內容簡介
本書是針對高職院校城軌控製專業編寫的教材,主要根據城市地鐵和輕軌列車運行自動控製係統的技術發展,對城軌列車運行控製係統進行綜閤闡述。教材不僅有綜閤理論的概述,且根據地鐵設備類型復雜、製式多樣的特點,有重點地選擇國內地鐵典型製式進行係統剖析,內容涉及係統結構、係統基本原理、係統運行方式及特點、係統設備養護維修和故障應急處理等幾個方麵。
作者簡介
張瑋,西安鐵路職業技術學院副教授,信號專業帶頭人。近五年來,承擔瞭10門鐵道通信信號與城軌控製專業課程的教學工作,參與省級、市級教科研項目4項,主持學院科研項目2項,建設院級精品資源共享課《軌道交通信號工程施工》,與捷安科技有限公司共同完成軌道交通信號綜閤仿真係統的聯閤設計;近年來主編及參編教材9本,發錶教科研論文9篇。
目錄
項目一 城市軌道交通運行組織與運行控製係統認識 1
任務一 城市軌道交通運行組織方式認識學習 2
任務二 城軌列車運行控製係統總體認識 16
項目二 西門子列車運行控製係統認識 50
任務一 西門子移動閉塞ATC係統結構認識 50
任務二 西門子移動閉塞ATC係統原理與功能學習 62
項目三 西門子ATC控製中心設備操作與維修 70
任務一 ATS係統主要設備及功能認識 71
任務二 西門子控製中心ATS係統基本操作 100
任務三 西門子ATC控製中心設備維修 132
項目四 西門子ATC車站及軌旁設備維修 148
任務一 西門子ATC車站與軌旁係統結構及功能認識 149
任務二 西門子ATC車站軌旁設備認識 170
任務三 西門子ATC車站軌旁設備維修 191
項目五 西門子ATC車載設備操作與維修 219
任務一 西門子ATC車載設備結構及功能認識 219
任務二 西門子ATC係統車載設備維修 249
項目六 安薩爾多ATC係統認識 265
任務一 安薩爾多ATS子係統的組成與功能認識 265
任務二 安薩爾多ATP/ATO各子係統認識 293
項目七 其他ATC係統設備維修 305
任務一 SelTrac S40 ATC係統維修 305
任務二 國産試驗型準移動閉塞ATP係統認識 342
任務三 國內自主知識産權的CBTC列控係統認識 346
參考文獻 360
精彩書摘
【項目描述】
本項目需要對城軌列車運行組織及列車運行控製係統建立初步認識,學習正常運行組織各崗位的主要工作過程,瞭解各種不同條件下的組織作業;建立列車運行控製係統的基本結構組成和基本功能的概念,同時瞭解係統運行維護的多樣性、復雜性;瞭解係統在可靠性和“故障-安全”方麵的基本設計思想。
【教學目標】
1.能力目標
能描述列車運行組織的基本周期,說明運行組織參與的主要工作人員及各自的基本職責;能按照不同的崗位分工模擬運行組織崗位在運行前、運行中和運行結束時需完成的基本運行組織作業;能描述列車運行控製係統的基本結構與各子係統的功能。
2.知識目標
掌握正常情況下列車最基本的運行組織方式,瞭解各種特殊運行條件下的列車運行組織作業;熟悉基本的係統結構圖、列車運行圖及時刻錶、各種值守及作業人機界麵;掌握列車運行控製係統基本的係統專用名詞及係統原理。
3.素質目標
基本的學習能力和紮實的專業基礎知識,牢固的安全觀念和責任感,不同崗位角色配閤的協調。
【主要教學資源】
(1)教材及有關西門子移動閉塞的技術資料或網絡資源。
(2)電務車間崗位設置、崗位職責、人員配置、技術管理及安全作業規範(規章規範)。
(3)西門子移動閉塞實訓設備或係統模擬仿真教學資源。
①城軌調度中心和城軌車站車控室(實訓設備或仿真設備)。
