CRH2C動(dòng)車組300T型ATP設(shè)備隔離制動(dòng)接口問題優(yōu)化方案探討

孫軼峰 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司電務(wù)部

1 引言

隨著我國高速鐵路飛速發(fā)展，已成為了世界高速鐵路運(yùn)營速度最高、運(yùn)營里程最長、在建規(guī)模最大的國家。列控車載設(shè)備（ATP）作為動(dòng)車組運(yùn)行的核心控制單元，其運(yùn)用的穩(wěn)定性與安全性也在不斷優(yōu)化和完善。

ATP 系統(tǒng)采用“故障導(dǎo)向安全”的設(shè)計(jì)理念，一旦檢測(cè)到影響安全的故障，會(huì)及時(shí)施加制動(dòng)控制列車停車。但ATP 故障無法及時(shí)修復(fù)，ATP 系統(tǒng)在應(yīng)用過程中還可實(shí)現(xiàn)自我完全隔離，最大程度保障列車運(yùn)行的安全水平。

2 隔離電路失效的案例分析

2021年5月9日CRH2C-2098-00動(dòng)車組（300T型ATP設(shè)備）擔(dān)當(dāng)G7252 次（上海-合肥南）交路，15：42 上海站開車時(shí)司機(jī)匯報(bào)列車全列制動(dòng)不緩解, 經(jīng)轉(zhuǎn)換隔離開關(guān)隔離ATP設(shè)備后，車輛屏幕仍然顯示最大常用制動(dòng)，全列制動(dòng)無法緩解。啟用虹橋動(dòng)車所京滬場(chǎng)熱備車底（上海動(dòng)車段CR400BF-A-3100）開行0G6251/2次（0G6251/2次列車虹橋動(dòng)車所京滬場(chǎng)16：05 開，上海站16：56 到）列車至上海站擔(dān)當(dāng)G7252 次列車及后續(xù)交路，G7252次上海站17：09開，始發(fā)晚點(diǎn)1 h27 min。分析AELOG數(shù)據(jù)，雙系均無任何報(bào)警語句（見圖1）。

圖1 A/B系A(chǔ)ELOG數(shù)據(jù)截圖

分析JRU 數(shù)據(jù)，確認(rèn)司機(jī)執(zhí)行制動(dòng)測(cè)試，但制動(dòng)測(cè)試未正常進(jìn)行（見圖2）。

圖2 JRU數(shù)據(jù)截圖

根據(jù)CRH2C 動(dòng)車組300T設(shè)備電氣原理圖對(duì)常用制動(dòng)相關(guān)繼電器回路進(jìn)行測(cè)量（見圖3）。

圖3 CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備FSB繼電器電路圖

FSB 繼電器（7 級(jí)制動(dòng)）正常情況下A2-B2 為導(dǎo)通狀態(tài)，測(cè)量此時(shí)FSB 繼電器A2（TB2E-22）引腳電壓值為102 V，B2（TB2E-19）引腳電壓值為0 V，說明FSB 繼電器A2 引腳接觸不良，導(dǎo)致ATP 始終向車輛施加最大常用制動(dòng)，制動(dòng)測(cè)試無法進(jìn)行（見圖4、圖5）。

圖4 FSB繼電器A2引腳電壓測(cè)量圖

圖5 FSB繼電器B2引腳電壓測(cè)量圖

根據(jù)分析排查情況，更換FSB 繼電器（換下編號(hào)：15-19-76354，換上編號(hào)：15-19-89170）后，上電試驗(yàn)正常，制動(dòng)測(cè)試通過。對(duì)換下繼電器進(jìn)行了性能測(cè)試，A2引腳工作電阻值為188.73 mΩ，超過105 mΩ 的標(biāo)準(zhǔn)值，與故障分析排查結(jié)果一致。

