動車組司機室簡介及故障分析

張昭

摘 要：本文以CRH380B型動車組為例，分析動車組司機室的主要結(jié)構(gòu)和布置。通過對一些典型故障解決過程的列舉分析，歸納出“現(xiàn)象-原因-注意-處理”的司機室端處理故障操作步驟，并將其概括為“SCWP四步法”，對動車組的運用檢修工作具有較強的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：司機室 ；結(jié)構(gòu)；故障處理

1 引言

2011年6月30日，京滬高鐵開通運營，由新一代“和諧號”CRH380BL型動車組擔當運營主力，在我國高速鐵路發(fā)展上有著里程碑式的意義。CRH380B系列動車組作為中國高鐵的新代表開始進入大眾視野。作為動車組控制界面的核心，司機室不僅要為司機提供安全、舒適、獨立的操控環(huán)境，也要滿足人體工程學的要求，以便讓司機更加方便地操縱列車。

本文以CRH380B型動車組司機室為例，介紹了司機室的結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計要點和注意事項，同時介紹了一些司機室中常用的材料及其應(yīng)用。以及基于大量的380B型動車組的運用檢修經(jīng)驗，列舉一些典型故障，通過對故障產(chǎn)生原因和解決過程的分析，總結(jié)出在司機室端處理故障的操作步驟。

2 CRH380B型動車組司機室外部結(jié)構(gòu)

2.1 司機室外殼

作為整列車的車頭，司機室外殼需要具有流線型的外形，以減少動車在高速運行時的空氣阻力和能源消耗，以及空氣摩擦產(chǎn)生的噪音；司機室外殼還需要安裝牢固，為司機的人身安全提供足夠的保障；同時，司機室外殼必須要承載安裝在其上的零部件，以保證零部件的可靠性和功能性。

2.2 前端模塊

前端模塊位于車輛的最前端，用于保護前部設(shè)備免于遭受外物的擊打而損壞，比如前部車鉤、吸能器和雨刷系統(tǒng)等，同時其流線型的造型也可以起到降低空氣阻力和美化外觀的作用。通常情況下，前部開閉機構(gòu)會與前端模塊整合在一起進行設(shè)計和制造，動車組在日常運行時，該開閉機構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài)，當動車組需要重聯(lián)或救援時，開閉機構(gòu)處于打開狀態(tài)。前端模塊通常會直接固定在車體鋼結(jié)構(gòu)上，前端模塊與車體鋼結(jié)構(gòu)（或司機室外殼）的接縫需要平整，表面平滑[1]。

2.3 前風擋玻璃

前風擋玻璃安裝在司機室外殼的前部，垂直于運行方向，具有與司機室外殼相擬合的曲面形狀，為司機在各種工況下觀察路旁信號和軌道情況提供清晰無誤的視野。由外至里，前風擋玻璃由外層玻璃、電加熱絲、PVB夾層、內(nèi)層玻璃和防飛濺膜復(fù)合而成的鋼化夾層玻璃[2]。

3 CRH380B型動車組司機室內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.1 司機室內(nèi)部設(shè)備

安裝在司機室外殼之內(nèi)的設(shè)備則被稱為內(nèi)部設(shè)備，包括操縱臺、司機座椅、司機室內(nèi)裝司機室地板、司機室電器柜、司機室線槽、司機室風道司機室間壁和門、司機室遮陽簾、司機室燈光和司機室防寒材等[3]。

司機室操縱臺位于司機室中央的正前方，是最重要的列車控制組件，列車運行的所有控制和監(jiān)視裝置均安裝在控制面板和左右兩側(cè)的電氣柜中，包括列車控制單元（TCMS）的顯示單元（IDU），列車自動保護系統(tǒng)（ATP）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、列車無線電通信系統(tǒng)（CIR）、牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)和車內(nèi)照明系統(tǒng)等。

3.2 司機室電器柜

司機室電器柜位于司機室的左右兩側(cè)，呈對稱分布，用于安裝車輛操控用的直流電器、交流電器和信號設(shè)備等。根據(jù)其安裝方式，可分為立式和臥式兩種。司機室電器柜采用金屬框架結(jié)構(gòu)，不銹鋼、碳鋼和鋁合金材料均可選擇，不過在車輛輕量化的前提下，鋁合金材料越來越多的被廣泛使用。

3.3 司機室間壁和門

司機室間壁和門位于司機室的最后端，將司機室和客室（或通過臺）隔開，司機室門從外至內(nèi)是處于常閉狀態(tài)的，只有用專用鑰匙才能打開，為了方便司機逃生，司機室門通常是向外開的，也可采用推拉式。根據(jù)EN45545的規(guī)定，司機室間壁和門應(yīng)具有防火功能，在15分鐘內(nèi)不被火焰破壞。為了降低司機室內(nèi)的噪音，司機室間壁和門還具有一定的隔音功能。

