司機室占有功能在列車控制中的應用與故障分析

周 峰，張 偉

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

0 引言

司機室占有功能的正常實現作為城軌車輛列車控制的前提條件，是各子系統正常運行工作的必要條件，因此確保列車司機室占有功能正常是列車電氣功能調試的關鍵。

1 司機室占有電路原理分析

列車被激活后，司機室占有電路的目的是確定受控司機室，并確保在占有司機室能對列車運行進行操作，投入使用相應的設備和邏輯電路，一列車中2個司機室不能同時占有，只有1個司機室占有有效。

任意一個司機室被占有，本端司機室占有繼電器和列車占有繼電器得電。因部分設備和邏輯電路須采用列車占有繼電器的相應觸點，所以列車控制功能需要在任意端司機室占有投入后才能工作。列車激活后，操作任一端司控器鑰匙至開位，司控器鑰匙開關=22-A01-S01的常開觸點41-42閉合，經過列車占有繼電器=22-K102的3-13常閉觸點，使列車占有繼電器 (=22-K101、=22-K151、=22-K152、=22-K153、22-K154) 得電，同時給=41-A104.02網絡模塊的X3的B2點一個占有信號，司機室占有生效，司機室占有繼電器通過=22-K101的13-14觸點自鎖。同時通過司機室占有繼電器=22-K153的43-44觸點和列車線使列車2個單元的列車占有繼電器=22-K102得電，也給了網絡模塊=41-A204.01的X3的B4一個列車占有信號。

司機室占有和列車占有后，可進行所有模式下的司機室內(司機室占有端)的列車操作。列車占有=22-K102閉合后，其常閉點3-13斷開，在電路上使非占有端的司機室占有繼電器電路斷開，即在非占有端操作司機室鑰匙，非占有端的司機室占有繼電器也不會得電，這樣兩端司機室不能同時占有，只要有一端占有生效，另外一端就不會占有生效，它們是一個互鎖的關系；同時，通過網絡模塊=41-A104.02的X3的Z2點的狀態判斷出列車兩端有司機室鑰匙操作，HMI上會顯示有相應提示告訴司機兩端司機室鑰匙同時操作激活。司機室占有電器原理圖如圖1所示。

圖1 電器原理圖

2 司機室占有功能在列車控制中的應用

列車司機室激活由司機操作司機控制器完成，具體詳見電器原理圖(見圖1)。操作元件為司控器鑰匙開關，鑰匙只有在“OFF”位才能被取出。

在列車激活后，司機室占有，司機可操作(司機室占有端)司機臺上的相應按鈕和司控器手柄來實行列車控制，非占有端司機室操作是無效的，除少數功能能操作，如司機室對講、客室照明、刮雨器、緊急停車等。

司機室占有，相應的占有繼電器吸合，占有生效，HMI列車顯示器點亮，與占有繼電器觸點相關的功能可以操作實現，如受電弓控制、高速斷路器控制、車門控制、停放制動控制、空調控制、廣播控制、HMI顯示與操作等，這些功能控制實現成功后，相應按鈕燈的顯示也只有占有端司機室會顯示。通過操作司控器鑰匙閉合，方向手柄和牽引制動手柄才能操作實現方向和牽引制動功能。這是非自動折返模式下司機室占有激活，自動折返模式下司機室占有激活由車載ATC選擇。

一列車只能有1個司機室能被激活，司控器鑰匙開關轉到“ON”位，激活司機室(司機室占有信號)為占有端，該司機室具有全部控制功能，所有的控制信號(緊急制動指令除外)只以操縱端的控制信號為準，大多數指示燈也只能在占有端可用。

換端時，以下設備/系統的狀態不因“司機室占有”狀態的變化而變化:①列車總線和車輛總線功能。②照明(包括內部和外部照明)。③司機室與司機室的對講。④如果鑰匙取出時空調在運行狀態，則空調保持運行狀態。空調“合”和“開”按鈕失去作用。⑤無線廣播。⑥DC 110 V低壓電源。⑦“緊急停車”蘑菇按鈕。⑧高速斷路器保持當時狀態。⑨車門保持當時狀態；司機室激活故障診斷兩單元司機室同時激活，當兩端“司機室占有”輸入信號均有效時，網絡實現牽引封鎖。

