零速信號在地鐵車輛控制中的應(yīng)用

中圖分類號：U284 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）24-0046-04

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2025.24.009

Abstract：Aimingatthezero-speedsignalofsubwayvehicles，thispaperintroducesthegenerationprincipleof thezerospedsignal，analyzestwoapplicationsofthezerospedsignalinvehicles，andalsointroducesthefaulthandlingmethodswhen thezero-spedsignalisabnormal.Basedonthecurentcircuitdesignstatusofthezero-speedsignalofsubwayvehicles， corresponding optimization suggestions are put forward.

Keywords： subway vehicle; zero-speed signal; generation principle;application; optimization suggestions

在地鐵車輛的設(shè)計中，零速信號作為列車安全停穩(wěn)的重要信號，廣泛應(yīng)用于車輛牽引允許建立、緊急牽引、車門控制、緊急制動緩解及保持制動施加等多個重要控制回路中。車輛實際運營中，一般采用零速或非零速繼電器得電與失電來表示零速或非零速狀態(tài)。本文以武漢地鐵電動客車為例，闡述零速信號在車輛中的產(chǎn)生，應(yīng)用以及故障處理方法，同時給出零速信號相關(guān)邏輯和電路的改進(jìn)優(yōu)化。

1零速信號的產(chǎn)生

本文對武漢地鐵2號線、3號線、4號線、6號線、7號線、8號線以及16號線電動客車進(jìn)行調(diào)研分析，零速信號的產(chǎn)生有3種方式。

第一種由車輛制動系統(tǒng)（WSP板卡或網(wǎng)關(guān)閥）單獨判斷給出（圖1），當(dāng)車輛速度小于 0.5km/h 時，制動系統(tǒng)輸出零速信號，當(dāng)車輛速度大于 0.5km/h 時，制動系統(tǒng)輸出非零速信號。若車輛制動系統(tǒng)故障，速度信號計算錯誤，則會持續(xù)給出非零速信號。2號線一期、3號線一期、3號線增購、4號線一期、6號線一期、8號線二三期、16號線車輛采用此種零速產(chǎn)生方式。

第二種由ATC信號系統(tǒng)判斷給出，若ATC系統(tǒng)故障，可通過操作ATC切除直接給出零速信號（圖2）。當(dāng)ATC切除后，通過非零速繼電器來給出零速信號，車輛速度大于 2km/h 時，制動系統(tǒng)給出非零速信號。2號線機(jī)場線、南延線、4號線二期、4號線蔡甸線，以及8號線一期車輛采用此種方式。

第三種在ATC模式下零速信號由ATC系統(tǒng)給出，ATC切除后由制動系統(tǒng)判斷給出（網(wǎng)關(guān)閥），無非零速繼電器控制電路（圖3），7號線一期和南延車輛采用此種方式。

2零速信號在車輛中的應(yīng)用

在車輛設(shè)計中，零速信號主要有2個作用。第一個作用是將零速繼電器的觸點串入列車緊急制動列車線回路中（圖4）。若列車停穩(wěn)后，零速信號未正常給出，將會導(dǎo)致緊急制動列車線失電，列車緊急制動無法緩解[]。

零速信號的第二個作用是通過控制零速繼電器的觸點串入車門系統(tǒng)中，為車輛門控器提供門使能、門零速信號（圖5及圖6）。車輛進(jìn)站停穩(wěn)后，門控器接收到門使能、門零速以及開關(guān)門信號時，客室車門方可動作。

3車輛零速信號異常時的故障處理

在ATC系統(tǒng)或者制動系統(tǒng)中監(jiān)測零速相關(guān)設(shè)備故障導(dǎo)致零速信號輸出錯誤的情況下，或列車零速信號控制的零速繼電器的觸點電路經(jīng)過長期運行出現(xiàn)如觸點接觸不良、機(jī)械卡滯和線圈燒損等問題，會導(dǎo) 致以下2個方面故障。

整列車門無法正常開關(guān)門。在車輛車門系統(tǒng)中，門零速以及門使能信號均可通過相應(yīng)的旁路開關(guān)進(jìn)行旁路。此時可觀察司機(jī)臺面板中零速指示燈及左右門允許指示燈的狀況來操作相應(yīng)的旁路旋鈕，即可實現(xiàn)開關(guān)門。

導(dǎo)致列車緊急制動無法緩解，司機(jī)臺零速燈不亮，列車無法動車（圖7）。若車輛零速信號由ATC系統(tǒng)及制動系統(tǒng)共同給出（文中第二種、第三種零速信號產(chǎn)生方式），可操作ATC切除旋鈕嘗試動車，就近清客退出運營。若車輛零速信號由制動系統(tǒng)單獨給出時（文中第一種零速信號產(chǎn)生方式），則列車緊急制動無法緩解，需進(jìn)行車輛救援

