地铁列车“制动待命请求太频繁”故障逻辑设计分析

黎 澍

（广州地铁集团有限公司运营一中心，广东广州 510000）

1 故障逻辑分析

1.1 重点诊断逻辑功能块说明

（1）复位优先模块RSFFRES

当SET为1，RES为0时，则输出端OUT被置位为1。即使SET变为0，OUT仍然保持置位状态。如果RES为1时，则OUT被复位，此时即使SET信号为1，OUT也一直保持为0，实现复位优先功能[1]。如图1所示。

图1 复位优先模块RSFFRES

（2） 脉冲信号发生功能块EDGEDET

如果输入IN检测到一个上升沿信号，则产生一个周期为TA的脉冲信号，其脉冲信号为一个寻址周期。在此逻辑设计中，一个寻址周期为32 ms，即脉冲信号的周期TA=32 ms[2]。此模块只检测到上升沿信号才能产生脉冲，其他信号均无效。如图2所示。

图2 脉冲信号发生功能块EDGEDET

（3）延时功能块DELAYON

如果IN输入端由0变为1，则接通将延迟一个在T输入端处的时间间隔。在经过T这段时间之后，OUT输出端变为1。广佛线在“制动命令请求太频繁”的逻辑中，则设置的是5 s延时。如图3所示。

图3 延时功能块DELAYON

图4 计数器功能块EVENTCNT

（4）计数器功能块EVENTCNT

当检测到IN输入端有上升沿信号时，则此功能块记录一次。当在时间T内，功能块记录的次数达到NUM端所设置的次数时，OUT则输出为1且一直有效。直到RES为1时可将OUT复位。如图4所示。

1.2 二号线的故障逻辑分析

根据“制动命令请求信号”触发的逻辑图（图5）可知，当列车速度大于4 km/h且出现紧制时，“或”功能块ERSB12A.OUT则输出为1，并进入“复位优先”的功能块，使得“或”功能块ERSB111A.IN1一直保持为1，从而“制动命令请求信号”$AFEBA信号为1,且一直保持。当制动命令信号$BBBA为0时，可将$AFEBA信号复位。

列车速度在4 km/h时出现紧制信号后，“制动命令请求信号”由0变1，且经过上升沿信号触发诊断模块EDGEDET后，产生一个脉冲信号。若在EDGEDET产生的脉冲信号周期内，紧制信号立即恢复为0（在无牵引失效、无牵引超温、无气制动测试、无牵引风扇监控故障、无清扫制动、无三相负载失效的情况下），则ERSB23A会输出一个脉冲信号[3]。按上述要求，在5 min内产生5个脉冲信号，则“制动待命请求太频繁”信号输出为1。当列车处于紧急牵引模式时，可将“制动待命请求太频繁”信号复位。如图6所示。

根据逻辑图，当“制动待命请求太频繁”信号为1后，可导致牵引封锁并触发牵引系统严重故障。如图7所示。

图5 制动命令请求信号产生逻辑图

图6 制动待命请求太频繁信号产生逻辑

图7 牵引系统严重故障产生逻辑

1.3 广佛线的故障逻辑分析

广佛线的“制动命令请求信号”触发的逻辑与二号线是一致的，当“制动命令请求信号”为1时，连续变化紧制信号的输出，可产生脉冲信号。在5min内产生5个脉冲信号，则“制动待命请求太频繁”信号输出为1。当列车处于紧急牵引模式时，可将“制动待命请求太频繁”信号复位。当“制动待命请求太频繁”信号为1后，可导致牵引封锁并触发牵引系统严重故障[4]。如图8所示。

2 二号线故障模拟情况

二号线A4车通过模拟列车在列车速度大于4 km/h时，将方向手柄回零位导致列车紧制。此时通过推方向手柄来变换紧制信号的输出，但无法触发制动待命请求太频繁导致牵引封锁的故障信息[5]。

从监控数据来看，虽然制动请求信号经过“复位优先”功能块运算后一直保持为1，但其后面通过了脉冲触发器功能块后，产生一个周期为32 ms的脉冲信号（由于脉冲信号周期小于监控检测周期64 ms，因而无法监控到脉冲信号）。由于无法在32 ms的脉冲信号周期内完成5次紧制信号的变换，从而无法触发“制动待命请求太频繁”信号。如图9所示。

图8 广佛线的故障触发逻辑

3 逻辑诊断设计差异性分析

通过对比二号线和广佛线的逻辑设计，其差异性主要为当列车产生制动请求信号时，二号线的设计逻辑是将制动请求信号通过上升沿脉冲触发模块，而广佛线是通过延时模块，如图10所示。

广佛线列车在4 km/h以上出现紧制时，“制动请求信号”由于经过“复位优先”和“延时”功能块的运算，使其一直保持为1。当人为地操作5次紧制后则触发“制动待命请求太频繁”信号，并最终导致牵引封锁。

而二号线的列车在4 km/h以上出现紧制信号后，“制动请求信号”将由0变1。此时经过脉冲触发功能块运算后，产生一个周期为32 ms的脉冲信号。在脉冲信号的32 ms周期内时，若此时紧制信号突然消失（要求在无牵引失效、无牵引超温、无气制动测试、无牵引风扇监控故障、无清扫制动、无三相负载失效的情况下），并且5 min内连续出现5次，则可以触发“制动待命请求太频繁”信号。而当紧制信号消失时，脉冲信号（周期为32 ms）已经消失，无法进行“与”输出运算。从而无法触发“制动待命请求太频繁”信号。

4 结语

通过对比广佛线和二号线列车的“制动待命请求太频繁”的产生逻辑可知，二号线的逻辑设计是在无紧急制动、无牵引系统失效、无牵引超温、无清扫制动请求、无牵引风扇监控故障、无三项负载故障、气制动测试的情况下，在5 min内连续检测5次气制动请求信号，VCU就会认为这些气制动请求是非正常的，则会报出“制动待命请求太频繁”故障。而上述信号中任意一个信号触发情况下，则请求气制动就被认为是正常的，不会触发故障。

因此针对制动待命请求太频繁的故障逻辑设计，广州地铁二号线的设计方法更具有合理性，可有效地避免非设备导致的故障，提高地铁运营安全性。

图9 广州地铁二号线故障模拟情况

图10 广州地铁二号线和广佛线的逻辑设计差异