鄭州地鐵5 號(hào)線牽引指令丟失故障分析

陳思

（鄭州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，河南 鄭州450000）

鄭州地鐵牽引指令由ATC 車(chē)載設(shè)備MDR 或列車(chē)司控器給出，列車(chē)牽引指令由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元、制動(dòng)網(wǎng)關(guān)閥分別進(jìn)行檢測(cè)，并作為設(shè)備牽引狀態(tài)依據(jù)。

1 功能介紹

ATO 模式下，牽引指令由MDR 設(shè)備發(fā)出，依次經(jīng)ATO 模式繼電器、所有停放緩解繼電器、無(wú)庫(kù)用電源供電繼電器、列車(chē)門(mén)關(guān)好繼電器、緊急制動(dòng)繼電器、ZVRD繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)到達(dá)列車(chē)牽引指令列車(chē)線，牽引指令列車(chē)線設(shè)置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元、制動(dòng)網(wǎng)關(guān)閥檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)牽引指令進(jìn)行檢測(cè)。

非ATO 模式下，牽引指令經(jīng)司控器警惕按鈕、司控器行程開(kāi)關(guān)后發(fā)出，經(jīng)ATO模式繼電器常閉觸點(diǎn)后與ATO 狀態(tài)牽引指令路徑一致，最終到達(dá)列車(chē)牽引指令列車(chē)線，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元、制動(dòng)網(wǎng)關(guān)閥對(duì)牽引指令列車(chē)線進(jìn)行檢測(cè)（圖1）。

2 故障分析

2020 年04 月27 日，12:37 分行調(diào)報(bào)海灘寺下行出站0513 車(chē)列車(chē)實(shí)際速度比推薦速度低20km/h，駕駛模式為ATO 模式，列車(chē)速度大于50km/h 時(shí)列車(chē)無(wú)牽引力輸出，后續(xù)行調(diào)組織司機(jī)以ATP 模式駕駛進(jìn)出站，列車(chē)牽引力輸出正常。

2.1 事件記錄儀數(shù)據(jù)分析

圖1 牽引指令電氣原理圖

圖2 0513 車(chē)ATO 發(fā)車(chē)過(guò)程數(shù)據(jù)

列車(chē)回庫(kù)后查看故障履歷，HMI 未報(bào)車(chē)輛故障信息，下載事件記錄儀數(shù)據(jù)。

查看事件記錄儀數(shù)據(jù)，0513 車(chē)12:46:39 ATO 發(fā)車(chē)，牽引指令列車(chē)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元、制動(dòng)網(wǎng)關(guān)閥同時(shí)檢測(cè)到牽引指令高電平，信號(hào)ATC 極位信號(hào)正常，列車(chē)速度持續(xù)增加到50km/h；12:46:59 牽引指令信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，列?chē)可以正常接收ATC 級(jí)位信號(hào)，由于牽引指令列車(chē)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元檢測(cè)牽引指令為低電平，造成列車(chē)無(wú)牽引力輸出，處于惰行工況，速度維持在50km/h-60km/h，可以看到同一時(shí)間段內(nèi)網(wǎng)關(guān)閥檢測(cè)牽引指令出現(xiàn)1 秒短暫低電平后變?yōu)楦唠娖剑c牽引設(shè)備牽引指令檢測(cè)結(jié)果不一致。

2.2 信號(hào)數(shù)據(jù)分析

ATC 信號(hào)設(shè)備MDR 數(shù)據(jù)顯示12:46:39 ATO 發(fā)車(chē)后，牽引指令持續(xù)為高電平，與車(chē)輛數(shù)據(jù)吻合；12:46:59 牽引指令出現(xiàn)1 秒短暫低電平后，MDR顯示牽引指令為高電平，與車(chē)輛網(wǎng)關(guān)閥檢測(cè)到牽引指令一致，與牽引指令列車(chē)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元檢測(cè)牽引指令不一致（圖2-3）。

圖3 故障時(shí)刻信號(hào)數(shù)據(jù)

2.3 原因分析

圖4 硬線牽引指令同時(shí)給到牽引和制動(dòng)

根據(jù)牽引指令電氣原理圖，信號(hào)設(shè)備MDR 發(fā)出牽引指令，經(jīng)過(guò)=91-K04 的常開(kāi)觸點(diǎn)C1、C2，直接接入列車(chē)牽引指令列車(chē)線，該繼電器在信號(hào)給出ATO 狀態(tài)信號(hào)后，將一直保持得電狀態(tài)，因此在故障時(shí)間段內(nèi)=91-K04 繼電器一直處于得電狀態(tài)，繼電器不存在卡滯的可能性，且故障時(shí)刻車(chē)輛網(wǎng)關(guān)閥設(shè)備已檢測(cè)到牽引列車(chē)線為高電平，與信號(hào)MDR 記錄數(shù)據(jù)一致，可以直接排除牽引指令列車(chē)線線路節(jié)點(diǎn)或繼電器觸點(diǎn)故障。

查看車(chē)輛制動(dòng)接口文件定義網(wǎng)關(guān)閥檢測(cè)點(diǎn)電壓大于50V為高電平，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元定義檢測(cè)點(diǎn)電壓大于70V 為高電平。

牽引系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)在牽引列車(chē)線上檢測(cè)點(diǎn)位一致，制動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)閥檢測(cè)牽引列車(chē)線數(shù)據(jù)與信號(hào)數(shù)據(jù)一致，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元檢測(cè)牽引指令數(shù)據(jù)與信號(hào)數(shù)據(jù)不一致；牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)點(diǎn)為列車(chē)線同一點(diǎn)位，但雙方對(duì)高電平定義不一致，牽引系統(tǒng)6 個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)一致，制動(dòng)系統(tǒng)4 個(gè)網(wǎng)關(guān)閥檢測(cè)數(shù)據(jù)一致，檢測(cè)硬件設(shè)備同時(shí)故障概率極低，判斷故障時(shí)刻牽引列車(chē)線電壓存在異常，且電壓在50V-70V 之間，造成牽引系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)牽引指令檢測(cè)結(jié)果不一致（圖4）。

3 結(jié)論及措施

信號(hào)系統(tǒng)MDR 輸出牽引指令電壓異常，時(shí)代牽引系統(tǒng)未能檢測(cè)到信號(hào)設(shè)備發(fā)送的牽引指令，導(dǎo)致列車(chē)無(wú)牽引力輸出，更換MDR 板卡后故障恢復(fù)正常。信號(hào)ATC 車(chē)載設(shè)備MDR 板卡輸出電壓異常，工作人員需提高警惕，正線發(fā)生該故障，司機(jī)需轉(zhuǎn)換列車(chē)為ATP 模式正常動(dòng)車(chē)。

該故障在ATO 列車(chē)速度大于50km/h 后多次出現(xiàn)，ATP 模式列車(chē)牽引指令恢復(fù)正常，處理該類(lèi)故障需對(duì)比多類(lèi)設(shè)備牽引指令檢測(cè)數(shù)據(jù)，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備DIMe、牽引箱控制單元與網(wǎng)關(guān)閥對(duì)高電平定義不一致，牽引指令列車(chē)線電壓一致情況下，各類(lèi)設(shè)備對(duì)牽引指令判斷不一致，存在一定風(fēng)險(xiǎn)，后續(xù)建議車(chē)輛設(shè)計(jì)階段，明確各類(lèi)設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)需保持一致，確保電客車(chē)各類(lèi)設(shè)備動(dòng)作一致保證安全運(yùn)營(yíng)。