②城軌模擬駕駛係統(實訓設備)。
③城軌站颱設備(實訓設備或仿真設備)。
(4)教學方案設計文件與其他一切與教學有關的資源。
……
前言/序言
隨著我國軌道交通,特彆是城市軌道交通事業的發展,城市軌道交通列車運行控製係統技術也迅速發展,各地軌道交通建設引進瞭大量先進的列車運行控製係統,這些係統的安全運行為城市軌道交通安全運營提供瞭基本保障。列車運行控製係統技術先進,設備眾多,維護維修要求高,對相關從業人員的素質提齣瞭更高的要求。為此,本書結閤城市軌道交通在我國的應用情況,選取較具代錶性的係統製式,從係統結構、係統原理、係統運行方式及係統設備養護維修等方麵進行瞭較為全麵的闡述。本書根據軌道交通教學指導委員會製定的相關課程標準編寫,可以作為基於工作過程課程改革的主要參考教材,也可以作為從事相關工作的人員的參考學習資料。
本書共分為七個項目:
項目一為城市軌道交通運行組織與運行控製係統認識,著重介紹城市軌道交通運行組織方式和運行控製係統的一般結構與子係統組成。本項目由遼寜鐵道職業技術學院張麗老師和鄭州鐵路職業技術學院李珊珊老師共同編寫。
項目二為西門子列車運行控製係統認識,介紹西門子移動閉塞列車運行控製係統ATC的基本結構與係統工作原理。本項目由遼寜鐵道職業技術學院張麗老師和西安鐵路職業技術學院張瑋老師共同編寫。
項目三為西門子ATC控製中心設備操作與維修,介紹西門子ATC係統控製中心設備的詳細結構、工作原理、係統運行與操作、係統養護與維修。本項目由柳州鐵道職業技術學院吳昕慧老師和西安鐵路職業技術學院張瑋老師共同編寫。
項目四為西門子ATC車站及軌旁設備維修,介紹西門子ATC車站、軌旁設備的結構、工作原理、係統運行、係統設備養護與維修。本項目由柳州鐵道職業技術學院吳昕慧老師編寫。
項目五為西門子ATC車載設備操作與維修,介紹西門子ATC車載設備的結構、工作原理、係統人機操作界麵及基本操作、係統設備養護與維修。本項目由西安鐵路職業技術學院張瑋老師編寫。
項目六為安薩爾多ATC係統認識,介紹瞭安薩爾多公司設計的ATC係統的結構方式、係統基本原理及係統設備運行方式。本項目由西安鐵路職業技術學院張瑋老師編寫。
項目七為其他ATC係統設備維修,介紹瞭泰雷茲公司的ATC係統基本結構原理及係統設備維修、國産ATC係統的基本原理及係統運行與設備維修。本項目任務一、任務二由西安鐵路職業技術學院馬小玲老師編寫,任務三由西安鐵路職業技術學院高玉老師編寫。
全書由西安鐵路職業技術學院張瑋老師統稿,由廣州鐵路職業技術學院雷潔老師主審。在編寫資料的搜集過程中,得到瞭西安地下鐵道有限公司房瑛、廣州地鐵公司陳寶國的積極支持和幫助,在此深錶謝意。
由於城市軌道交通列車運行控製係統技術先進、製式豐富,無法在教材中一一說明,隻能選取某些製式作為範例講解,難免局限。鑒於編者水平有限,資料搜集不夠全麵,書中疏漏、不妥之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編者
2016年2月
《城市軌道交通列車運行自動控製係統維護》—— 深度解析與實踐指南 本書旨在為城市軌道交通領域的技術人員、管理人員以及相關專業的研究者提供一套全麵、係統且極具實踐指導意義的列車運行自動控製係統(ATP)維護解決方案。本書不包含關於具體設備型號的詳細操作手冊,而是著重於ATP係統整體的維護理念、策略、技術要點以及風險管理,以期提升運營效率、保障行車安全、延長設備壽命,最終為城市軌道交通的穩定運行奠定堅實的技術基礎。 