鄭州地鐵5 號線牽引指令丟失故障分析

陳思

（鄭州地鐵集團有限公司運營分公司，河南 鄭州450000）

鄭州地鐵牽引指令由ATC 車載設備MDR 或列車司控器給出，列車牽引指令由網絡設備DIMe、牽引箱控制單元、制動網關閥分別進行檢測，并作為設備牽引狀態依據。

1 功能介紹

ATO 模式下，牽引指令由MDR 設備發出，依次經ATO 模式繼電器、所有停放緩解繼電器、無庫用電源供電繼電器、列車門關好繼電器、緊急制動繼電器、ZVRD繼電器常開觸點串聯到達列車牽引指令列車線，牽引指令列車線設置網絡設備DIMe、牽引箱控制單元、制動網關閥檢測點，對牽引指令進行檢測。

非ATO 模式下，牽引指令經司控器警惕按鈕、司控器行程開關后發出，經ATO模式繼電器常閉觸點后與ATO 狀態牽引指令路徑一致，最終到達列車牽引指令列車線，由網絡設備DIMe、牽引箱控制單元、制動網關閥對牽引指令列車線進行檢測（圖1）。

2 故障分析

2020 年04 月27 日，12:37 分行調報海灘寺下行出站0513 車列車實際速度比推薦速度低20km/h，駕駛模式為ATO 模式，列車速度大于50km/h 時列車無牽引力輸出，后續行調組織司機以ATP 模式駕駛進出站，列車牽引力輸出正常。

2.1 事件記錄儀數據分析

圖1 牽引指令電氣原理圖

圖2 0513 車ATO 發車過程數據

列車回庫后查看故障履歷，HMI 未報車輛故障信息，下載事件記錄儀數據。

查看事件記錄儀數據，0513 車12:46:39 ATO 發車，牽引指令列車線網絡設備DIMe、牽引箱控制單元、制動網關閥同時檢測到牽引指令高電平，信號ATC 極位信號正常，列車速度持續增加到50km/h；12:46:59 牽引指令信號變為低電平，列車可以正常接收ATC 級位信號，由于牽引指令列車線網絡設備DIMe、牽引箱控制單元檢測牽引指令為低電平，造成列車無牽引力輸出，處于惰行工況，速度維持在50km/h-60km/h，可以看到同一時間段內網關閥檢測牽引指令出現1 秒短暫低電平后變為高電平，與牽引設備牽引指令檢測結果不一致。

2.2 信號數據分析

ATC 信號設備MDR 數據顯示12:46:39 ATO 發車后，牽引指令持續為高電平，與車輛數據吻合；12:46:59 牽引指令出現1 秒短暫低電平后，MDR顯示牽引指令為高電平，與車輛網關閥檢測到牽引指令一致，與牽引指令列車線網絡設備DIMe、牽引箱控制單元檢測牽引指令不一致（圖2-3）。

圖3 故障時刻信號數據

2.3 原因分析

圖4 硬線牽引指令同時給到牽引和制動

根據牽引指令電氣原理圖，信號設備MDR 發出牽引指令，經過=91-K04 的常開觸點C1、C2，直接接入列車牽引指令列車線，該繼電器在信號給出ATO 狀態信號后，將一直保持得電狀態，因此在故障時間段內=91-K04 繼電器一直處于得電狀態，繼電器不存在卡滯的可能性，且故障時刻車輛網關閥設備已檢測到牽引列車線為高電平，與信號MDR 記錄數據一致，可以直接排除牽引指令列車線線路節點或繼電器觸點故障。

查看車輛制動接口文件定義網關閥檢測點電壓大于50V為高電平，網絡設備DIMe、牽引箱控制單元定義檢測點電壓大于70V 為高電平。

牽引系統與制動系統在牽引列車線上檢測點位一致，制動系統網關閥檢測牽引列車線數據與信號數據一致，網絡設備DIMe、牽引箱控制單元檢測牽引指令數據與信號數據不一致；牽引系統、制動系統檢測點為列車線同一點位，但雙方對高電平定義不一致，牽引系統6 個網絡設備檢測數據一致，制動系統4 個網關閥檢測數據一致，檢測硬件設備同時故障概率極低，判斷故障時刻牽引列車線電壓存在異常，且電壓在50V-70V 之間，造成牽引系統與制動系統對牽引指令檢測結果不一致（圖4）。

3 結論及措施

信號系統MDR 輸出牽引指令電壓異常，時代牽引系統未能檢測到信號設備發送的牽引指令，導致列車無牽引力輸出，更換MDR 板卡后故障恢復正常。信號ATC 車載設備MDR 板卡輸出電壓異常，工作人員需提高警惕，正線發生該故障，司機需轉換列車為ATP 模式正常動車。

該故障在ATO 列車速度大于50km/h 后多次出現，ATP 模式列車牽引指令恢復正常，處理該類故障需對比多類設備牽引指令檢測數據，由于網絡設備DIMe、牽引箱控制單元與網關閥對高電平定義不一致，牽引指令列車線電壓一致情況下，各類設備對牽引指令判斷不一致，存在一定風險，后續建議車輛設計階段，明確各類設備基礎參數需保持一致，確保電客車各類設備動作一致保證安全運營。