貴陽軌道1號線電客車保持制動緩解故障分析與改進(jìn)措施

李超成

摘 要：主要介紹了貴陽軌道1號線電客車所有制動緩解電路與保持制動緩解邏輯的工作及控制原理，旨在通過分析貴陽地鐵1號線電客車保持制動緩解故障，從而指出所用制動緩解電路及保持制動緩解邏輯控制設(shè)計上的問題和缺陷，并提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：保持制動緩解故障;所有制動緩解;牽引指令

貴陽軌道1號線電客車采用4動2拖的編組型式（=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=），每列車由2個相同的3車單元構(gòu)成。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）包括列車控制系統(tǒng)和子系統(tǒng)控制系統(tǒng)，采用分布式微機(jī)網(wǎng)絡(luò)+硬件控制，具有列車控制、監(jiān)督和列車診斷功能[1]。中央控制單元VCU連接在MVB總線上，能夠監(jiān)視、控制整列車，同時將診斷的信息發(fā)送到控制屏上，幫助司機(jī)進(jìn)行駕駛操作。本文首先介紹貴陽軌道1號線電客車保持制動緩解的工作原理，結(jié)合具體故障現(xiàn)象，多方面分析保持制動緩解故障，從而找出其原因，指出保持制動緩解故障邏輯控制設(shè)計上的問題和缺陷，并提出改進(jìn)措施。

1 保持制動緩解的工作原理

（1）保持制動緩解控制介紹。貴陽軌道1號線電客車在TCMS正常情況下，啟動動車時，VCU通過RIOM模塊的各關(guān)鍵回路采集及牽引系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的綜合判斷從而輸出牽引指令，牽引系統(tǒng)執(zhí)行牽引指令，控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，當(dāng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到要求值后，VCU發(fā)出保持制動緩解指令，制動系統(tǒng)收到保持制動緩解指令后，各轉(zhuǎn)向架的EP2002閥執(zhí)行緩解常用制動，制動夾鉗執(zhí)行排氣從而緩解常用制動，通過檢測制動夾鉗氣路的壓力開關(guān)激活BRR制動緩解繼電器，當(dāng)所有轉(zhuǎn)向架的常用制動緩解后，激活整車ABRR所有常用制動緩解繼電器，從而VCU通過RIOM模塊采集ABRR狀態(tài)判斷所有制動已緩解，持續(xù)輸出牽引指令，牽引系統(tǒng)電機(jī)持續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩，列車啟動動車。如果VCU在指定時間內(nèi)未收到ABRR狀態(tài)反饋，則判斷保持制動緩解故障，此時會封鎖牽引指令，牽引系統(tǒng)電機(jī)停止工作，保持制動緩解故障邏輯如圖1所示。

（2）所有常用制動施加緩解電路介紹。所有常用制動施加緩解電路[2]如圖2所示。所有常用制動施加緩解電路，是通過EP2002閥內(nèi)部壓力開關(guān)對制動夾鉗氣路氣壓進(jìn)行檢測，排氣緩解閘瓦后，其電觸點閉合從而激活對應(yīng)轉(zhuǎn)向架的BRR制動緩解繼電器，12個轉(zhuǎn)向架對應(yīng)的BRR繼電器均激活后，12個BRR繼電器的常開觸點串聯(lián)回路激活A(yù)BRR所有常用制動緩解繼電器。反之所有轉(zhuǎn)向架的EP2002閥的制動夾鉗進(jìn)行充氣抱緊閘瓦后，12個BRR繼電器的常閉觸點串聯(lián)回路激活A(yù)BAR所有常用制動施加繼電器。

2 保持制動緩解故障分析

（1）故障現(xiàn)象。貴陽軌道1號線01905次（123車）在長江路至清水江下行區(qū)間報保持制動緩解故障，經(jīng)司機(jī)操作所有制動緩解旁路開關(guān)后正常動車。

（2）故障原因。由于1231的BRR1制動緩解繼電器激活后B1-A1常開觸點未閉合導(dǎo)致ABRR繼電器不得電，使得TCMS系統(tǒng)判斷所有制動未緩解，從而封鎖牽引指令即封鎖牽引電機(jī)工作。

