人员和资质;在整个合同期间拟采取的总体方法和步骤、进度方案;对e要采取的详细方法和步骤;说明设计中应考虑的射频干扰和敏感性设备;说明对电磁干扰敏感的系统之间的接口和到达e的方法。在设计阶段,车辆制造商应该提交一份e设计审核文件。该文件要说明如何满足辐射电磁干扰、磁尝感应式干扰、传导干扰、信号兼容性、通信兼容性等要求。为确保和说明e符合标准,要求车辆制造商编制一份综合测试方案。测试按照车辆级和设备级进展。测试后应提供实验报告

6、,并将所有测试结果、计算、理论分析和设计研究组合到一份文件,说明e全面符合标准,并将该文件呈交用户。3车辆设备的要求3.1蓄电池箱的设计及安装位置蓄电池的检查周期正常情况下为3个月。蓄电池组为80单元左右。由于检查是逐个单元进展的,箱体的设计应考虑便于检查和加液。alst原来提供给南京地铁的方案是固定式的,检修时需在平交道上进展,在可升降的专用小推车的协助下将整个箱体卸下来。整个过程费时又费力。后来经过协商和会谈将蓄电池箱设计成带滚动支架的可抽拉式,不需工具就能拉出。3.2电气设备箱/电气柜的设计设备箱的设计应该考虑检修的方便性、可测试性、可互换性,同时还应该考虑拆卸的时间和所需的专用工具。a

7、lst提供给南京地铁牵引设备箱和辅助逆变器箱的方案中采用了螺栓固定方法,翻开箱门约需5in。虽然从平安的角度这样可保证维修人员不受电击的伤害,但增加了维修人员的工作强度。另外,alst在设备箱/电气柜布置设计中对零部件的检查、测试和更换的方便性考虑不够充分,增加了检修的难度。如客室内位端右侧电气柜的下部由于安装了灭火器,难以接近进展检修和更换下部的电气零部件;左侧电气柜的下部由于检查门比较小,难以接近进展检修和更换安装在侧墙上的零部件;司机室电气柜内的部分电气元器件的布置接近地板面,维修人员需匍匐在地进展检修和更换。南京地铁在设计联络和审查中提出了这些问题。由于这些设计涉及alst的已定型部件

8、产品和客室/司机室布置,假设要修改,对交货期会有影响。经过协商,南京地铁没有坚持要求修改。3.3电气绝缘(车顶绝缘间隔 )车辆顶部与接触网之间的电气绝缘间隔 必须满足gb50157-92?地下铁道设计标准?第8.3.14条(当时gb50157-2022尚未公布)或ie913-1988?电力牵引架空线?第2.1.6条。即对于接触网标称电压为1500d的地铁车辆,车体与线路带电部分(接触网)之间的最小间隙在静态状态下不小于150,在动态状态下不小于100。alst在投标阶段的设计方案中车顶(带受电弓和空调单元)与接触网之间的间隙在静态状态下为93、在动态状态下为60。虽然alst说明该设计符合法国

9、标准nff60-101?铁路车辆绝缘配合2装置和设备上空气绝缘间隔 和爬电途径?,但南京地铁坚持要求修改设计以满足ie913-1988的规定。为此,al2st通过降低空调的高度满足了这一要求。3.4蓄电池熔断器的位置为了防止蓄电池熔断器的更换带电操作,蓄电池的隔分开关应该设置在蓄电池与熔断器的中间,以使两者隔离。alst的设计没有考虑到这一细节,将隔分开关设置在熔断器和蓄电池的外侧,如图2所示。这样的设置将导致熔断器的更换带电操作。图2原alst设计车辆隔分开关位置图3.5电子控制单元的维修接口控制单元是列车的神经元,一旦出现故障通常会影响列车的正常运行。为了可以快速下载部件的故障信息进展故障

