CR400BF平臺動車組全列牽引封鎖應急處置的研究

繆建國 朱明濤 中國鐵路上海局集團有限公司上海動車段

1 背景

CR400BF平臺動車組在正常工況下，若操作司控器牽引位后無牽引力，且無相關故障代碼報出時，易導致故障不能及時處置，影響運輸秩序。而現有的應急手冊中未涉及全列牽引封鎖應急處置的方法，各種案例未歸納總結，導致發生故障后作業人員沒有相關資料可參照，不能夠快速、高效的處理該類故障。由于牽引封鎖的工況是復雜的，各系統交叉的，需結合HMI屏、故障現象、應急輔助系統等綜合研判找出故障原因，解決該問題。為此本文從CR400BF平臺動車組全列牽引封鎖的原因、典型案例、應急處置等方面進行了剖析、總結。

2 CR400BF平臺動車組概況

CR400BF平臺動車組具備自發電功能，其中高壓牽引系統、供風及制動系統、網絡系統等核心技術方案仍由兩個完全對稱的基本單元組成。例如高壓系統如圖1所示。短編組采用8輛編組，均為4T 4M的結構。其中CR400BF-C也稱京張智能動車組，具備斷電降弓情況下應急自走行30km功能，并具備CTCS-3+ATO自動駕駛功能。 CR400BF-A、CR400BF-B、CR400BF-BZ型動車組為長編組，相當于CR400BF動車組重聯運行。其中CR400BF-B、CR400BF-BZ型動車組采用17輛編組，為9T 8M結構。長編組均可進行中壓、低壓擴展供電。

圖1 CR400BF型動車組高壓牽引系統簡圖

3 典型故障及原因分析

3.1 故障案例

由于CR400BF平臺動車組發生全列牽引封鎖工況比較復雜，主要原因集中在供風制動方面故障導致。如表1統計的故障案例所示。

表1 CR400BF平臺動車組牽引封鎖案例統計表

3.2 原因分析

（1）以上表案例2進行分析，下載并查看CR400BF-A-5049動車組08車CCU數據，19：46至20：2408車CCU數據顯示故障時間段車組無相關故障代碼（如圖2所示）。

圖2 CR400BF-A-5049動車組08車CCU數據

（2）下載并查看CR400BF-A-5049動車組08車MVB數據，數據顯示19:46:39，司控器手柄牽引位，保持制動緩解后07車制動缸壓力約為0.25 bar,制動緩解環路斷開；19:46:54，牽引指令無效（如圖3所示）。

圖3 CR400BF-A-5049動車組MVB數據

（3）具體原因是壓力傳感器（B12.17）用于檢測制動缸實時壓力，壓力開關（B12.16）向車組制動緩解回路提供信號。B12.16壓力開關設定值為30±15 kPa，當壓力變換閥C壓力大于該設定值時，壓力開關動作，使得原常閉觸點斷開，因該常閉觸點串聯在制動緩解回路中，因此制動緩解回路斷開，反之則制動緩解回路建立，在列車未下達制動指令而制動緩解回路斷開時，則封鎖牽引(如圖4、圖5所示)。

圖4 壓力開關與壓力傳感器

圖5 CR400BF型動車組制動緩解環路原理圖

綜上所述，當主控司控器手柄置牽引扇區無效時，在車組全列緩解狀態下，發現07車制動缸有殘余壓力約25kPa，滿足壓力開關動作斷開制動緩解環路,從而使43-K26繼電器失電封鎖全列牽引，進行保護。

4 無相關故障代碼的牽引封鎖的處置

CR400BF平臺動車組牽引封鎖主要分為三類情況。

第一類，CR400BF動車組有相應故障代碼報出的，可參照故障代碼表處置。

第二類，有大量故障代碼報出的牽引封鎖情況，指向不明確的。根據現場運用經驗發現此故障大多數為網絡原因造成，應從優先從網絡系統狀態，然后再從供風制動系統等進行逐步研判，找到故障點。可以根據不同場景采取斷開或復位網絡空開、大復位、緊急模式行車等方式解決此問題，必要時采用救援。

第三類，無相關故障代碼的牽引封鎖，優先從操作方面、制動方面，然后再從網絡、高壓牽引系統狀態等進行排查。結合典型案例與實際運行邏輯進行處置。以第三類故障作為研究對象。具體處置流程如下：

第一步：確認方向開關

首先，確認換端標識消除，方向開關有效識別。可通過HMI屏中的牽引主界面、運行界面或制動主界面確認換端完成、占用成功、方向開關處于前進位(如圖6所示)。同時使用動車組應急輔助決策相關系統查看各參數是否處于正常狀態，如動車組車載信息無線傳輸系統（WTDS）、動車組故障預測與健康管理系統（PHM）等(如圖7所示)。

