廣州地鐵A5-Ⅱ型車制動監視功能改造分析

黃?。◤V州市地下鐵道總公司，廣東廣州510310）

廣州地鐵A5-Ⅱ型車制動監視功能改造分析

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型車國產制動系統的概況，闡述制動監視原理，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；改造

1 A5-Ⅱ型車國產制動系統概況

廣州地鐵A5-Ⅱ型車采用鐵科院自主知識產權的制動系統，該制動系統采用車控形式，每節車裝配一個制動控制裝置，通過電子控制單元（EBCU）和氣動控制單元（PBCU）的作用，實現本節車的制動控制、防滑控制、通信及故障診斷。各制動控制裝置氣路輸入端設置了一個截斷塞門（B11），安裝于列車車底，B11塞門截斷后可實現本節車的制動切除，各轉向架防滑閥前端設置了一個截斷塞門（B09），安裝于列車客室座椅下方，正線運營時，司機截斷B09塞門可實現單個轉向架制動切除。制動系統控制原理如圖1所示。

圖1 國產制動系統控制原理圖

2 制動監視原理

列車通過多種方式實現對制動狀態監視，當檢測到制動異常時，VCM（列車控制單元）根據設定邏輯條件觸發保護。

2.1 制動監視的方式

A5-Ⅱ型車通過以下幾種方式診斷制動緩解狀態。

（1）牽引系統（VVVF）硬線診斷

BCU（制動控制裝置）通過壓力傳感器判斷

氣制動緩解，輸出高電平令氣制動緩解繼電器得電，整列車氣制動緩解繼電器得電后，各車牽引系統接收氣制動緩解信號，同時司機室氣制動緩解燈亮，如圖2所示。

圖2 氣制動監視硬線診斷原理圖

（2）輸入輸出模塊（DXM）信號診斷

各車氣制動緩解繼電器得電后，本車網絡模塊DXM模塊接收氣制動緩解信號，并將氣制動緩解狀態信號發送到列車控制單元，實現單節車氣制動狀態診斷。

（3）列車控制單元（VCM）氣壓診斷

VCM通過各車BCU反饋的制動氣壓值，判斷氣制動緩解情況。

2.2 制動監視的應用

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

圖3 氣制動未緩解牽引封鎖邏輯圖

3 隱患分析

A5型車國產制動系統的B09塞門設置在壓力傳感器下游，B09塞門截斷后，壓力傳感器無法檢測轉向架制動壓力真實狀態，在正線運營時，存在以下風險。

3.1 制動系統故障時切除B09后制動狀態診斷錯誤

當列車某節車制動系統故障導致氣制動不能緩解時，司機到客室切除故障車B09塞門，故障車的氣制動可緩解。但由于B09塞門位于制動控制裝置輸出端，且設置在壓力傳感器下游，列車無法正確診斷氣制動真實狀態，氣制動不能緩解故障仍不能消除，司機必須操作氣制動緩解旁路才能動車。

圖4 161162車故障時牽引曲線

以廣州地鐵八號線2014年2月20日氣制動不能緩解故障為例，某節車由于中繼閥故障導致氣制動不能緩解，司機切除故障車B09后重新牽引，列車在氣制動緩解的情況下誤診斷，再次觸發牽引封鎖。圖4為故障時的牽引指令及牽引級位曲線圖，司機切除B09后重新牽引，列車在4秒后仍判斷氣制動未緩解從而觸發牽引封鎖，牽引指令及牽引級位下降至0，無法提速。

3.2 正線救援時司機無法確認列車制動緩解狀態

若列車出現正線救援，切除所有B09塞門后，氣制動緩解燈仍不亮，且車輛屏查各車制動氣壓值仍不為零，司機無法確認列車氣制動緩解狀態，耽誤處理時間。

4 隱患改造

針對上述問題，對制動系統及診斷系統進行軟件優化及硬線改造，實現切除B09后列車正確診斷制動單元緩解狀態。

4.1 BCU軟件改造

更改BCU軟件控制邏輯，當BCU檢測到本車B09塞門被切除時，對制動氣壓置零，并輸出制動緩解信號，令本節車的氣制動緩解繼電器得電，從而使得VVVF硬線診斷氣制動緩解，DXM診斷氣制動緩解，同時司機室氣制動緩解燈亮。

軟件改造后，進行新功能驗證，切除B09塞門試驗后，相關曲線如圖5所示。

圖5 B09切除試驗曲線圖

4.2 制動監視電路硬線冗余改造

通過BCU軟件改造，列車已實現切除B09后正常診斷氣制動緩解，考慮到制動系統故障時，BCU可能無法正常工作，為了進一步提高可靠性，增加氣制動監視硬線冗余改造，在氣制動緩解繼電器相應觸點上增加B09塞門常開觸點，當B09塞門截斷時，旁路氣制動緩解繼電器相應觸點，氣制動緩解電路得電。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 結束語

制動系統是列車重要系統，其狀態診斷可靠性與準確性直接影響列車安全運行。通過本次改造，有效解決了A5-Ⅱ型車制動監視的隱患，提高列車可靠性。

［1］南車株洲電力機車有限公司.A5型車維護手冊-國產空氣制動系統［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，大學本科，助理工程師。研究領域：城市軌道交通機車車輛。

(編輯：王智圣)

2014－11－20