3 故障分析

在2021年6月的某項目車輛調試過程中，出現司機室占有功能無法實現，HMI出現閃屏，占有繼電器分合動作異常，嘗試換端操作，故障現象一樣。

根據圖1分析可知，占有完成HMI顯示器點亮是給到=41-A104.02網絡模塊的X3的B2點一個占有信號，通過網絡判斷是否有兩端同時占有，沒有兩端同時占有，才會輸出占有信號，HMI顯示器點亮。針對這個故障現象，可以從網絡模塊接線是否有虛接，HMI顯示器電源插頭是否松動，占有繼電器線圈接線是否牢靠來排查線路問題。

檢查=41-A104.02網絡模塊的X3的B2點接線正常，HMI顯示器電源插頭連接牢靠，測量了電源有DC 110 V，插頭點位與HMI顯示器固定端一一對應，無錯位現象，檢查了占有繼電器各線圈接線正確牢靠無虛接現象，基本可以排除線路錯線虛接的可能。

由上可知，車輛占有線路正常，HMI顯示器點亮還需要HMI軟件下載成功，并且是最新軟件，設置相應的操作端，兩端司機室屏不能設置成一樣的地址。重新更新HMI最新軟件，設置好操作端后，再操作司機室占有鑰匙，故障現象還是一樣，考慮是不是列車網絡不正常導致。列車網絡不正常HMI上會報列車網絡故障，列車網絡沒有建立，看不到網絡結構圖，不會導致HMI閃屏。

嘗試換端操作司控器鑰匙占有，故障現象也是一樣的，根據以上分析，考慮兩端司機室操作占有都是一樣的故障現象，可以排除某個器件損壞導致。從結構原理圖與實際的器件結合再重新分析，司機室占有后HMI顯示器閃亮，繼電器線圈可以得電動作，又斷開，考慮是不是繼電器線圈常開常閉觸點互鎖出了問題，以及原理圖邏輯本身就有問題，從這個思路出發，又檢查了繼電器的接線和原理圖邏輯有無錯誤的地方，按照原理圖和實際情況分析司控器鑰匙打合，占有繼電器吸合包括=22-K153，通過=22-K153的常開觸點43-44閉合使=22-K102吸合，使它的常閉觸點3-13斷開，斷開后占有繼電器就全斷開了。

經查發現，=22-K101的常開觸點13-14沒有閉合導致占有繼電器吸合不能自鎖，初步懷疑=22-K101繼電器觸點有問題，和=22-K102繼電器兌換后，測試了這端占有功能正常，換端再試占有功能，發現還是HMI閃屏，繼電器不可能兩端同時觸點都有問題。

仔細檢查繼電器發現，其中=22-K102和=22-K153為利奇F470-D4V型號繼電器，其余司機室占有繼電器為施密特B400 115 EGSVF1 +EA103-EG-BFD型號繼電器。利奇F470-D4V繼電器觸點動作特性如圖2所示。

圖2 利奇F470-D4V繼電器觸點動作特性

通過以上繼電器型號的參數可知：利奇型號的繼電器觸點最長動作時間為16 ms，而施密特型號繼電器為55 ms。結合原理圖分析，當=22-K102吸合常閉觸點斷開最長時長為16 ms+16 ms=32 ms，而=22-K101吸合常開觸點閉合最長時長為55 ms，時間更長，從而有個時間差使得=22-K101的常開觸點沒閉合，=22-K102的常閉觸點就斷開了，這使得占有繼電器不能自鎖，然后=22-K102斷開，使它的常閉觸點又閉合了，使得占有繼電器又都得電了，此時HMI又亮了，所以就這樣一直閉合斷開，又閉合斷開，使得HMI閃屏。設計繼電器選型錯誤，更改繼電器型號后兩端司機室占有功能正常。

4 結語

城軌車輛調試是一個綜合性很強的技術，既需要調試員全面掌握地鐵車輛上所有電纜的走線方式和路徑、器件型號參數、設備功能，又要熟悉原理圖和工作原理。通過介紹司機室占有功能在列車控制中的應用，并結合某項目試制過程中出現的司機室占有故障進行了詳細分析，對及時發現并處理類似故障、提高工作效率提供了一定的借鑒。總之，在實際調試過程中，調試員必須不斷進行學習，總結經驗，才能為車輛運行提供保障。