贵阳轨道1号线电客车保持制动缓解故障分析与改进措施

李超成

摘 要：主要介绍了贵阳轨道1号线电客车所有制动缓解电路与保持制动缓解逻辑的工作及控制原理，旨在通过分析贵阳地铁1号线电客车保持制动缓解故障，从而指出所用制动缓解电路及保持制动缓解逻辑控制设计上的问题和缺陷，并提出改进措施。

关键词：保持制动缓解故障;所有制动缓解;牵引指令

贵阳轨道1号线电客车采用4动2拖的编组型式（=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=），每列车由2个相同的3车单元构成。列车网络控制系统（TCMS）包括列车控制系统和子系统控制系统，采用分布式微机网络+硬件控制，具有列车控制、监督和列车诊断功能[1]。中央控制单元VCU连接在MVB总线上，能够监视、控制整列车，同时将诊断的信息发送到控制屏上，帮助司机进行驾驶操作。本文首先介绍贵阳轨道1号线电客车保持制动缓解的工作原理，结合具体故障现象，多方面分析保持制动缓解故障，从而找出其原因，指出保持制动缓解故障逻辑控制设计上的问题和缺陷，并提出改进措施。

1 保持制动缓解的工作原理

（1）保持制动缓解控制介绍。贵阳轨道1号线电客车在TCMS正常情况下，启动动车时，VCU通过RIOM模块的各关键回路采集及牵引系统实时数据的综合判断从而输出牵引指令，牵引系统执行牵引指令，控制电机输出转矩，当转矩达到要求值后，VCU发出保持制动缓解指令，制动系统收到保持制动缓解指令后，各转向架的EP2002阀执行缓解常用制动，制动夹钳执行排气从而缓解常用制动，通过检测制动夹钳气路的压力开关激活BRR制动缓解继电器，当所有转向架的常用制动缓解后，激活整车ABRR所有常用制动缓解继电器，从而VCU通过RIOM模块采集ABRR状态判断所有制动已缓解，持续输出牵引指令，牵引系统电机持续输出转矩，列车启动动车。如果VCU在指定时间内未收到ABRR状态反馈，则判断保持制动缓解故障，此时会封锁牵引指令，牵引系统电机停止工作，保持制动缓解故障逻辑如图1所示。

（2）所有常用制动施加缓解电路介绍。所有常用制动施加缓解电路[2]如图2所示。所有常用制动施加缓解电路，是通过EP2002阀内部压力开关对制动夹钳气路气压进行检测，排气缓解闸瓦后，其电触点闭合从而激活对应转向架的BRR制动缓解继电器，12个转向架对应的BRR继电器均激活后，12个BRR继电器的常开触点串联回路激活ABRR所有常用制動缓解继电器。反之所有转向架的EP2002阀的制动夹钳进行充气抱紧闸瓦后，12个BRR继电器的常闭触点串联回路激活ABAR所有常用制动施加继电器。

2 保持制动缓解故障分析

（1）故障现象。贵阳轨道1号线01905次（123车）在长江路至清水江下行区间报保持制动缓解故障，经司机操作所有制动缓解旁路开关后正常动车。

（2）故障原因。由于1231的BRR1制动缓解继电器激活后B1-A1常开触点未闭合导致ABRR继电器不得电，使得TCMS系统判断所有制动未缓解，从而封锁牵引指令即封锁牵引电机工作。

（3）故障分析。导致故障的根源为TCMS未收到ABRR继电器的反馈信号导致的牵引封锁，由ABRR继电器的电路可以看出，影响其功能的继电器共有12个BRR制动缓解继电器，所涉及的继电器（无论是 BRR、ABRR、COR 等）均为 Leach 公司所生产的 F4 系列继电器，继电器所在回路电流均为毫安级别，和电路可以匹配。

针对ABRR所有常用制动缓解电路进行故障分析。根据 GJB299C-2006 中继电器的失效计算得出单个 BRR 继电器的失效率为 0.599 4*10-6/h，COR 继电器的失效率为0.169 2*10-6/h，ABRR 的失效率为 0.309 2*10-6/h[3]。整个电路中包含 12 个 BRR继电器，2 个 COR继电器，不考虑多重故障，电路的失效率为所有单个元器件失效率之和：

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

按所有列车34列车正线运营计算，即有 34 条此电路，该电路的平均无故障时间为：1÷34*7.84*10-6/h=3 752 h

按每列车每天运行 16 个小时，该电路理论每运行 235天会发生一起故障。

由此可看出ABRR所有制动缓解电路是由14个继电器触点进行串联检测，其电路故障率大幅度提高，同时ABRR继电器的状态又直接关联到保持制动缓解故障逻辑，从而影响到牵引指令影响行车。

对于保持制动缓解逻辑中的整车级的制动缓解状态拥有两个来源：1）上述硬线电路中的 ABRR 继电器;2）制动系统（BCU）-TCMS-牵引系统（TCU）的 MVB 数据流信号，二者均能清晰正确的反馈整车制动状态。但在现有的保持制动缓解逻辑中仅使用了ABRR 继电器状态作为判断，从而导致单点继电器故障的影响放大。

3 改进措施

综上所述，应在确保安全的前提下，最大程度提高该电路可用性，完善保持制动缓解故障的逻辑。将保持制动缓解故障逻辑判断中的所有制动缓解状态加入制动系统（BCU）-TCMS-牵引系统（TCU）的 MVB 数据流信号。从而解决由继电器单点故障导致TCMS判断为保持制动缓解故障，从而造成牵引封锁。修改后逻辑将之前仅用ABRR继电器状态作为判断条件改为ABRR继电器状态或MVB数据流信号中所有转向架制动均缓解作为判断条件。

同时为便于检修，增加ABRR和BRR继电器状态与实际MVB数据流中制动缓解信号进行比较，若不一致，虽然不影响行车，但在DDU上增加故障提示信息，及时提醒检修人员对相应电路设备进行维修。同时DDU上每个转向架常用制动施加缓解图标状态逻辑由BRR继电器状态信号改为了MVB数据流中制动缓解信号，更加真实反映设备状态。

参考文献：

[1]中车南京浦镇车辆有限公司.贵阳1号线运营、修理及维护手册，第8卷，列车网络系统维护手册（PM094395301）[Z].2016.

[2]中车南京浦镇车辆有限公司.贵阳1号线电客车电路图（PM09400-371-023000）[Z].2016.

[3]中国人民解放军总装备部.电子设备可靠性预计手册（GJB299C-2006）[Z].2006.