動(dòng)車組司機(jī)室簡介及故障分析

張昭

摘 要：本文以CRH380B型動(dòng)車組為例，分析動(dòng)車組司機(jī)室的主要結(jié)構(gòu)和布置。通過對(duì)一些典型故障解決過程的列舉分析，歸納出“現(xiàn)象-原因-注意-處理”的司機(jī)室端處理故障操作步驟，并將其概括為“SCWP四步法”，對(duì)動(dòng)車組的運(yùn)用檢修工作具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：司機(jī)室 ；結(jié)構(gòu)；故障處理

1 引言

2011年6月30日，京滬高鐵開通運(yùn)營，由新一代“和諧號(hào)”CRH380BL型動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)運(yùn)營主力，在我國高速鐵路發(fā)展上有著里程碑式的意義。CRH380B系列動(dòng)車組作為中國高鐵的新代表開始進(jìn)入大眾視野。作為動(dòng)車組控制界面的核心，司機(jī)室不僅要為司機(jī)提供安全、舒適、獨(dú)立的操控環(huán)境，也要滿足人體工程學(xué)的要求，以便讓司機(jī)更加方便地操縱列車。

本文以CRH380B型動(dòng)車組司機(jī)室為例，介紹了司機(jī)室的結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，同時(shí)介紹了一些司機(jī)室中常用的材料及其應(yīng)用。以及基于大量的380B型動(dòng)車組的運(yùn)用檢修經(jīng)驗(yàn)，列舉一些典型故障，通過對(duì)故障產(chǎn)生原因和解決過程的分析，總結(jié)出在司機(jī)室端處理故障的操作步驟。

2 CRH380B型動(dòng)車組司機(jī)室外部結(jié)構(gòu)

2.1 司機(jī)室外殼

作為整列車的車頭，司機(jī)室外殼需要具有流線型的外形，以減少動(dòng)車在高速運(yùn)行時(shí)的空氣阻力和能源消耗，以及空氣摩擦產(chǎn)生的噪音；司機(jī)室外殼還需要安裝牢固，為司機(jī)的人身安全提供足夠的保障；同時(shí)，司機(jī)室外殼必須要承載安裝在其上的零部件，以保證零部件的可靠性和功能性。

2.2 前端模塊

前端模塊位于車輛的最前端，用于保護(hù)前部設(shè)備免于遭受外物的擊打而損壞，比如前部車鉤、吸能器和雨刷系統(tǒng)等，同時(shí)其流線型的造型也可以起到降低空氣阻力和美化外觀的作用。通常情況下，前部開閉機(jī)構(gòu)會(huì)與前端模塊整合在一起進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，動(dòng)車組在日常運(yùn)行時(shí)，該開閉機(jī)構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)車組需要重聯(lián)或救援時(shí)，開閉機(jī)構(gòu)處于打開狀態(tài)。前端模塊通常會(huì)直接固定在車體鋼結(jié)構(gòu)上，前端模塊與車體鋼結(jié)構(gòu)（或司機(jī)室外殼）的接縫需要平整，表面平滑[1]。

2.3 前風(fēng)擋玻璃

前風(fēng)擋玻璃安裝在司機(jī)室外殼的前部，垂直于運(yùn)行方向，具有與司機(jī)室外殼相擬合的曲面形狀，為司機(jī)在各種工況下觀察路旁信號(hào)和軌道情況提供清晰無誤的視野。由外至里，前風(fēng)擋玻璃由外層玻璃、電加熱絲、PVB夾層、內(nèi)層玻璃和防飛濺膜復(fù)合而成的鋼化夾層玻璃[2]。

3 CRH380B型動(dòng)車組司機(jī)室內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.1 司機(jī)室內(nèi)部設(shè)備

安裝在司機(jī)室外殼之內(nèi)的設(shè)備則被稱為內(nèi)部設(shè)備，包括操縱臺(tái)、司機(jī)座椅、司機(jī)室內(nèi)裝司機(jī)室地板、司機(jī)室電器柜、司機(jī)室線槽、司機(jī)室風(fēng)道司機(jī)室間壁和門、司機(jī)室遮陽簾、司機(jī)室燈光和司機(jī)室防寒材等[3]。

司機(jī)室操縱臺(tái)位于司機(jī)室中央的正前方，是最重要的列車控制組件，列車運(yùn)行的所有控制和監(jiān)視裝置均安裝在控制面板和左右兩側(cè)的電氣柜中，包括列車控制單元（TCMS）的顯示單元（IDU），列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)（ATP）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、列車無線電通信系統(tǒng)（CIR）、牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)和車內(nèi)照明系統(tǒng)等。

3.2 司機(jī)室電器柜

司機(jī)室電器柜位于司機(jī)室的左右兩側(cè)，呈對(duì)稱分布，用于安裝車輛操控用的直流電器、交流電器和信號(hào)設(shè)備等。根據(jù)其安裝方式，可分為立式和臥式兩種。司機(jī)室電器柜采用金屬框架結(jié)構(gòu)，不銹鋼、碳鋼和鋁合金材料均可選擇，不過在車輛輕量化的前提下，鋁合金材料越來越多的被廣泛使用。

3.3 司機(jī)室間壁和門

司機(jī)室間壁和門位于司機(jī)室的最后端，將司機(jī)室和客室（或通過臺(tái)）隔開，司機(jī)室門從外至內(nèi)是處于常閉狀態(tài)的，只有用專用鑰匙才能打開，為了方便司機(jī)逃生，司機(jī)室門通常是向外開的，也可采用推拉式。根據(jù)EN45545的規(guī)定，司機(jī)室間壁和門應(yīng)具有防火功能，在15分鐘內(nèi)不被火焰破壞。為了降低司機(jī)室內(nèi)的噪音，司機(jī)室間壁和門還具有一定的隔音功能。