10、分析和处理,最好在车上设置牵引、辅助、制动等电子控制单元的维修接口。而al2st为南京地铁设计的车辆上这些电子控制部件及其维修接口只设置在车体下面。当列车因故障停在隧道内时,无法到车下读取数据,因为隧道内没有维修通道。当然,大多数故障处理与数据下载的工作按运营规那么是不会安排在运营线路上进展的。3.6司机显示器司机显示器(ddu)在列车运行中的主要功能是给司机显示列车的根本运行数据、故障和评估,以及列车状态信息,司机也能通过键盘或触摸屏发送控制指令。如何最大限度利用显示器为运行效劳,需要充分调研列车司机的需求,理解各系统在各种故障情况下ddu应该有何提示和报警信息。3.7事件记录仪为了方便故障

11、分析和调查不正常事件产生的原因,列车上通常设有事件记录仪。不正常事件的发生通常是突发性的,有可能是列车故障引起的,也可能是人为因素,另外也可能是列车故障后司机的不当措施引起的。事件记录仪的功能要到达记录列车各系统设备的状态和司机的操作(即按钮和开关的状态)。事件记录仪的设置可谓“养兵千日,用兵一时。为了有效记录列车各系统设备的状态和司机的操作,并最终帮助事件调查人员提供有价值的数据,最好采用实时记录数据的方式,将列车一天的状态信息记录下来。假设完毕一天的运营后不需要下载这些信息,那么第二天这些信息将被更新。南京地铁在合同会谈阶段对事件记录仪没有详细的要求。在工程执行阶段,alst提供的方案是采

12、用事件触发进展记录的方式,仅有三个触发条件:司机按下紧急制动按钮或at施行紧急制动;紧急制动接触器电路状态从有电转变至无电;电路维护测试电路状态转变。在设计联络阶段,经过协商,又增加了9个触发条件。虽然考虑的范围扩大了,但由于存储器的容量限制,事件记录的数量有限,当列车在某天触发事件记录仪进展记录的故障出现的次数较多时,事件记录仪的记录可能会溢出。4与其它系统的接口4.1车辆与信号系统的接口车辆与其它系统之间的接口要考虑功能接口和物理接口两个方面。其中车辆与信号系统的at之间的功能接口比较复杂,主要有数字信息交换接口类型及协议、列车制动动态参数与at控制列车停车精度之间的配合、列车制动冲击极限

13、的控制权、驾驶形式的转换、零速信号的来源、无人自动折返功能的实现、两个系统的牵引/制动力矩电流环的一致,等等。为了在工程执行阶段防止因解决接口问题而增加费用,应该在后招标、后确定的合同确定之前将接口问题谈好,形成详细的接口技术规格。因为不同的供货商有不同的设计理念和不同的配套产品,当出现矛盾时,为了维护自身的利益,都不愿修改设计和产品。假设没有合同条款的约定,势必在推诿中延误工程的执行。4.2车辆与无线通信的接口车辆与无线通信之间的接口需要确定控制中心()对客室播送的优先权问题。即对客室的播送是自动的,还是由司机控制。假设用户希望通过车辆与无线通信之间的数字接口将车辆的故障数据实时传输到和车辆

14、基地,以缩短车辆的维修时间,进步车辆的利用率,一定要在地铁工程总体规划中确定并在车辆合同中明确这一功能需求,并确定两个系统之间的数据接口及协议。假设有此功能接口,可利用该数据接口在将效劳信息和广告信息即时传输到车辆内的旅客信息显示屏上。4.3车辆与供电系统的接口车辆与供电系统之间的接口需要考虑远期顶峰小时变电所的容量、受电弓与接触网的匹配、电磁兼容等问题。每个问题都需要两个供货商认真、细致地配合。如受电弓和接触网之间的匹配不仅要考虑受电弓的尺寸、材料、受流才能,还需要校核列车在静止时受电弓的最大受流才能是否足够。最大受流才能除与受电弓碳条的数量、尺寸、单位受流才能有关外,还与接触网的数量(单线、还是双线)有关。即要考虑是单线受流还是双线受流。这一问题容易被忽略。4.4车辆与土建的接口车辆与土建之间的接口需要考虑限界,轮轨匹配(如车轮踏面外形与钢轨外形匹配、车轮与钢轨的硬度匹配、轨底坡),线路曲线,线路最大坡度,等等。4.5其它除了以上问题,还应该注意一些细节问题。如: