關于南昌地鐵2號線列車后溜方案的改進措施

尹星

摘要：本文針對南昌地鐵2號線一期項目列車后溜的問題，從牽引系統后溜觸發的邏輯、列車網絡系統的傳遞、RIOM的輸出，緊急制動環路四個方面進行分析，總結提煉出該問題的處理措施，有效避免牽引系統后溜控制邏輯、列車網絡誤觸發、緊急制動環路設計存在的風險，提高了列車運營的可靠性指標，確保列車平穩安全運營。同時，為其他地鐵項目解決類似問題提供參考依據。

Abstract： This article in view of the nanchang subway line 2 a phase of the project after the slip， slip trigger logic after traction system， train the output of the network transmission， RIOM， emergency braking loop four aspects carries on the analysis， the summary extracted the treatment measures of the problems， effectively avoid the slip control logic after traction system， train network error trigger， emergency braking loop design risks， improve the reliability of the train operation indicators， to ensure a smooth and safe operation of train. At the same time， it provides reference for other metro projects to solve similar problems.

關鍵詞：列車后溜;列車網絡;牽引系統

Key words： train running behind;train network;traction system

0 ?引言

南昌地鐵2號線采用的是4動2拖6節編組的B型車，其牽引系統為株洲時代廠家，網絡系統為中車青島四方車輛研究所廠家，為確保列車在后溜時自身具備相應的保護功能，尤其在前期調試階段（無信號保護），從設計角度進行分析改進，確保列車的安全可靠。

1 ?列車后溜控制邏輯基本原理

南昌地鐵2號線后溜保護功能由牽引系統及網絡系統共同完成，牽引系統在檢測到車輛后溜時，會將車輛后溜信號通過MVB發送給TCMS。當TCMS檢測到任意一個DCU發送的“列車后溜”信號，控制RIOM模塊輸出的繼電器（26-K12）得電，使得車輛緊急制動環路斷開，造成列車施加緊急制動。同時，HMI屏報“列車后溜故障”。當TCMS檢測不到所有DCU發送的“列車后溜”信號，控制RIOM模塊輸出的繼電器（26-K12）不得電，車輛緊急制動環路保持原狀態。同時，HMI屏之前顯示的“列車后溜故障”消失。具體控制原理如圖1及圖2所示。

2 ?列車后溜控制TCMS系統及牽引系統存在的風險

2.1 TCMS系統參與控制存在的風險

TCMS參與列車后溜工況下的緊急制動功能的實現是建立在TCMS與DCU通信正常且RIOM通信及設備無故障的情況下。倘若TCMS通信異常，則無法保證“列車后溜”信號的實時檢測和傳遞;若RIOM通信異常或故障故障，則無法實現RIOM輸出控制及車輛繼電器動作，進而可能造成列車發生后溜時，車輛無法在第一時間對列車施加緊急制動。

綜上，TCMS參與列車后溜時的車輛緊急制動控制，可能存在的風險如下：

①TCMS與DCU通信異常時，無法正常檢測到該DCU發送的“列車后溜”信號，則不會觸發DO動作，無法進行車輛緊急制動的正常施加;

②TCMS與所有Tc車RIOM通信均異常，檢測到DCU發送的“列車后溜”信號，信號無法傳遞給RIOM，進而無法保證車輛緊急制動的正常施加;

③DO板卡故障，RIOM無法控制DO繼電器動作，無法進行車輛緊急制動的正常施加;

④TCMS與DCU端口刷新周期64ms，TCMS處理列車后溜信號有300ms延遲判斷，TCMS邏輯處理周期100ms，RIOM處理MVB數據周期100ms，DO端口刷新周期32ms。即牽引系統檢測到列車后溜時，至TCMS收到該“列車后溜”信號并控制26-K12繼電器動作輸出高電平信號的時間周期約為600ms，對車輛緊急制動正常施加存在一定的延遲;

⑤倘若整個網絡由于信號干擾，可能會導致26-K12繼電器誤動作，進而存在不該觸發緊急制動時卻觸發車輛緊急制動的風險。

2.2 ?牽引系統

牽引系統作為后溜觸發判讀的源頭，DCU根據速度傳感器的A、B兩路方波相序判斷電機的轉向來判斷列車是否后溜，具體詳見圖3。

通過速度傳感器判斷的后溜速度及后溜距離作為判斷條件，具體控制邏輯如下：

①判斷出手柄方向和電機的實際方向不一致情況下，后溜距離達到了1.3m;

②速度大于1km/h持續了200ms以上。

上述任意一個有效，則會觸發后溜保護信號。

根據上述，目前株洲時代DCU內部后溜判斷的清除條件為：

后溜故障判斷的清除條件，只要滿足下面任一條件即可清除：

①動指令有效持續5s;

②緊急制動指令持續2s;

③有內部生命信號故障。

后溜距離觸發的只要滿足下面任意條件即可清除：

①未繼續監測到方向不一致現象;

②車速大于5km/h;

③接收到制動指令持續1s;

④監測有網絡生命信號或者DCU內部生命信號故障。

根據上述邏輯可能存在以下風險：

①牽引速度傳感器受外界干擾，由于后溜距離長時間的累加，導致后溜故障;

②后溜距離觸發清除的邏輯中，可能存在后溜故障清了，后溜距離未清除，繼而又觸發后溜故障。

3 ?解決措施

3.1 針對TCMS系統

針對TCMS系統存在的風險，可從以下方面進行優化，可確保減少誤觸發的可能性及觸發后具備快速的解決方案。具體如下：

①TCMS與DCU通信正常時，檢測到任意一個DCU發出“列車后溜”信號且該信號持續300ms后仍為高電平，防止誤動作;

②利用緊急牽引按鈕的觸點對其進行旁路;具體原理圖如圖4所示。

3.2 針對牽引系統

針對牽引系統存在的風險，從以下方面進行改進，可使得在不施加制動情況下，依然不會誤觸發后溜保護，同時將對速度的小干擾對后溜距離的計算處進行濾波，避免持續累積距離導致后溜條件的滿足。具體如下：

①對后溜保護計算距離采用的速度進行處理，將4個電機速度排序，去掉最大和最小的速度，剩下兩個速度取平均值，作為后溜保護采用的速度使用，排除掉單個電機速度的干擾;

②對于后溜保護邏輯本身進行優化處理，增加緊急制動指令持續2s條件及按壓VVVF/SIV復位按鈕指令條件均可將后溜距離清除。

4 ?結論

目前，地鐵列車后溜保護功能運用較為廣泛，同時在日常檢修維護過程中不涉及到該項功能的例行檢查，所以在前期設計時應以故障導向為原則，在原設計的基礎上從問題的源頭、傳遞、執行三方面進行完善補充，提升列車的可靠性，確保列車安全平穩的運營。

參考文獻：

[1]林沛楊.廣州地鐵三北線國產牽引列車后溜控制邏輯分析[J].機車電傳動，2016（01）：95-96.

[2]林天然.廣州地鐵7號線列車網絡通訊故障后出現后溜問題分析[J].機電信息，2019，588（18）：62-64.

[3]侯大志，等.南昌地鐵2號線項目電氣原理圖[Z].吉林長春：中車長春軌道客車股份有限公司，2016.