（3）故障分析。導(dǎo)致故障的根源為TCMS未收到ABRR繼電器的反饋信號導(dǎo)致的牽引封鎖，由ABRR繼電器的電路可以看出，影響其功能的繼電器共有12個BRR制動緩解繼電器，所涉及的繼電器（無論是 BRR、ABRR、COR 等）均為 Leach 公司所生產(chǎn)的 F4 系列繼電器，繼電器所在回路電流均為毫安級別，和電路可以匹配。

針對ABRR所有常用制動緩解電路進(jìn)行故障分析。根據(jù) GJB299C-2006 中繼電器的失效計算得出單個 BRR 繼電器的失效率為 0.599 4*10-6/h，COR 繼電器的失效率為0.169 2*10-6/h，ABRR 的失效率為 0.309 2*10-6/h[3]。整個電路中包含 12 個 BRR繼電器，2 個 COR繼電器，不考慮多重故障，電路的失效率為所有單個元器件失效率之和：

（0.599 4*12+0.169 2*2+0.309 2）*10-6/h=7.84*10-6/h

按所有列車34列車正線運(yùn)營計算，即有 34 條此電路，該電路的平均無故障時間為：1÷34*7.84*10-6/h=3 752 h

按每列車每天運(yùn)行 16 個小時，該電路理論每運(yùn)行 235天會發(fā)生一起故障。

由此可看出ABRR所有制動緩解電路是由14個繼電器觸點進(jìn)行串聯(lián)檢測，其電路故障率大幅度提高，同時ABRR繼電器的狀態(tài)又直接關(guān)聯(lián)到保持制動緩解故障邏輯，從而影響到牽引指令影響行車。

對于保持制動緩解邏輯中的整車級的制動緩解狀態(tài)擁有兩個來源：1）上述硬線電路中的 ABRR 繼電器;2）制動系統(tǒng)（BCU）-TCMS-牽引系統(tǒng)（TCU）的 MVB 數(shù)據(jù)流信號，二者均能清晰正確的反饋整車制動狀態(tài)。但在現(xiàn)有的保持制動緩解邏輯中僅使用了ABRR 繼電器狀態(tài)作為判斷，從而導(dǎo)致單點繼電器故障的影響放大。

3 改進(jìn)措施

綜上所述，應(yīng)在確保安全的前提下，最大程度提高該電路可用性，完善保持制動緩解故障的邏輯。將保持制動緩解故障邏輯判斷中的所有制動緩解狀態(tài)加入制動系統(tǒng)（BCU）-TCMS-牽引系統(tǒng)（TCU）的 MVB 數(shù)據(jù)流信號。從而解決由繼電器單點故障導(dǎo)致TCMS判斷為保持制動緩解故障，從而造成牽引封鎖。修改后邏輯將之前僅用ABRR繼電器狀態(tài)作為判斷條件改為ABRR繼電器狀態(tài)或MVB數(shù)據(jù)流信號中所有轉(zhuǎn)向架制動均緩解作為判斷條件。

同時為便于檢修，增加ABRR和BRR繼電器狀態(tài)與實際MVB數(shù)據(jù)流中制動緩解信號進(jìn)行比較，若不一致，雖然不影響行車，但在DDU上增加故障提示信息，及時提醒檢修人員對相應(yīng)電路設(shè)備進(jìn)行維修。同時DDU上每個轉(zhuǎn)向架常用制動施加緩解圖標(biāo)狀態(tài)邏輯由BRR繼電器狀態(tài)信號改為了MVB數(shù)據(jù)流中制動緩解信號，更加真實反映設(shè)備狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司.貴陽1號線運(yùn)營、修理及維護(hù)手冊，第8卷，列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)手冊（PM094395301）[Z].2016.

[2]中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司.貴陽1號線電客車電路圖（PM09400-371-023000）[Z].2016.

[3]中國人民解放軍總裝備部.電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊（GJB299C-2006）[Z].2006.