CRH5型動車組過分相的邏輯控制研究

摘 要：本文主要研究CRH5型動車組過分相時車組對磁信號采集的控制邏輯，對于動車組在過分相時RIOM模塊采集過分相信號并通過TCMS系統進行診斷運算，輸出主斷路器閉合、斷開指令。通過分析、測試和調研在線運行車組出現過分相異常的問題，對CRH5型動車組過分相信號采集進行濾波處理，有效解決過分相異常故障，提升動車組運用的可靠性。文中結果為動車組的過分相的邏輯控制優化提供了理論依據及實際例證。

關鍵詞：CRH5型動車組；過分相；RIOM模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.227

1 引言

在鐵道電氣化牽引區段，牽引供電采用單相工頻交流供電方式。為使電力系統的三相供電負荷平衡和提高電網的利用率，電氣化鐵路的供電接觸網采用分相段供電，各分相段采用長度不等的絕緣間隔（即分相區間），當動車組通過分相區時，系統根據當時車組速度、位置自動分斷主斷路器、產生電制動給車組負載供電，通過分相區后，自動閉合主斷路器，從而實現高速動車組通過分相區時實現自動化控制。

2 分相區管理的邏輯控制

2.1 CRH5型動車組分相區異常的條件

①分相區信號檢測失?。虎诜窒鄥^檢測完成后請求指令缺失；③過分相裝置故障；④主斷路器閉合或斷開指令未發出。

2.2 CRH5型動車組過分相原理分析

動車組在運行過程中，通過線路上地面感應器標志出分相區的位置。分相區前放置2個地面感應器，1個在軌道右邊（G1），1個在軌道左邊（G2），分相區后同樣放置2個地面感應器（G3、G4）。

受電弓車上的磁感應傳感器（T1、T2、T3和T4）來接收線路上的地面感應器，2個（T2、T4）裝在右邊來感應G1和G3，另2個（T1、T3）裝在左邊來感應G2和G4。磁感應傳感器前后相互備份。同時03、06車各安裝1臺過分相主機（GFX）用于處理磁感應器（T1、T2、T3和T4）接收到的信號，并向車組控制系統給出四路信號。

當車組（01車主控，03車受電弓）從左到右進分相區時（G1、G2）：

T2傳感器首先接收到G1的磁感應信號，此時過分相裝置給出進分相區預警信號，TCMS（網絡控制系統）接收該信號并執行以下指令：

①要求TCU（牽引控制單元）關斷牽引系統負載；②全列TCU（牽引控制單元）控制牽引變流器實施輕微的電制動給輔助變流器進行供電；③TCMS（列車網絡系統）發出打開主斷的指令。

如果T4傳感器未接收到G1的磁信號而T4傳感器接收到G1磁信號，列車執行的指令與T2接收到信號時執行的相關指令相同。

如果車組T2、T4傳感器均未接收到G1磁信號，當列車運行至G2處時，T1傳感器接收到磁感應信號，此時過分相裝置給出強制斷開主斷的請求指令，主斷路器將被強制斷開。

如果T1傳感器未接收到G1的磁信號而T3傳感器接收到G1磁信號，列車執行的指令與T1接收到信號時執行的相關指令相同。

2.3 CRH5型動車組過分相信號采集的缺陷

根據以上分析，CRH5型動車組過分相信號為點信號采集，即在過分相時只要檢測到磁信號，過分相裝置接收信號并反饋TCMS控制系統，此時TCMS控制系統通過診斷運算后發出主斷路器動作的相關指令，為了解決此問題，通過分析研究過分相控制原理，制定了對分相區信號延時2s的濾波功能，這樣可以有效避免在2s的時間內連續接收磁信號導致動車組分相區管理異常，同時由于過分相時間不超過10s，不會影響分相區真實信號的采集。

3 CRH5型動車組過分相異常的示例分析

3.1 過分相異常數據分析

①下載CRH5G-515301車牽引MPU故障數據，數據顯示過分相異常，具體如圖1。

18：52：19過分相輸入，檢測進入分相區信號，主斷斷開（“E”消失）。

18：52：30結束過分相，檢測出分相區信號，主斷閉合正常（“E”顯示）。

18：52：30過分相輸入，檢測進入分相區信號。18：53：15分相區異常。

根據此數據分析，車組經過分相區公里標為K1896+733m時，進入分相區信號正常，主斷斷開正常。出分相區時檢測到出分相區信號，主斷閉合正常，延時不足1s后檢測到進入分相區信號，間隔時間較短，過分相裝置未給出請求主斷斷開指令。由于僅檢測到進入分相區信號，未檢測到出分相區信號，主斷仍處于閉合狀態，且在18：53：30至19：01：40時間內保持此狀態。

3.2 過分相異常原因分析

通過現場跟蹤及采集動車組在分相區異常時的相關變量值分析可知，車組進入分相區信號正常，主斷斷開正常。出分相區時檢測到出分相區信號，立刻又再次采集到進入分相區信號，由于間隔時間較短，主斷閉合正常。當過分相裝置在下一分相區檢測到分相區信號時，由于此前車組一直保持進入分相區狀態，導致信號檢測輸出為出分相區信號，數據顯示“結束過分相”，此時過分相裝置給出請求主斷閉合指令，造成車組進入分相區時主斷無法自動斷開，且在車組出分相區時誤報進入分相區信號。

4 過分相異常的故障優化

針對分相區異常故障，在分相區邏輯控制中對分相區的信號采集機制進行了優化，當列車收到出過分相信號時延時2s，以濾除過分相結束后再次采集到進入分相區信號（磁信號），保證過分相機制正常。

對CRH5型動車組進行分相區軟件更改后，車組未再運行至今未再發生過分相異常的故障發生，效果良好。

5 結論

根據上文示例分析，①對CRH5型動車組進行分相區邏輯控制增加延時2s的濾波功能是很有必要的。②對CRH5型動車組其它部件的控制管理提供了有力的理論依據和實踐經驗。

參考文獻：

[1]張曙光.CRH5型動車組[J].北京：中國鐵道出版社，2008：30-35.