廣州地鐵A5-Ⅱ型車制動(dòng)監(jiān)視功能改造分析

黃健（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州510310）

廣州地鐵A5-Ⅱ型車制動(dòng)監(jiān)視功能改造分析

黃健
（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州510310）

介紹廣州地鐵A5-Ⅱ型車國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)的概況，闡述制動(dòng)監(jiān)視原理，分析其存在的隱患，并出可行的改造方案，從而提高列車可靠性。

地鐵；車輛；制動(dòng)；改造

1 A5-Ⅱ型車國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)概況

廣州地鐵A5-Ⅱ型車采用鐵科院自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)采用車控形式，每節(jié)車裝配一個(gè)制動(dòng)控制裝置，通過(guò)電子控制單元（EBCU）和氣動(dòng)控制單元（PBCU）的作用，實(shí)現(xiàn)本節(jié)車的制動(dòng)控制、防滑控制、通信及故障診斷。各制動(dòng)控制裝置氣路輸入端設(shè)置了一個(gè)截?cái)嗳T（B11），安裝于列車車底，B11塞門截?cái)嗪罂蓪?shí)現(xiàn)本節(jié)車的制動(dòng)切除，各轉(zhuǎn)向架防滑閥前端設(shè)置了一個(gè)截?cái)嗳T（B09），安裝于列車客室座椅下方，正線運(yùn)營(yíng)時(shí)，司機(jī)截?cái)郆09塞門可實(shí)現(xiàn)單個(gè)轉(zhuǎn)向架制動(dòng)切除。制動(dòng)系統(tǒng)控制原理如圖1所示。

圖1 國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖

2 制動(dòng)監(jiān)視原理

列車通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)狀態(tài)監(jiān)視，當(dāng)檢測(cè)到制動(dòng)異常時(shí)，VCM（列車控制單元）根據(jù)設(shè)定邏輯條件觸發(fā)保護(hù)。

2.1 制動(dòng)監(jiān)視的方式

A5-Ⅱ型車通過(guò)以下幾種方式診斷制動(dòng)緩解狀態(tài)。

（1）牽引系統(tǒng)（VVVF）硬線診斷

BCU（制動(dòng)控制裝置）通過(guò)壓力傳感器判斷

氣制動(dòng)緩解，輸出高電平令氣制動(dòng)緩解繼電器得電，整列車氣制動(dòng)緩解繼電器得電后，各車牽引系統(tǒng)接收氣制動(dòng)緩解信號(hào)，同時(shí)司機(jī)室氣制動(dòng)緩解燈亮，如圖2所示。

圖2 氣制動(dòng)監(jiān)視硬線診斷原理圖

（2）輸入輸出模塊（DXM）信號(hào)診斷

各車氣制動(dòng)緩解繼電器得電后，本車網(wǎng)絡(luò)模塊DXM模塊接收氣制動(dòng)緩解信號(hào)，并將氣制動(dòng)緩解狀態(tài)信號(hào)發(fā)送到列車控制單元，實(shí)現(xiàn)單節(jié)車氣制動(dòng)狀態(tài)診斷。

（3）列車控制單元（VCM）氣壓診斷

VCM通過(guò)各車BCU反饋的制動(dòng)氣壓值，判斷氣制動(dòng)緩解情況。

2.2 制動(dòng)監(jiān)視的應(yīng)用

列車發(fā)出牽引指令后，而通過(guò)VVVF硬線診斷、DXM診斷、氣壓診斷三種方式共同判斷氣制動(dòng)緩解狀態(tài)，若任一方式判斷氣制動(dòng)未緩解，延時(shí)4秒后觸發(fā)封鎖牽引。控制邏輯圖如圖3所示。

圖3 氣制動(dòng)未緩解牽引封鎖邏輯圖

3 隱患分析

A5型車國(guó)產(chǎn)制動(dòng)系統(tǒng)的B09塞門設(shè)置在壓力傳感器下游，B09塞門截?cái)嗪?，壓力傳感器無(wú)法檢測(cè)轉(zhuǎn)向架制動(dòng)壓力真實(shí)狀態(tài)，在正線運(yùn)營(yíng)時(shí)，存在以下風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 制動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)切除B09后制動(dòng)狀態(tài)診斷錯(cuò)誤