若零速繼電器故障或者串入到緊急制動回路中的觸點接觸不良，也會導(dǎo)致列車緊急制動無法緩解，列車無法動車，此時操作ATC切除也無效，需進(jìn)行車輛救援。

圖4武漢2號線一期車輛零速信號控制緊急制動回路

圖5武漢2號線南延車輛零速信號提供門使能信號

圖6武漢2號線南延車輛零速信號提供門零速信號

4車輛零速信號邏輯及電路優(yōu)化建議

4.1零速信號邏輯優(yōu)化建議

由以上分析可知，除7號線車輛在ATC模式下零速信號由ATC系統(tǒng)判斷給出，在ATC切除后由制動系統(tǒng)判斷給出（網(wǎng)關(guān)閥）。其余線路車輛僅采用ATC系統(tǒng)或制動系統(tǒng)單一控制來源，前期均出現(xiàn)過ATC系統(tǒng)或制動系統(tǒng)故障影響零速判斷，可靠性有待進(jìn)一步提高。

參考國內(nèi)其他地鐵車輛零速電路控制原理，主要有ATC系統(tǒng)控制、制動系統(tǒng)控制和牽引系統(tǒng)控制3種方式，各項目車輛一般采用其中2個系統(tǒng)互為冗余控制。鑒于3個系統(tǒng)的零速計算判斷不同，建議按照系統(tǒng)設(shè)計的安全等級，優(yōu)先級順序選擇，實際運營中優(yōu)先選擇ATC系統(tǒng)輸出零速信號，如ATC系統(tǒng)輸出不可用，則選擇制動系統(tǒng)輸出；如制動系統(tǒng)輸出也不可用，則選擇牽引系統(tǒng)輸出。當(dāng)ATC系統(tǒng)切除后，列車可綜合使用制動系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)的零速信號，以保證列車的零速輸出安全可靠。

建議后續(xù)各地鐵車輛在設(shè)計聯(lián)絡(luò)階段，可以采用制動系統(tǒng)控制、牽引系統(tǒng)控制和ATC系統(tǒng)控制分別檢測計算零速并控制相應(yīng)繼電器，VCU（車輛控制單元）可以對3種不同的繼電器動作進(jìn)行“3取2”的設(shè)計，任意2個繼電器得電動作，即可驅(qū)動列車的零速繼電器動作，可以有效提高零速環(huán)路設(shè)計的可靠性及可用性，能夠避免單個系統(tǒng)故障影響零速判斷給出。

4.2 零速電路邏輯優(yōu)化建議

對于武漢地鐵第一種零速信號產(chǎn)生方式，制動系統(tǒng)中監(jiān)測零速的相關(guān)模塊故障會導(dǎo)致零速繼電器錯誤動作，零速繼電器或者串入到緊急制動回路中的觸點接觸不良將會導(dǎo)致車輛施加緊急制動，無法動車。以上均需要采取救援，會導(dǎo)致長時間延誤，列車掉線，嚴(yán)重影響運營平穩(wěn)可靠。

因此，可考慮在列車緊急制動回路中加入零速緊急旁路開關(guān)，以武漢2號線一期車輛電路為例（圖8）。

當(dāng)列車在正線緊急制動無法緩解，同時觀察到司機(jī)臺零速指示燈不亮，可嘗試操作零速緊急旁路開關(guān)，就近清客退出運營，提高正線故障處置效率。

圖7武漢2號線一期車輛制動設(shè)備故障導(dǎo)致零速信號輸出錯誤及緊急制動

圖8增加零速旁路開關(guān)

5 結(jié)束語

從上面的分析可以看出，零速信號對車輛正常運行起到重要作用，零速信號異常會導(dǎo)致無法開關(guān)門以及列車緊急制動無法動車，以上情況都會導(dǎo)致列車晚點、延誤，影響乘客出行體驗。

建議后續(xù)新線籌備階段考慮通過信號、制動、牽引系統(tǒng)分別檢測計算零速并控制相應(yīng)繼電器，任意2個繼電器得電動作，即可驅(qū)動列車的零速繼電器動作，可以有效提高零速環(huán)路設(shè)計的可靠性及可用性，能夠避免單個系統(tǒng)故障影響零速判斷給出。此外，還建議在車輛電路中加入零速緊急旁路開關(guān)用來在零速信號異常丟失的情況下將其旁路，避免出現(xiàn)無法動車導(dǎo)致列車救援的情況影響運營安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張潛，何玉琴，張文文.零速信號在地鐵列車電氣控制中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2019（4）：105-108.

[2]吳英帥，李惠，王鶴.城市軌道交通車輛制動系統(tǒng)的零速信號和非零速信號方案選用及安全性分析[J]城市軌道交通研究，2021，24（12）：89-92.