進(jìn)一步分析CRH2C 動(dòng)車組300T 設(shè)備電路圖，ATP 隔離開關(guān)處于“隔離”位時(shí)，對(duì)于最大常用制動(dòng)回路，隔離開關(guān)僅隔離RB，F(xiàn)SB 繼電器常閉觸點(diǎn)仍串聯(lián)在車輛的最大常用制動(dòng)回路，如果FSB 繼電器常閉觸點(diǎn)（A1 與A2）接觸不良，將導(dǎo)致隔離ATP 時(shí)會(huì)輸出最大常用制動(dòng)，所以當(dāng)司機(jī)在無法執(zhí)行制動(dòng)測(cè)試，隔離ATP 后車輛仍然檢測(cè)到ATP 輸出最大常用制動(dòng)。

3 CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備制動(dòng)回路分析

按照《CTCS-3 級(jí)列控車載設(shè)備技術(shù)條件》（TBT 3483-2017）文件中“5.2.8.1”規(guī)定，隔離開關(guān)用于車載設(shè)備故障后隔離車載設(shè)備輸出的制動(dòng)/切換牽引命令，為了驗(yàn)證CRH2C 動(dòng)車組300T 設(shè)備其他制動(dòng)回路是否與RB，F(xiàn)SB 繼電器一樣存在無法隔離車載設(shè)備輸出制動(dòng)的安全隱患，我們繼續(xù)研究ATP在隔離與非隔離狀態(tài)下制動(dòng)回路的走向情況。

（1）非隔離狀態(tài)下

常用制動(dòng)回路走向：車輛供電由160ATP8 引入端子排TB2E的22-2，由22-1接FSB繼電器底座A2，F(xiàn)SB正常狀態(tài)下線圈無電，A2 與 B2 導(dǎo)通，再由底座 B2 連接端子排 TB2E 的19-1,由19-2引出通過短接線Z13連接TB1E的45-5，由45-1連接RB 繼電器底座C2，RB 繼電器正常狀態(tài)下線圈得電，C2與B2 導(dǎo)通，由B2 節(jié)點(diǎn)通過TB1E 的43-6 連接車輛的常用制動(dòng)繼電器。

緊急制動(dòng)回路走向：車輛供電由160ATP8 引入端子排TB1E 的 61-6，由 61-1 接 EB2 繼電器底座 B2，EB2 正常狀態(tài)下線圈得電，B2 與 C2 導(dǎo)通，由底座 C2 連接 TB1E 的 63-1，由63-5 通過短接線 Z12 連接 TB1E 的 57-5，再由 57-1 與 EB1 繼電器底座A2 連接，EB1 正常狀態(tài)下線圈無電，A2 與B2 導(dǎo)通，由B2 連接TB1E 的55-1，由55-2 通過冗余開關(guān)連接車輛的EBR繼電器。

（2）隔離狀態(tài)下

常用制動(dòng)回路走向：車輛的電由160ATP8 引入端子排TB2E 的 22-2，由 22-1 接 FSB 繼電器底座 A2，F(xiàn)SB 正常下無電，A2與B2導(dǎo)通，由底座B2連接端子排TB2E 的19-1,由19-2 引出通過短接線Z13 連接TB1E 的45-5，由于隔離時(shí)隔離開關(guān)的 3 與 4 短接，即 TB1E 的 45-6 與 TB1E 的 43-5 短接（把RB短路掉），TB1E的43-6連接車輛的常用制動(dòng)繼電器。

緊急制動(dòng)回路走向：車輛的電由160ATP8 引入端子排TB1E的61-6，隔離時(shí)隔離開關(guān)的7與8短接，即TB1E的61-5與 63-6 短接（把 EB2 短路），由 63-5 通過短接線 Z12 連接TB1E 的 57-5，由 57-1 與 EB1 繼電器底座 A2 連接，EB1 正常下無電，A2 與 B2 導(dǎo)通，由 B2 連接 TB1E 的 55-1，由 55-2 通過冗余開關(guān)連接車輛的EBR繼電器。

CRH2C 動(dòng)車組 ATP 設(shè)備 FSB 繼電器常閉觸點(diǎn)和 RB 繼電器常開觸點(diǎn)串聯(lián)控制車輛最大常用制動(dòng)回路，車輛最大常用制動(dòng)回路為失電制動(dòng)，F(xiàn)SB 繼電器為線圈得電施加制動(dòng)，RB繼電器為線圈失電施加制動(dòng)。EB1R 繼電器常閉觸點(diǎn)和EB2R 繼電器常開觸點(diǎn)串聯(lián)控制車輛緊急制動(dòng)回路，車輛緊急制動(dòng)回路為失電制動(dòng)，EB1R 繼電器為線圈得電施加制動(dòng)，EB2R繼電器為線圈失電施加制動(dòng)。

