摘要：随着我国城市化发展，全国各大城市交通日益拥堵，为了确保城市居民能够更加便利、通畅地出行，各大城市不断开始建设或扩建地铁系统，有效缓解城市交通拥堵。我国经济快速发展，人们生活水平不断攀升，城市车辆数量大量增加，给各个城市交通运输带来了巨大的压力。针对日益拥堵的城市交通问题，我国各大城市都在引进并开展地铁建设，地铁的正式投入运营，可以有效缓解交通压力，使城市交通更加通畅。地铁作为智能程度高、复杂的交通系统，地铁车辆运作中，牵引和辅助控制系统极为重要，一旦这些系统出现故障，对于地铁车辆运行非常不利。本文就此展开了相关研究。
关键词：牵引系统；辅助系统；轨道交通故障；故障检修
引言：
地铁高效运营，预防和解决电气系统出现各种故障，对牵引和辅助系统坚决实施定期检修，及时解决发现或预见的故障，提前将不安全隐患排除。因此，牵引与辅助系统中相关的故障排查和检修必须落实，对我国地铁发展，解决我国交通运输问题，具有极其重要的意义。基于信号分析的方法主要利用牵引系统信号所蕴含的时域、频域、时频域特征等重要信息,直接完成FDD任务。目前,该类方法辅助于人工检修,被广泛应用于牵引系统的FDD问题。根据列车牵引系统故障发生的时间(或周期),一些故障可被定义为间歇故障.该类非永久性的间歇故障出现时间短,可自行消失,且可反复出现。与常见故障(如电容故障、传感器故障等)相比,此类故障的样本集极小,且很难被收集,这将使得故障样本出现不平衡问题。若直接采用传统的FDD方法进行故障诊断,将出现诊断偏好问题进而降低FDD性能。如何基于不均衡的故障样本数据集进行有效的FDD,是实际任务的另一个难题。
1牵引系统故障与检修
1.1牵引系统概述
牵引系统属于地列车辆驱动系统的重要构成。其目的是要降线网上直流电压逆转变为一个带有可变振幅和频率的三相电压，以便给牵引电动机的正常运行带来合适的能量。地铁列车牵引系统主要由以下设备构成：受电弓,高速断路器HSCB,VVVF牵引逆变器,牵引控制单元DCU,牵引电机,制动电阻和司控器。其中最为关键的就是牵引电机,它采用电动驱动,以满足车辆牵引和制动特性的要求；且列车电机型式一般采用结构简单,可靠性好,寿命长,几乎免维护的异步电机。随着我国城市化发展，全国各大城市交通日益拥堵，为了确保城市居民能够更加便利、通畅地出行，各大城市不断开始建设或扩建地铁系统，有效缓解城市交通拥堵。地铁高效运营，预防和解决电气系统出现各种故障，对牵引和辅助系统坚决实施定期检修，及时解决发现或预见的故障，提前将不安全隐患排除。因此，牵引与辅助系统中相关的故障排查和检修必须落实，对我国地铁发展，解决我国交通运输问题，具有极其重要的意义。
1.2牵引系统故障
1.2.1非正常运行状态
地铁车辆运行时，会有启动、制动以及过三轨无电区这些正常状态，但是城市上下班时段，地铁车辆一般会处于过载运行状态，这样的状态下，地铁车辆制动时，电网中电流和电压将会有较大的波动，这样的非正常负荷状态类似于牵引系统短路状态，继电器保护系统或装置将可能误判，进而采取相应的动作，将会给地铁车辆电网系统带来不必要的损害。
1.2.2金属性故障
地铁牵引系统中，主要的金属性故障是由钢轨和三轨间造成金属间的接触，或绝缘支座（起着三轨和大地的绝缘作用，支座底部装置接地扁铜，将地铁车辆供电系统间的各个地网结构连接起来）被击穿，使底部接地扁铜与三轨间产生短路，这种由金属连接导致的短路故障[1]。如停电检修地铁供电系统后，检修人员忘记及时将放置的金属工具再走，导致钢轨和三轨间有了金属连接，供电系统重新送电时，钢轨和三轨间电流直接连接产生短路故障。
1.2.3非金属性故障