第一章:ATP係統概述與維護的重要性 本章首先對城市軌道交通列車運行自動控製係統(ATP)進行宏觀介紹。我們將深入剖析ATP係統的核心功能,包括但不限於列車位置檢測、速度控製、信號顯示、列車防護以及緊急製動等關鍵環節。通過清晰的架構圖和原理闡述,幫助讀者建立對ATP係統整體運作的認知。 隨後,本章將重點闡述ATP係統維護的重要性。在現代城市軌道交通高度依賴自動化和智能化運行的背景下,ATP係統已成為保障列車安全、準點、高效運行的“心髒”。任何微小的係統故障都可能導緻列車延誤、信號中斷,甚至引發嚴重的安全事故。因此,建立一套科學、嚴謹、高效的維護體係,對於降低運營風險、減少經濟損失、提升乘客滿意度具有不可估量的價值。我們將從多個維度分析ATP係統維護的重要性,包括: 安全性保障: ATP係統是列車運行安全的第一道防綫。完善的維護確保瞭係統的穩定性和可靠性,有效預防各類行車事故的發生。 運營效率提升: 係統的穩定運行直接關係到列車的發車頻率、運行速度和正點率。精細化的維護能夠最大程度地減少非計劃停運,提升軌道交通網絡的整體運輸能力。 經濟效益優化: 預防性維護比事後維修成本更低,能夠有效延長設備使用壽命,減少因故障造成的經濟損失,降低整體運營成本。 技術持續發展: 隨著城市軌道交通技術的不斷進步,ATP係統也在持續升級。本書的維護理念也融入瞭對新技術、新方法的關注,為係統未來的發展和升級提供理論支持。 第二章:ATP係統維護的理論基礎與技術原理 本章將深入探討ATP係統維護的理論基礎,為讀者構建堅實的知識框架。我們將從以下幾個方麵展開: 可靠性工程原理: 詳細介紹可靠性、可用性、可維護性(RAM)等關鍵概念在ATP係統維護中的應用。我們將探討如何通過失效模式與影響分析(FMEA)、故障樹分析(FTA)等方法,識彆潛在的故障模式,評估其影響,並製定相應的預防和應對措施。 信號與通信原理: ATP係統高度依賴信號傳輸和通信技術。本章將迴顧ATP係統中常用的信號編碼、傳輸協議(如ERTMS、CBTC等相關通用技術原理),以及無綫通信、有綫通信在ATP係統中的作用。理解這些原理有助於維護人員準確判斷故障原因,進行有針對性的維護。 嵌入式係統與軟件維護: 現代ATP係統普遍采用嵌入式係統和復雜的軟件控製。本章將探討嵌入式係統的硬件結構、固件更新、軟件的生命周期管理、版本控製以及故障診斷的通用方法。理解軟件在ATP係統中的重要性,以及軟件維護的特殊性,是保障係統穩定運行的關鍵。 數據分析與故障預測: 介紹如何利用ATP係統運行過程中産生的海量數據進行分析,從而實現故障的早期預警和預測性維護。我們將探討數據采集、存儲、處理、分析的方法,以及基於數據挖掘和機器學習的故障預測技術。 第三章:ATP係統維護的策略與方法論 本章將聚焦於ATP係統維護的實際策略和方法論,為讀者提供可操作的指導。我們將從多個層麵進行闡述: 全生命周期維護理念: 強調ATP係統維護並非僅僅是事後維修,而是一個貫穿係統設計、安裝、調試、運行、退役全過程的連續性工作。我們將詳細闡述在不同生命周期階段,維護工作的側重點和目標。 預防性維護(PM)與預測性維護(PdM): 深入分析預防性維護的計劃性、周期性特點,以及如何製定閤理的維護計劃和檢查項目。同時,重點介紹預測性維護的優勢,包括如何通過狀態監測、性能評估等手段,在故障發生前進行乾預,實現效益最大化。 狀態監測與故障診斷: 詳細介紹ATP係統中關鍵部件的狀態監測技術,如振動監測、溫度監測、電氣參數監測等。並針對常見的故障類型,介紹通用的故障診斷流程和方法,包括邏輯分析、隔離測試、信號追蹤等。 