根據(jù)龐巴迪提供的設(shè)計(jì)文件《CRH2C_SA_ESD Layout1V2.10》，CRH2C 動(dòng)車組ATP 隔離開關(guān)處于“隔離”位時(shí)，對(duì)于最大常用制動(dòng)回路，隔離開關(guān)僅隔離RB，F(xiàn)SB 繼電器常閉觸點(diǎn)仍串聯(lián)在車輛的最大常用制動(dòng)回路，如果FSB 繼電器常閉觸點(diǎn)接觸不良，將導(dǎo)致隔離ATP 時(shí)會(huì)輸出最大常用制動(dòng)（如圖6 所示）。對(duì)于緊急制動(dòng)回路，隔離開關(guān)僅隔離EB2R，EB1R 繼電器常閉觸點(diǎn)仍串聯(lián)在車輛的緊急制動(dòng)回路，如果EB1R 繼電器常閉觸點(diǎn)接觸不良，將導(dǎo)致隔離ATP 時(shí)會(huì)輸出緊急制動(dòng)（如圖7所示）。

圖6 CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備最大常用制動(dòng)輸出接口示意圖

圖7 CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備緊急制動(dòng)輸出接口示意圖

4 CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備制動(dòng)回路優(yōu)化措施

為滿足《CTCS-3級(jí)列控車載設(shè)備技術(shù)條件》（TBT 3483-2017）規(guī)定，在不降低ATP 系統(tǒng)安全性的前提下，需對(duì)現(xiàn)有CRH2C 動(dòng)車組300T 設(shè)備最大常用與緊急制動(dòng)回路進(jìn)行優(yōu)化改造，達(dá)到圖8與圖9的效果。

圖8 優(yōu)化后CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備最大常用制動(dòng)輸出接口示意

圖9 優(yōu)化后CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備緊急制動(dòng)輸出接口示意

為此我們組織北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院與中車青島四方機(jī)車車輛股份公司共同研討CRH2C 動(dòng)車組300T設(shè)備隔離制動(dòng)接口設(shè)計(jì)的修改方案，具體修改內(nèi)容如下：

①將隔離開關(guān)的4 到TB1E 的45 的接線調(diào)整到TB1E 的61；

②將隔離開關(guān)的8到TB1E 的63的接線取消；

③增加隔離開關(guān)的8和隔離開關(guān)的11的短接線。

修改完畢后，隔離制動(dòng)接口前后對(duì)比如圖10、11所示：

圖10 優(yōu)化前CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備隔離制動(dòng)接口

圖11 優(yōu)化后CRH2C動(dòng)車組300T設(shè)備隔離制動(dòng)接口

經(jīng)試驗(yàn)，上述修改優(yōu)化CRH2C 動(dòng)車組300T 設(shè)備隔離制動(dòng)接口設(shè)計(jì)，當(dāng)ATP 進(jìn)入隔離狀態(tài)，可完全隔離ATP 的任何制動(dòng)輸出，徹底實(shí)現(xiàn)“隔離開關(guān)用于車載設(shè)備故障后隔離車載設(shè)備輸出的制動(dòng)/切換牽引命令”的功能。

5 結(jié)束語

通過一件故障的分析與成因的深挖，發(fā)現(xiàn)并研究制定了CRH2C 動(dòng)車組300T 設(shè)備隔離制動(dòng)接口設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，該方案已獲國鐵集團(tuán)批復(fù)，并結(jié)合動(dòng)車組高級(jí)修同步實(shí)施。后期將繼續(xù)深入研究各類ATP 設(shè)備電路圖，分析電路設(shè)計(jì)上存在的問題，提高ATP運(yùn)用質(zhì)量，保障動(dòng)車組正常運(yùn)用。