三轨供电系统中，较为常见的非金属性故障——电弧短路故障，只要是因为带电体对导体放电，进而造成的短路现象，如第三轨对地放电等。非金属性故障更多的是由于非金属因素引起的系统短路故障。比如，轨道被雨雪淹没或覆盖后，供电系统启动时期，雨雪可产生导体作用，进而导致短路故障[2]。又如，绝缘支座设置在三轨整体的道床之上，确保接地扁铜之间能够起到良好的绝缘作用，但是随着地铁长期的运行，绝缘保护不断老化、支撑件上异物或污秽增多，泄露电流在流经绝缘支座通向接地扁铜时，其经过变电所地网之后，将会重新回流至变电所负极，导致短路故障，这是最常见的一种地铁系统非金属性故障。
1.3牵引系统故障检修
一般利用故障仿真分析，对地铁车辆牵引故障作有效检修。供电臂牵引原理，变电所远端是常出现故障的位置，利用仿真分析其近、远两端故障，可以得到相应的反馈电流，电流状态值随故障距离远近表现不同状态，距离越近其值越大；故障点与接触网末端越远，电流坡度越缓，能够直接判断直流牵引网电压是否有突变发生[3]。模拟仿真分析有效克服了牵引变电子站模型在初始时期存在的“暂态”，设置1台地铁车辆0.05s内启动，在车辆启动后0.11s时，在2km、3km处分别设置对应的远端模拟故障，由这种模型来模拟真实的短路故障。结果分析，电流状态具有类似指数函数（离接触网末端越远，相关电流上升越缓，电流稳定值相对越高），利用这种分析方式，监测地铁车辆直流馈线，分析其电流大小和上升率，可以精准找出是否有故障发生、锁定故障点。
2辅助系统故障与检修
2.1辅助系统故障
一般是逆变器故障，主要有：电容器失效：逆变器内部的电容器，其氧化膜在电容运行中及其容易被损坏，虽然氧化膜自身具有一定自愈性，一旦损坏速度远远超过自愈速度时，氧化膜不能及时修补，造成氧化膜严重破损甚至被击穿，进而引起电容器失效，无法发挥其稳定车辆运行电压的作用。半导体器件故障：电力半导体器件故障，部分设计在设计时，忽略了电力半导体器件的保护措施设计，导致地铁车辆运行时电力半导体器件容易损坏，导致故障。弱电半导体器件故障，逆变器中有着众多的弱电半导体器件，任何一个器件失效，整个逆变器性能将会降低，甚至是丧失功能[4]。一是器件自身存在固有问题，可靠性丧失；二是温度、静电损伤、湿度、过电应力、机械应力等影响，导致器件失效。
2.2辅助系统故障检修
一般利用神经网络故障诊断法。首先，将故障数据采集，然后输入进未被训练的网络系统中，利用ANN（人工神经网络）对样本数据训练，在这个过程中寻找最佳解决办法；然后，利用神经网络将数据样本计算，依据数据寻找故障点和原因，完成故障诊断；在将故障诊断完成后，要按照辅助系统中相应的信息样本对故障预处理，之后再于神经网络系统只将相关检查工作落实；最后，及时有效进行故障检修。
结束语：
总之，在现代城市中，地铁系统相当重要，是城市交通的重要组成，与城市发展息息相关。对此，地铁部门应注重地铁运营中的质量与效率，尽可能避免电气系统故障事件发生，以便促进地铁系统的稳定建设和发展，保障人民出行安全。
参考文献：
[1]李明阳.地铁电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].山东工业技术,2018(02):126.
[2]黄文斌.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统故障与检修[J].设备管理与维修,2017(16):59-60.
[3]李红霞,王建行.城市轨道交通车辆电气系统中牵引与辅助系统的故障检修[J].数码设计,2017,6(11):51-52.
[4]黄赟.地铁车辆电气系统中牵引与辅助系统故障检修分析[J].住宅与房地产,2016(12):236.