4 典型故障分析

4.1 故障處理辦法

下面列舉出在司機室進行處理的典型故障及處理辦法。

4.1.1 受電弓故障應(yīng)急處理辦法

現(xiàn)象：受電弓無法升起。故障原因：軟件保護或控制回路故障。注意：運行中升弓操作時，速度應(yīng)在200Km/h以下。處理過程：CRH380B動車組操作系統(tǒng)優(yōu)先升后弓，當后弓不能升起時，司機在HMI屏上鎖閉后弓，升前弓。如果受電弓顯示鎖閉并且在HMI屏上無法解鎖，首先在HMI屏確認維護模式已經(jīng)開啟，進行三鍵復(fù)位操作。如果復(fù)位不成功，則使用Monitor軟件連接鎖閉的受電弓所在牽引單元司機室的主控CCU，顯示正確連接。在Maintain下拉菜單中選擇“RA ResetAll”選項，回車對本牽引單元進行復(fù)位。如果受電弓不能解鎖，在Power下拉菜單中選擇“R HVSReset”選項，回車。選擇“2-Reset PANTO raised incorrectly”對本牽引單元的受電弓進行復(fù)位。選擇“e-End”結(jié)束復(fù)位。復(fù)位結(jié)束后，在HMI屏上關(guān)閉維護模式。重新升弓，恢復(fù)正常運行。如果受電弓仍然不能升起，則啟動緊急驅(qū)動模式行車，或按隨車機械師要求進行申請救援。

4.1.2 ACU不工作

現(xiàn)象：ACU（即Auxiliary Control Unit）不工作。故障原因：軟件保護。注意：在沒有牽引故障時，兩個及以上ACU不工作時，必須復(fù)位。處理過程：當一個ACU不工作，維持運行。在沒有牽引故障時，兩個及以上ACU不工作時，采取ACU復(fù)位操作。

4.1.3 司機室單個HMI屏無法進入主界面

現(xiàn)象：司機室單個HMI黑屏或顯示“無配置數(shù)據(jù)”等。故障原因：HMI顯示屏和CCU通訊故障。注意：1.用另一個HMI根據(jù)動車組運行功能需要，來實現(xiàn)兩個HMI的功能。2.HMI空開復(fù)位操作，每次的間隔時間必須3分鐘以上，左屏故障斷開42-F01，右屏故障斷開42-F02，禁止單個顯示屏故障時，將兩個空開同時斷開。處理過程：維持運行，動車組終到站后，降弓，退出司機室占用。如果左HMI顯示屏故障，司機在司機室右側(cè)故障開關(guān)面板上將CCU開關(guān)打到“1關(guān)”位置，再打到“正常”位置。如果右HMI顯示屏故障，司機在司機室右側(cè)故障開關(guān)面板上將CCU開關(guān)打到“2關(guān)”位置，再打到“正常”位置。如果無效，將觀光區(qū)右側(cè)控制柜內(nèi)故障HMI屏的空開斷開1分鐘后閉合（左屏為42-F01、右屏為42-F02）。

4.2 故障處理方法分析

通過對上述的典型故障解決過程的分析，可以將在司機室端處理一般故障的操作步驟歸納為“故障現(xiàn)象-故障原因-注意事項-處理過程”四個步驟，為方便記憶，可概括為SCWP（即Status-Cause-Warning-Process）四步法。

5 結(jié)論

通過對司機室外部與內(nèi)部的簡要分析，可以得出司機室作為整列車的操控中心，從設(shè)計上解決了司機的操控環(huán)境需求，也滿足人體工程學的要求。通過一些在司機室進行處理的典型故障解決過程的列舉分析，歸納提出司機室端處理一般故障的“SCWP四步法”，具體實施為：當故障發(fā)生，應(yīng)該確認故障現(xiàn)象，然后在司機室的HMI屏上查看相應(yīng)故障記錄，處理故障應(yīng)先分析出故障原因，考慮需要注意的事項后再進行處理。

本文中關(guān)于動車組司機室的介紹對動車系統(tǒng)工作人員有豐富的科普意義，關(guān)于典型故障處理方法的總結(jié)，對動車組的運用檢修工作具有較強的指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1]EN12663 Railway applications-Structural requirements of railway vehicle bodies[M].Esri Press，2009.

[2]孫銘壑，高速列車駕駛室光環(huán)境研究[M].北京交通大學.2010.

[3]北京交通大學.機車、動車組司機室設(shè)計規(guī)范研究報告[R].2003.endprint