4 典型故障分析

4.1 故障處理辦法

下面列舉出在司機(jī)室進(jìn)行處理的典型故障及處理辦法。

4.1.1 受電弓故障應(yīng)急處理辦法

現(xiàn)象：受電弓無法升起。故障原因：軟件保護(hù)或控制回路故障。注意：運(yùn)行中升弓操作時(shí)，速度應(yīng)在200Km/h以下。處理過程：CRH380B動(dòng)車組操作系統(tǒng)優(yōu)先升后弓，當(dāng)后弓不能升起時(shí)，司機(jī)在HMI屏上鎖閉后弓，升前弓。如果受電弓顯示鎖閉并且在HMI屏上無法解鎖，首先在HMI屏確認(rèn)維護(hù)模式已經(jīng)開啟，進(jìn)行三鍵復(fù)位操作。如果復(fù)位不成功，則使用Monitor軟件連接鎖閉的受電弓所在牽引單元司機(jī)室的主控CCU，顯示正確連接。在Maintain下拉菜單中選擇“RA ResetAll”選項(xiàng)，回車對(duì)本牽引單元進(jìn)行復(fù)位。如果受電弓不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇“R HVSReset”選項(xiàng)，回車。選擇“2-Reset PANTO raised incorrectly”對(duì)本牽引單元的受電弓進(jìn)行復(fù)位。選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。復(fù)位結(jié)束后，在HMI屏上關(guān)閉維護(hù)模式。重新升弓，恢復(fù)正常運(yùn)行。如果受電弓仍然不能升起，則啟動(dòng)緊急驅(qū)動(dòng)模式行車，或按隨車機(jī)械師要求進(jìn)行申請(qǐng)救援。

4.1.2 ACU不工作

現(xiàn)象：ACU（即Auxiliary Control Unit）不工作。故障原因：軟件保護(hù)。注意：在沒有牽引故障時(shí)，兩個(gè)及以上ACU不工作時(shí)，必須復(fù)位。處理過程：當(dāng)一個(gè)ACU不工作，維持運(yùn)行。在沒有牽引故障時(shí)，兩個(gè)及以上ACU不工作時(shí)，采取ACU復(fù)位操作。

4.1.3 司機(jī)室單個(gè)HMI屏無法進(jìn)入主界面

現(xiàn)象：司機(jī)室單個(gè)HMI黑屏或顯示“無配置數(shù)據(jù)”等。故障原因：HMI顯示屏和CCU通訊故障。注意：1.用另一個(gè)HMI根據(jù)動(dòng)車組運(yùn)行功能需要，來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)HMI的功能。2.HMI空開復(fù)位操作，每次的間隔時(shí)間必須3分鐘以上，左屏故障斷開42-F01，右屏故障斷開42-F02，禁止單個(gè)顯示屏故障時(shí)，將兩個(gè)空開同時(shí)斷開。處理過程：維持運(yùn)行，動(dòng)車組終到站后，降弓，退出司機(jī)室占用。如果左HMI顯示屏故障，司機(jī)在司機(jī)室右側(cè)故障開關(guān)面板上將CCU開關(guān)打到“1關(guān)”位置，再打到“正?！蔽恢?。如果右HMI顯示屏故障，司機(jī)在司機(jī)室右側(cè)故障開關(guān)面板上將CCU開關(guān)打到“2關(guān)”位置，再打到“正?！蔽恢?。如果無效，將觀光區(qū)右側(cè)控制柜內(nèi)故障HMI屏的空開斷開1分鐘后閉合（左屏為42-F01、右屏為42-F02）。

4.2 故障處理方法分析

通過對(duì)上述的典型故障解決過程的分析，可以將在司機(jī)室端處理一般故障的操作步驟歸納為“故障現(xiàn)象-故障原因-注意事項(xiàng)-處理過程”四個(gè)步驟，為方便記憶，可概括為SCWP（即Status-Cause-Warning-Process）四步法。

5 結(jié)論

通過對(duì)司機(jī)室外部與內(nèi)部的簡要分析，可以得出司機(jī)室作為整列車的操控中心，從設(shè)計(jì)上解決了司機(jī)的操控環(huán)境需求，也滿足人體工程學(xué)的要求。通過一些在司機(jī)室進(jìn)行處理的典型故障解決過程的列舉分析，歸納提出司機(jī)室端處理一般故障的“SCWP四步法”，具體實(shí)施為：當(dāng)故障發(fā)生，應(yīng)該確認(rèn)故障現(xiàn)象，然后在司機(jī)室的HMI屏上查看相應(yīng)故障記錄，處理故障應(yīng)先分析出故障原因，考慮需要注意的事項(xiàng)后再進(jìn)行處理。

本文中關(guān)于動(dòng)車組司機(jī)室的介紹對(duì)動(dòng)車系統(tǒng)工作人員有豐富的科普意義，關(guān)于典型故障處理方法的總結(jié)，對(duì)動(dòng)車組的運(yùn)用檢修工作具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]EN12663 Railway applications-Structural requirements of railway vehicle bodies[M].Esri Press，2009.

[2]孫銘壑，高速列車駕駛室光環(huán)境研究[M].北京交通大學(xué).2010.

[3]北京交通大學(xué).機(jī)車、動(dòng)車組司機(jī)室設(shè)計(jì)規(guī)范研究報(bào)告[R].2003.endprint