广州地铁A5-Ⅱ型车制动监视功能改造分析

黄健（广州市地下铁道总公司，广东广州510310）

广州地铁A5-Ⅱ型车制动监视功能改造分析

黄健
（广州市地下铁道总公司，广东广州510310）

介绍广州地铁A5-Ⅱ型车国产制动系统的概况，阐述制动监视原理，分析其存在的隐患，并出可行的改造方案，从而提高列车可靠性。

地铁；车辆；制动；改造

1 A5-Ⅱ型车国产制动系统概况

广州地铁A5-Ⅱ型车采用铁科院自主知识产权的制动系统，该制动系统采用车控形式，每节车装配一个制动控制装置，通过电子控制单元（EBCU）和气动控制单元（PBCU）的作用，实现本节车的制动控制、防滑控制、通信及故障诊断。各制动控制装置气路输入端设置了一个截断塞门（B11），安装于列车车底，B11塞门截断后可实现本节车的制动切除，各转向架防滑阀前端设置了一个截断塞门（B09），安装于列车客室座椅下方，正线运营时，司机截断B09塞门可实现单个转向架制动切除。制动系统控制原理如图1所示。

图1 国产制动系统控制原理图

2 制动监视原理

列车通过多种方式实现对制动状态监视，当检测到制动异常时，VCM（列车控制单元）根据设定逻辑条件触发保护。

2.1 制动监视的方式

A5-Ⅱ型车通过以下几种方式诊断制动缓解状态。

（1）牵引系统（VVVF）硬线诊断

BCU（制动控制装置）通过压力传感器判断

气制动缓解，输出高电平令气制动缓解继电器得电，整列车气制动缓解继电器得电后，各车牵引系统接收气制动缓解信号，同时司机室气制动缓解灯亮，如图2所示。

图2 气制动监视硬线诊断原理图

（2）输入输出模块（DXM）信号诊断

各车气制动缓解继电器得电后，本车网络模块DXM模块接收气制动缓解信号，并将气制动缓解状态信号发送到列车控制单元，实现单节车气制动状态诊断。

（3）列车控制单元（VCM）气压诊断

VCM通过各车BCU反馈的制动气压值，判断气制动缓解情况。

2.2 制动监视的应用

列车发出牵引指令后，而通过VVVF硬线诊断、DXM诊断、气压诊断三种方式共同判断气制动缓解状态，若任一方式判断气制动未缓解，延时4秒后触发封锁牵引。控制逻辑图如图3所示。

图3 气制动未缓解牵引封锁逻辑图

3 隐患分析

A5型车国产制动系统的B09塞门设置在压力传感器下游，B09塞门截断后，压力传感器无法检测转向架制动压力真实状态，在正线运营时，存在以下风险。

3.1 制动系统故障时切除B09后制动状态诊断错误

当列车某节车制动系统故障导致气制动不能缓解时，司机到客室切除故障车B09塞门，故障车的气制动可缓解。但由于B09塞门位于制动控制装置输出端，且设置在压力传感器下游，列车无法正确诊断气制动真实状态，气制动不能缓解故障仍不能消除，司机必须操作气制动缓解旁路才能动车。

图4 161162车故障时牵引曲线

以广州地铁八号线2014年2月20日气制动不能缓解故障为例，某节车由于中继阀故障导致气制动不能缓解，司机切除故障车B09后重新牵引，列车在气制动缓解的情况下误诊断，再次触发牵引封锁。图4为故障时的牵引指令及牵引级位曲线图，司机切除B09后重新牵引，列车在4秒后仍判断气制动未缓解从而触发牵引封锁，牵引指令及牵引级位下降至0，无法提速。

3.2 正线救援时司机无法确认列车制动缓解状态

若列车出现正线救援，切除所有B09塞门后，气制动缓解灯仍不亮，且车辆屏查各车制动气压值仍不为零，司机无法确认列车气制动缓解状态，耽误处理时间。

4 隐患改造

针对上述问题，对制动系统及诊断系统进行软件优化及硬线改造，实现切除B09后列车正确诊断制动单元缓解状态。

4.1 BCU软件改造

更改BCU软件控制逻辑，当BCU检测到本车B09塞门被切除时，对制动气压置零，并输出制动缓解信号，令本节车的气制动缓解继电器得电，从而使得VVVF硬线诊断气制动缓解，DXM诊断气制动缓解，同时司机室气制动缓解灯亮。

软件改造后，进行新功能验证，切除B09塞门试验后，相关曲线如图5所示。

图5 B09切除试验曲线图

4.2 制动监视电路硬线冗余改造

通过BCU软件改造，列车已实现切除B09后正常诊断气制动缓解，考虑到制动系统故障时，BCU可能无法正常工作，为了进一步提高可靠性，增加气制动监视硬线冗余改造，在气制动缓解继电器相应触点上增加B09塞门常开触点，当B09塞门截断时，旁路气制动缓解继电器相应触点，气制动缓解电路得电。改造后的电气原理图如图6所示。

图6 硬线冗余改造原理图

5 结束语

制动系统是列车重要系统，其状态诊断可靠性与准确性直接影响列车安全运行。通过本次改造，有效解决了A5-Ⅱ型车制动监视的隐患，提高列车可靠性。

［1］南车株洲电力机车有限公司.A5型车维护手册-国产空气制动系统［Z］.株洲：2013.

Analysis and Modification on Brake Monitoring Capabilities of the A5-Ⅱ Vehicle of Guangzhou Metro

HUANG Jian
（Guangzhou Metro Company，Guangzhou510310，China）

This paper illustrate the profiles of the domestic brake system of A5-Ⅱ vehicle of Guangzhou Metro.Based on describing the airbrake monitoring principle and the hidden problems,this paper provides a feasible modification scheme,and improve the dependability of the vehicle.

metro；vehicle；braking；modification

U231+.6

A

1009－9492(2015)05－0109－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.05.028

黄健，男，1987年生，广东茂名人，大学本科，助理工程师。研究领域：城市轨道交通机车车辆。

(编辑：王智圣)

2014－11－20