貴陽軌道1號線電客車保持制動緩解故障分析與改進措施

李超成

摘 要：主要介紹了貴陽軌道1號線電客車所有制動緩解電路與保持制動緩解邏輯的工作及控制原理，旨在通過分析貴陽地鐵1號線電客車保持制動緩解故障，從而指出所用制動緩解電路及保持制動緩解邏輯控制設計上的問題和缺陷，并提出改進措施。

關鍵詞：保持制動緩解故障;所有制動緩解;牽引指令

貴陽軌道1號線電客車采用4動2拖的編組型式（=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=），每列車由2個相同的3車單元構成。列車網絡控制系統（TCMS）包括列車控制系統和子系統控制系統，采用分布式微機網絡+硬件控制，具有列車控制、監督和列車診斷功能[1]。中央控制單元VCU連接在MVB總線上，能夠監視、控制整列車，同時將診斷的信息發送到控制屏上，幫助司機進行駕駛操作。本文首先介紹貴陽軌道1號線電客車保持制動緩解的工作原理，結合具體故障現象，多方面分析保持制動緩解故障，從而找出其原因，指出保持制動緩解故障邏輯控制設計上的問題和缺陷，并提出改進措施。

1 保持制動緩解的工作原理

（1）保持制動緩解控制介紹。貴陽軌道1號線電客車在TCMS正常情況下，啟動動車時，VCU通過RIOM模塊的各關鍵回路采集及牽引系統實時數據的綜合判斷從而輸出牽引指令，牽引系統執行牽引指令，控制電機輸出轉矩，當轉矩達到要求值后，VCU發出保持制動緩解指令，制動系統收到保持制動緩解指令后，各轉向架的EP2002閥執行緩解常用制動，制動夾鉗執行排氣從而緩解常用制動，通過檢測制動夾鉗氣路的壓力開關激活BRR制動緩解繼電器，當所有轉向架的常用制動緩解后，激活整車ABRR所有常用制動緩解繼電器，從而VCU通過RIOM模塊采集ABRR狀態判斷所有制動已緩解，持續輸出牽引指令，牽引系統電機持續輸出轉矩，列車啟動動車。如果VCU在指定時間內未收到ABRR狀態反饋，則判斷保持制動緩解故障，此時會封鎖牽引指令，牽引系統電機停止工作，保持制動緩解故障邏輯如圖1所示。

（2）所有常用制動施加緩解電路介紹。所有常用制動施加緩解電路[2]如圖2所示。所有常用制動施加緩解電路，是通過EP2002閥內部壓力開關對制動夾鉗氣路氣壓進行檢測，排氣緩解閘瓦后，其電觸點閉合從而激活對應轉向架的BRR制動緩解繼電器，12個轉向架對應的BRR繼電器均激活后，12個BRR繼電器的常開觸點串聯回路激活ABRR所有常用制動緩解繼電器。反之所有轉向架的EP2002閥的制動夾鉗進行充氣抱緊閘瓦后，12個BRR繼電器的常閉觸點串聯回路激活ABAR所有常用制動施加繼電器。

2 保持制動緩解故障分析

（1）故障現象。貴陽軌道1號線01905次（123車）在長江路至清水江下行區間報保持制動緩解故障，經司機操作所有制動緩解旁路開關后正常動車。

（2）故障原因。由于1231的BRR1制動緩解繼電器激活后B1-A1常開觸點未閉合導致ABRR繼電器不得電，使得TCMS系統判斷所有制動未緩解，從而封鎖牽引指令即封鎖牽引電機工作。

（3）故障分析。導致故障的根源為TCMS未收到ABRR繼電器的反饋信號導致的牽引封鎖，由ABRR繼電器的電路可以看出，影響其功能的繼電器共有12個BRR制動緩解繼電器，所涉及的繼電器（無論是 BRR、ABRR、COR 等）均為 Leach 公司所生產的 F4 系列繼電器，繼電器所在回路電流均為毫安級別，和電路可以匹配。

針對ABRR所有常用制動緩解電路進行故障分析。根據 GJB299C-2006 中繼電器的失效計算得出單個 BRR 繼電器的失效率為 0.599 4*10-6/h，COR 繼電器的失效率為0.169 2*10-6/h，ABRR 的失效率為 0.309 2*10-6/h[3]。整個電路中包含 12 個 BRR繼電器，2 個 COR繼電器，不考慮多重故障，電路的失效率為所有單個元器件失效率之和：

（0.599 4*12+0.169 2*2+0.309 2）*10-6/h=7.84*10-6/h

按所有列車34列車正線運營計算，即有 34 條此電路，該電路的平均無故障時間為：1÷34*7.84*10-6/h=3 752 h

按每列車每天運行 16 個小時，該電路理論每運行 235天會發生一起故障。

由此可看出ABRR所有制動緩解電路是由14個繼電器觸點進行串聯檢測，其電路故障率大幅度提高，同時ABRR繼電器的狀態又直接關聯到保持制動緩解故障邏輯，從而影響到牽引指令影響行車。

對于保持制動緩解邏輯中的整車級的制動緩解狀態擁有兩個來源：1）上述硬線電路中的 ABRR 繼電器;2）制動系統（BCU）-TCMS-牽引系統（TCU）的 MVB 數據流信號，二者均能清晰正確的反饋整車制動狀態。但在現有的保持制動緩解邏輯中僅使用了ABRR 繼電器狀態作為判斷，從而導致單點繼電器故障的影響放大。

3 改進措施

綜上所述，應在確保安全的前提下，最大程度提高該電路可用性，完善保持制動緩解故障的邏輯。將保持制動緩解故障邏輯判斷中的所有制動緩解狀態加入制動系統（BCU）-TCMS-牽引系統（TCU）的 MVB 數據流信號。從而解決由繼電器單點故障導致TCMS判斷為保持制動緩解故障，從而造成牽引封鎖。修改后邏輯將之前僅用ABRR繼電器狀態作為判斷條件改為ABRR繼電器狀態或MVB數據流信號中所有轉向架制動均緩解作為判斷條件。

同時為便于檢修，增加ABRR和BRR繼電器狀態與實際MVB數據流中制動緩解信號進行比較，若不一致，雖然不影響行車，但在DDU上增加故障提示信息，及時提醒檢修人員對相應電路設備進行維修。同時DDU上每個轉向架常用制動施加緩解圖標狀態邏輯由BRR繼電器狀態信號改為了MVB數據流中制動緩解信號，更加真實反映設備狀態。

參考文獻：

[1]中車南京浦鎮車輛有限公司.貴陽1號線運營、修理及維護手冊，第8卷，列車網絡系統維護手冊（PM094395301）[Z].2016.

[2]中車南京浦鎮車輛有限公司.貴陽1號線電客車電路圖（PM09400-371-023000）[Z].2016.

[3]中國人民解放軍總裝備部.電子設備可靠性預計手冊（GJB299C-2006）[Z].2006.