設備升級與技術改造: 探討在ATP係統維護過程中,如何科學閤理地進行設備升級和技術改造。我們將分析評估新技術、新設備的必要性,以及如何規劃和實施改造項目,確保升級過程的安全性和平穩性。 維護流程標準化與規範化: 強調建立統一、標準的維護流程和操作規程的重要性。我們將介紹如何製定詳細的維護手冊、操作指南、應急預案,並進行有效的培訓和考核,確保維護工作的規範性和一緻性。 第四章:ATP係統維護中的關鍵環節與風險管理 本章將聚焦於ATP係統維護過程中最關鍵的環節,並深入探討風險管理策略。 巡檢與定期檢查: 詳細闡述ATP係統巡檢和定期檢查的重點區域、檢查內容、檢查頻率以及記錄要求。我們將強調細緻、全麵的檢查是預防故障的基石。 故障排除與應急響應: 建立高效的故障排除流程,包括故障上報、診斷、修復、測試和驗證等環節。我們將重點闡述應急響應機製的建立,以及如何在突發故障情況下,快速、安全地恢復係統運行。 備品備件管理: 探討科學閤理的備品備件管理策略,包括庫存規劃、采購、存儲、使用和報廢等流程。確保關鍵備件的及時可用性,是縮短故障修復時間的重要保障。 人員培訓與技能提升: 強調維護人員的專業知識和操作技能是ATP係統維護的關鍵。我們將介紹如何建立持續的培訓體係,包括崗前培訓、在崗培訓、技術交流和技能競賽等,不斷提升維護隊伍的整體素質。 信息記錄與檔案管理: 強調維護過程中的詳細記錄和檔案管理的重要性。我們將介紹如何建立完善的維護日誌、故障報告、維修記錄、設備檔案等,為故障分析、性能評估和決策提供可靠依據。 風險評估與規避: 針對ATP係統維護過程中可能遇到的各種風險,如人為失誤、外部乾擾、自然災害等,進行係統的風險評估。並提齣相應的風險規避和應對措施,例如製定詳細的安全操作規程、加強環境監測、完善應急預案等。 第五章:ATP係統維護的未來發展趨勢與技術展望 本章將對ATP係統維護的未來發展趨勢進行展望,並探討新興技術在維護領域的應用前景。 智能化與自動化維護: 展望利用人工智能(AI)、物聯網(IoT)等技術,實現ATP係統的智能化監測、故障自診斷和自動化維護。例如,基於AI的故障預測算法,可以提前預警潛在故障;IoT傳感器可以實現設備的遠程實時監測。 大數據分析在維護中的深化應用: 探討如何進一步深化大數據分析技術在ATP係統維護中的應用,例如通過對曆史故障數據的深度挖掘,發現隱藏的規律,優化維護策略,提高預測精度。 數字孿生(Digital Twin)技術: 介紹數字孿生技術在ATP係統維護中的應用潛力。通過構建ATP係統的虛擬模型,可以進行仿真測試、故障模擬、性能優化等,從而在不影響實際運行的情況下,提升維護效率和效果。 遠程維護與協作: 探討遠程維護技術的應用,如何通過網絡連接,實現專傢對現場維護的遠程指導和支持,提高故障排除效率,降低差旅成本。 網絡安全與數據保護: 隨著ATP係統與信息技術的深度融閤,網絡安全問題日益突齣。本章將探討ATP係統維護中的網絡安全風險,以及如何加強數據保護和係統防護,確保係統的安全可靠運行。 人機協作的優化: 展望人機協作在ATP係統維護中的進一步優化。如何設計更友好的人機交互界麵,如何利用技術手段輔助維護人員,提升工作效率和準確性。 本書通過以上五個章節的係統闡述,旨在為讀者提供一個關於城市軌道交通列車運行自動控製係統維護的全麵認知和實踐框架。我們希望通過本書,能夠幫助相關從業人員更好地理解ATP係統的復雜性,掌握科學有效的維護方法,不斷提升維護水平,為城市軌道交通的安全、穩定、高效運行貢獻力量。