中国铁道科学研究院研究生部 北京 100000
摘要：通过分析地铁道岔挤岔故障的原因，发现维护监测系统安全隐患，提出改进建议，总结经验规避地铁新线建设可能存在的类似风险。
关键词：地铁；道岔挤岔；维护监测；绝缘测试；驱动功能
福州地铁二号线于2019年4月底开通试运营，开通以后一段时间陆续发生四五起运营期间道岔挤岔故障，道岔锁闭情况下失去表示。经过排查未发现设备异常，故障随时有再次发生可能，严重威胁列车运营，查找到故障病因迫在眉睫。
1、故障现象
2019年7月18日13：29金屿站W1402/W1404道岔在保持定位且无列车经过的情况下发生挤岔报警。值班人员查看室内板卡发现道岔挤岔，检查室外道岔岔况、开程、密贴、缺口均正常，机内部件良好且处于正常状态，测量室内外线路绝缘无异常，行调执行“挤岔恢复”命令后故障排除。
2019年8月13日14:32、15：08紫阳站W2713道岔在保持定位且无列车经过的情况下发生两次挤岔报警。值班人员查看室内板卡发现道岔挤岔，检查室外道岔岔况、开程、密贴、缺口均正常，机内部件良好且处于正常状态，测量室内外线路绝缘无异常，行调执行“挤岔恢复”命令后故障排除。
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（图1：道岔控制原理图）
2019年8月17日21:38、2019年8月19日9：52金山站W2002/W2004道岔在保持定位且无列车经过的情况下发生两次挤岔报警。值班人员查看室内板卡发现道岔挤岔，检查室外道岔岔况、开程、密贴、缺口均正常，机内部件良好且处于正常状态，测量室内外线路绝缘无异常，行调执行“挤岔恢复”命令后故障排除。
2、设备原理
福州地铁二号线信号系统采用西门子SICAS联锁，转换道岔采用四线制电路的S700K转辙机。如图1所示，SICAS联锁道岔控制模块POM4引出四线到终端架，经终端架防雷接地后连接到室外S700K转辙机，控制转辙机转换，转换到位后沟通相应表示电路，给出道岔位置表示。
维护监测系统原理：集中站MSC采集处理机作为监测系统的下级设备，负责底层设备（如采集道岔电流、屏蔽门模拟量开关量等）数据采集处理，并将结果实时发送给上级监测工作站MSS汇总分析并将设备状态在维护网络中共享。
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（图2：维护监测系统结构图）
道岔绝缘测试功能的实现：如图1右上角所示，通过在MSC采集机软件上操作“绝缘测试”功能，触发绝缘测试模块工作，将绝缘测试220V电送到终端架道岔控制四线，实现绝缘测试。
3、原因分析
根据故障现象和设备结构，推断故障的原因有以下三种可能。
（1）联锁板卡质量问题。
联锁板卡POM4内部表示回路不稳定，可能造成偶发性道岔失去表示，发生挤岔报警。
排除试验：故障后，信号人员将故障道岔的联锁控制板卡POM4拆下返厂检测，检测结果显示板卡表示回路正常，板卡性能无异常。将板卡安装到试车线反复试验，故障并未复现，排除板卡质量问题。
（2）室内外电路松动或绝缘不良。
电路松动或绝缘不良会使道岔失去表示，发生挤岔报警。
排除试验：信号人员检查室内外线路插接完好，测试环阻正常，测量线缆线间绝缘和线缆对地绝缘良好，排除线路问题。
（3）转辙机内遮断开关和速动接点组问题。
转辙机内遮断开关和速动接点组旷动，可能在列车经过时旷动，产生瞬时道岔失去表示，发生挤岔报警。
排除试验：信号人员检查遮断开关、速动接点组性能未发现异常，进行50次操岔试验，未发生任何故障。将速冻开关组与其他组道岔对调，故障未发生转移现象，并且故障发生时并无列车通过，排除机内遮断开关、速冻接点组旷动可能。
在排除以上故障可能后，信号人员注意到维护监测设备的一个绝缘值超限报警，使故障查找有了进展。
经厂家及技术人员分析比对，道岔发生挤岔故障同时，伴随着有条绝缘测试触发记录，且测试值几乎为0兆欧，如下图3所示。
按照监测系统功能设计，道岔绝缘测试地操作，首先在MSC采集机软件上点击测试命令后，输入密码进行人工二次确认，然后拔掉终端架上的防雷模块，绝缘测试才能实现。
而此次故障发生，MSC采集机由于软件缺陷自动触发了绝缘测试命令，绕过人为操作和二次确认，直接实现了绝缘测试。绝缘测试模块将220V电送到终端架上，将道岔控制板卡POM4回路破坏，并通过未拔的防雷模块流入大地，故线缆对地绝缘测试结果为0兆欧。
技术人员下载几次故障时MSC采集机与MSS的日志，经过对比分析发现，触发绝缘测试的同一时间MSS上有相应向MSC采集机发送时间校准请求的记录。通过对比该时刻校准请求的系统命令字符与绝缘测试命令字符，发现两个命令字符有很高的相似度。研发人员到设备试验基地测试，当在MSS软件发送该时间校准命令，触发道岔绝缘测试现象复现。
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（图3：绝缘值超限报警记录）
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（图4：改进方案图）
4、改进方案
如图4，在绝缘测试220V电进入绝缘测试模块前加装硬件空开，使单一软件命令无法触发绝缘测试功能，必须在测试前人工闭合空开。
5、总结
维护监测设备是地铁线路设计联络、施工中最不容易被重视的一环。监测设备常规情况下只对联锁、电源等设备数据采集，不设置驱动功能，所以对行车设备影响甚微。但假如工程设计中监测设备有设置了类似该案例这类道岔绝缘测试这种驱动类的功能时，为了保证安全性，必须在驱动命令输出前加装硬件开关。
通过借鉴此案例，我们在地铁建设设计中能对类似设备隐患进行施工前卡控，避免后期行车隐患，
参考文献
[1]铁路信号集中监测系统技术条件(运基信号[2010]709号)
[2]铁路信号集中监测系统安全要求（运基信号[2011]377号）