當(dāng)列車某節(jié)車制動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致氣制動(dòng)不能緩解時(shí)，司機(jī)到客室切除故障車B09塞門，故障車的氣制動(dòng)可緩解。但由于B09塞門位于制動(dòng)控制裝置輸出端，且設(shè)置在壓力傳感器下游，列車無(wú)法正確診斷氣制動(dòng)真實(shí)狀態(tài)，氣制動(dòng)不能緩解故障仍不能消除，司機(jī)必須操作氣制動(dòng)緩解旁路才能動(dòng)車。

圖4 161162車故障時(shí)牽引曲線

以廣州地鐵八號(hào)線2014年2月20日氣制動(dòng)不能緩解故障為例，某節(jié)車由于中繼閥故障導(dǎo)致氣制動(dòng)不能緩解，司機(jī)切除故障車B09后重新牽引，列車在氣制動(dòng)緩解的情況下誤診斷，再次觸發(fā)牽引封鎖。圖4為故障時(shí)的牽引指令及牽引級(jí)位曲線圖，司機(jī)切除B09后重新牽引，列車在4秒后仍判斷氣制動(dòng)未緩解從而觸發(fā)牽引封鎖，牽引指令及牽引級(jí)位下降至0，無(wú)法提速。

3.2 正線救援時(shí)司機(jī)無(wú)法確認(rèn)列車制動(dòng)緩解狀態(tài)

若列車出現(xiàn)正線救援，切除所有B09塞門后，氣制動(dòng)緩解燈仍不亮，且車輛屏查各車制動(dòng)氣壓值仍不為零，司機(jī)無(wú)法確認(rèn)列車氣制動(dòng)緩解狀態(tài)，耽誤處理時(shí)間。

4 隱患改造

針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)進(jìn)行軟件優(yōu)化及硬線改造，實(shí)現(xiàn)切除B09后列車正確診斷制動(dòng)單元緩解狀態(tài)。

4.1 BCU軟件改造

更改BCU軟件控制邏輯，當(dāng)BCU檢測(cè)到本車B09塞門被切除時(shí)，對(duì)制動(dòng)氣壓置零，并輸出制動(dòng)緩解信號(hào)，令本節(jié)車的氣制動(dòng)緩解繼電器得電，從而使得VVVF硬線診斷氣制動(dòng)緩解，DXM診斷氣制動(dòng)緩解，同時(shí)司機(jī)室氣制動(dòng)緩解燈亮。

軟件改造后，進(jìn)行新功能驗(yàn)證，切除B09塞門試驗(yàn)后，相關(guān)曲線如圖5所示。

圖5 B09切除試驗(yàn)曲線圖

4.2 制動(dòng)監(jiān)視電路硬線冗余改造

通過(guò)BCU軟件改造，列車已實(shí)現(xiàn)切除B09后正常診斷氣制動(dòng)緩解，考慮到制動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，BCU可能無(wú)法正常工作，為了進(jìn)一步提高可靠性，增加氣制動(dòng)監(jiān)視硬線冗余改造，在氣制動(dòng)緩解繼電器相應(yīng)觸點(diǎn)上增加B09塞門常開觸點(diǎn)，當(dāng)B09塞門截?cái)鄷r(shí)，旁路氣制動(dòng)緩解繼電器相應(yīng)觸點(diǎn)，氣制動(dòng)緩解電路得電。改造后的電氣原理圖如圖6所示。

圖6 硬線冗余改造原理圖

5 結(jié)束語(yǔ)

制動(dòng)系統(tǒng)是列車重要系統(tǒng)，其狀態(tài)診斷可靠性與準(zhǔn)確性直接影響列車安全運(yùn)行。通過(guò)本次改造，有效解決了A5-Ⅱ型車制動(dòng)監(jiān)視的隱患，提高列車可靠性。

［1］南車株洲電力機(jī)車有限公司.A5型車維護(hù)手冊(cè)-國(guó)產(chǎn)空氣制動(dòng)系統(tǒng)［Z］.株洲：2013.

Analysis and Modification on Brake Monitoring Capabilities of the A5-Ⅱ Vehicle of Guangzhou Metro

HUANG Jian
（Guangzhou Metro Company，Guangzhou510310，China）

This paper illustrate the profiles of the domestic brake system of A5-Ⅱ vehicle of Guangzhou Metro.Based on describing the airbrake monitoring principle and the hidden problems,this paper provides a feasible modification scheme,and improve the dependability of the vehicle.

metro；vehicle；braking；modification

U231+.6

A

1009－9492(2015)05－0109－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.05.028

黃健，男，1987年生，廣東茂名人，大學(xué)本科，助理工程師。研究領(lǐng)域：城市軌道交通機(jī)車車輛。

(編輯：王智圣)

2014－11－20