未来地铁的运营将在很大程度上解决中国许多大城市长期以来经常出现的各种交通拥堵等问题，极大地推动和发展中国当前高速、快速的城市化建设。然而，在实际城际地铁线路的运行和维护过程中，地铁机车的车辆牵引控制和轨道辅助系统经常会发生一系列这样或那样的小故障。

1牵引与辅助系统主要元件特点分析

1.1牵引系统主要元件特点

牵引系统在维持地铁设备的连续和正常工作环境以及维持地铁列车的稳定性和安全性方面也发挥着越来越重要的作用。牵引驱动系统也可以由一些复杂多样的电子部件组成。其中，线路滤波系统的主要功能之一是平滑牵引输入线圈的信号电流分布，减少地铁系统之间电路的电流干扰，以确保地铁设备运行线路的电气安全。此外，它还可以确保除牵引驱动系统之外的所有其他轨道交通设备在地铁系统发生突然故障或接地故障时不会受到损坏；牵引驱动系统中使用的牵引电机通常安装在半悬挂牵引结构中，这是另一种三相鼠笼式交流电机。

1.2辅助系统主要元件特点

辅助电源系统组中的保护硬件结构相对简单。主要被动负责控制城市地铁辅助供电设备系统组运行产生的过大工作电流保护。因此，一般认为，包括电路上的该保护元件在内的其他电子元件基本上是由专门控制大电流保护的相关部门设计的。第一种是地铁电池组，它更多地由一些恒压电池保护单元组成，具有多个电池单元的结构特征，以满足这些基本功能要求，能够完全满足城市中各种规模地铁车辆在日常运营中的供电需求，当单独设计保护单元系统时，应更加重视并更加重视对地铁运营系统异常电压变化保护和车辆大过流、过载运行的及时有效安全控制；第二种是DC/DC转换器，即城际地铁电池充电器，通常指可以同时向两个相邻城市的地铁系统提供的三相直流电源。目前，中国一般大中城市的大多数现有城际地铁站已开始配备大容量电池充电器，可连接到两个轨道交通系统或两列或更多轨道列车。

2牵引系统故障与检修

2.1牵引系统故障

(1）地铁安全运行的系统状态时有可能异常。地铁机车从刚起步从开始启动到停止启动停止运行时或整个系统都处于频率过高和过宽负载下运行状态等一些特殊情况状态时均存在极大有较大概率的可能是同时系统发生高电压和过载电压短路等现象，而无这两类过载及短路电压现象的也即不可能是属于现行地铁系统安全运行标准规定要求中的地铁安全系统运行状态的正常状态，即为处于异常地铁安全系统运行系统状态。通常在有这种现象正常的情况下存在情况下有可能会同时引起短路使在整个地铁电网系统区域内同时流过的系统运行中电压信号输出和线圈励磁电流输入均同时发生一个很大的幅度地电流波动，而当此时的这种幅度大地波动时就极可能会同时因此短路被继电器系统自动识别检出为继电器系统发生过载和短路，最终而可能引发整个继电器系统中的各种误动作。(2）非金属性短路故障。虽然在三轨地铁站的线路勘测、设计、施工和安装时已考虑到全面和系统的设计考虑以及内部金属绝缘层的保护，但许多地铁车辆可能每天在同一线路和轨道道路上连续往返多次，并且可能有许多车辆在同一线路上运行，外部绝缘金属保护层的腐蚀、老化、剥落甚至脱落或失效等金属腐蚀现象将逐渐发生。

2.2牵引系统的故障检修

就其目前的技术状况而言，由于目前中国大陆城际地铁运营中城际地铁机车和牵引变电站的通信自动化系统故障大多集中在城际机车上，这些机车相对偏远，靠近城际地铁牵引变电站，因此，采用城际机车故障分析的数字仿真方法，可以更方便地直接模拟和分析城际机车的封闭系统状态。通过计算机仿真系统，可以准确识别和计算馈线电流。通过计算机跟踪电流方向的实时动态变化，系统可以快速找到发生事故的故障线路的故障位置（通常，故障越近，电流越大，电流上升越慢）。不仅如此，模拟和模拟故障维护模式可以完全避免人为干扰瞬态过程本身。通过相关参数的参数化设置，可以进行非常真实、准确、可靠的模拟故障维修，从而实现更准确、及时的现场故障维修分析，找出故障的关键原因，实现快速、准确、及时事故维修。

3辅助系统故障与检修

3.1辅助系统故障

(1）城市地铁电容器故障。逆变器系统也是城市交通自动化辅助电气设备系统中最重要的电气元件之一。它通常同时或同时为除整个城市地铁系统之外的一系列其他自动电气设备系统提供另一辅助交流电源。通常在系统电源内部或在隔离电源和稳定电源的过程中，在氧化电容器的表面上形成一层厚的氧化铝膜。虽然系统对氧化膜具有良好的电阻，氧化电容器的表面可以快速氧化和恢复，但是，在供电和城市地铁等系统的运行和保护过程中，由于氧化而损坏的表面特性的恢复速度通常越来越快，这往往导致氧化过程中的电容器故障，氧化铝膜表面的腐蚀或损坏。(2）大功率电力半导体器件故障。在辅助控制系统电路中，除了大功率逆变器故障引起的电容器突然故障外，偶尔还会发生一些小功率半导体故障。由于一些大型逆变器可能必须在相对较强的极高电压浪涌系统中长时间工作，而一些中小型逆变器部件在初始设计或安装和制造期间尚未充分有效地研究和适应这种极端恶劣的工作和负载转换环境，因此，这些大功率逆变器部件包含大量复杂的超高功率半导体部件，这些部件更为复杂，这些重大故障很可能更容易或突然发生。(3）高频弱电半导体器件故障。在整个电力信息辅助系统的运行期间，除了突然发生少量的弱功率半导体故障外，偶尔还会发生少量的强功率半导体故障，而通常在一些主要电气元件的系统设计中都包含了大量的弱电半导体，可以为整个辅助系统供电，一旦有少量弱电半导体故障突然发生，必将极大地影响我们整个辅助系统的正常进程和系统的供电安全。

3.2辅助系统检修

就目前国内的实践而言，在辅助系统故障的快速维护和诊断过程中，通常使用神经网络进行维护和诊断。系统的维护方法大致可以概括为以下三个维护步骤：第一步是训练和创建诊断网格，通过该网格，辅助系统中的故障样本信息直接输入网格数据库，经过大量时间训练，可以获得目标诊断网络数据库；第二步是网络检测与诊断，通过网络提取故障特征样本，通过对网络故障进行预处理，在神经网络环境下实时检测故障；第三步是根据检测到的故障原因采取更合适的解决方案后进行全面维护。

4结束语

地铁列车的稳定运行从很大一程度意义上就解决了一个大型城市面临的交通拥挤堵塞等问题，但如果要真正想有效保障城市地铁火车的持续正常平稳运行就又必须及时对其所有牵引线路与相关辅助系统中的各类故障装置进行一次合理彻底的检修。本文系统分析总结了目前地铁轨道牵引供电系统与通信辅助系统发生的各类故障类型以及提出相应行之有效的快速检修的方式，希望本书对保障地铁轨道交通的正常平稳的运行会有一定积极的帮助。

参考文献：

[1]李旭.地铁车辆辅助逆变器故障诊断系统研究[D].太原:太原科技大学,2013.

[2]杜芳.地铁机车建模及直流牵引供电系统故障分析[D].北京:北京交通大学,2010.

[3]杜永红.轻轨车牵引电机矢量控制研究[D].北京:北京交通大学,2009.