圖6 運行界面

圖7 動車組車載信息無線傳輸系統

第二步：確認外門關閉

通過車門界面、運行界面以及關門指示燈綜合確認車門是否關閉到位。有異常及時采取措施，一般情況隔離車門或者將主控端車門安全環路開關置于關位。

第三步：確認高壓牽引、通信狀態界面

通過設備切除界面確認車組高壓、牽引、輔助系統狀態。影響此問題主要是過分相失敗、主斷無法閉合、牽引封鎖等，主要通過牽引輔助復位、小復位、切除隔離開關，大復位解決（如圖8所示）。通過通信狀態界面確認網絡情況（如圖9所示）。檢查其它功能都正常，可以選擇進行斷開、復位CCU、CIOM，甚至大復位操作等。

圖8 設備切除界面

圖9 通信狀態界面

第四步：ATP與保持制動確認

首先，做好防溜，排除ATP與保持制動對故障判斷的干擾。查看制動信息界面（如圖10所示）。然后將主控端ATP調為調車或者隔離模式，同時將保持制動旁路，排除二者的干擾。建議優先將ATP調為調車模式情況下排查故障。正常狀態下，ATP級位顯示“---”。制動信息界面中ATP級位如顯示1級、4級等，屬于ATP引起的故障原因。

圖10 制動信息界面

第五步：確認制動狀態

將司控器置于0位10 s以上，確認車組制動界面緩解狀態以及制動缸壓情況。如此時車組緩解正常，說明ATP原因導致或者保持制動導致。若仍無法緩解，說明屬于車輛問題。應立即查看安全環路界面、運行界面、制動信息界面（如圖11、圖12所示）。確認制動缸殘余壓力、安全環路、總風壓力正常。

圖11 制動主界面

圖12 安全環路

第六步：起車方式確認

將停放制動、保持制動緩解，根據線路情況，選擇合適級位模式牽引，盡可能選擇滿功率輸出模式。然后將司控器回零位10 s以上，重新進行牽引加載7 s以上。若無效，進行大復位或者救援等。

重要提示：有些步驟順序可以進行相互調整，原則是先從簡單入手，逐步深入。而運行途中發生全列牽引封鎖時，當沒有相關故障代碼報出時，檢查側重點稍有不同，主要集中在制動、網絡方面等，此時應通知司機惰行，注意分相區、坡道情況，盡量避免停車。將司控器保持置于0位，使列車處于制動緩解狀態下，首先查看制動信息界面、運行界面以及安全環路界面是否有異常。

關于動車組全列牽引封鎖處置思路。首先，要確認是否規范操作，避免人為因素導致故障。其次，要辨別區分是車輛故障還是列控系統故障導致車組牽引封鎖。若是列控系統故障，車輛部門配合進行處置，根據處置情況采取相應的行車應急預案。若是車輛故障，可將列控系統調成調車模式或者隔離，排除列控對故障判斷的干擾，再進行排查此類故障。最后，結合上述牽引封鎖應急處置方案進行處置，可大幅縮短故障處置時間與減少運輸秩序的影響。

5 建議措施

5.1 邏輯控制系統方面

（1）優化HMI屏界面。非主控HMI屏與主控端HMI屏界面相比，非主控端隱藏了以換端條件、限速管理等界面。建議所有HMI屏界面都一樣，只需屏蔽重要的切除、復位等功能，有利于快速應急處置。

（2）根據動車組運用現場情況，結合動車組軟件的優化升級，進一步提升動車組控制系統的故障預報能力，如增加聲光報警、圖標或者故障代碼提示。

（3）在設備切除界面、制動界面等主要界面中，均增加主控鑰匙、方向開關圖標顯示。

（4）增加CR400BF動車組維護界面下的控制邏輯、牽引使能界面，有利于快速鎖定故障點。

5.2 設置牽引回路旁路開關

參照CRH1平臺動車組牽引阻斷旁路開關，增加牽引使能旁路開關。在確認外門、高壓牽引、制動系統等正常后，啟用旁路行車，便于減少對行車秩序的影響。

5.3 機輛聯調協作

根據實際現場運行工況，在安全的前提下，盡可能采取惰行，優先將制動緩解環路旁路行車，避免停車處置此類故障。

6 結束語

當充分了解CR400BF平臺動車組全列牽引封鎖的因素、處置流程后，在日常運行中工作中遇到此類故障，可通過上述排查發生快速鎖定故障點，制定有效的行車應急預案，減少此類故障對運輸秩序的影響。