石家庄地铁司机室占用电路逻辑设计优化分析

李靖 马嘉琦

摘 要：司机室占用电路是列车控制电路的关键，电路中的元器件一旦发生故障，将影响列车激活、牵引等列车主要功能。以石家庄地铁1号线列车为例，结合具体情况，对司机室占有电路提出了逻辑优化方案，并对方案进行了优化分析，提高车辆运营的稳定性和安全性。

关键词：地铁;控制电路;电路逻辑;优化

Logic design optimization scheme

of cab occupation circuit in Shijiazhuang Metro

Li Jing Ma Jiaqi*

Operations Division of Shijiazhuang Metro Group Co.，Ltd. HebeiShijiazhuang 050000

Abstract：The cab occupation circuit is the key of the rain control circuit.Once the components in the circuit fail.It will affect the train activation，traction and other main functions.Take Shijiazhuang Metro Line 1 as an example，Combined with the specific situation。The logic optimization scheme of cab occupancy circuit is proposed，and evaluated the scheme.

Keywords：Metro;Control circuit;Circuit logic;Optimal

司機室占用电路是地铁车辆控制电路中的关键环节，与列车安全密切相关[1]。当电路中的元器件一旦发生故障，可能导致列车无法激活和启动，存在安全隐患[2]。

石家庄地铁针对现有司机室占用电路设计中存在升弓允许控制回路故障导致受电弓降弓和多个功能控制回路共用一个司机室占用空开的情况，提出了一种优化方法，可有效避免隐患，对司机室占用电路进行优化的同时有效提升了列车运营的稳定性[3]。

1 现存问题及原因分析

1.1 现存问题介绍

2020年9月3日石家庄地铁一号线车辆在谈固与北宋下行区间电客车受电弓突然降弓，列车发生紧急制动，司机紧急处理后列车仍无法重新升弓，重新激活列车，司机室在短暂激活后，列车无法保持激活，列车采取请客救援。

1.2 原因分析

后经现场排查，确定故障为2车PH箱内三位置隔离开关的辅助触点相互导通，使升弓允许列车线接地，导致升弓允许列车线供电空开22F02断开。

图1 司机室占用断路器断开

列车升弓允许指令为列车控制环线，指令从车辆激活端将2车和5车三位置隔离开关串联，再从尾端返回，激活5车和2车升弓允许继电器，当升弓允许列车线接地后，升弓允许环路供电断路器22F02断开，升弓允许继电器21K24继电器失电，受电弓升弓控制回路失电，升弓电磁阀失电，从而导致受电弓降弓。具体原理图如下：

图2 受电弓升弓原理图

当列车22F02空开断开后一些控制回路失电，主要包括司机室占用继电器激活、牵引安全、牵引使能、零速控制回路、列车向前/向后控制指令、列车超速控制多个回路。导致车辆牵引失效、施加紧急制动、司机室广播控制功能失效等系统功能失效，具体图如下。

2 优化分析

针对此次问题，主要从升弓允许控制回路和多个功能控制回路共用一个司机室占用空开两方面进行优化分析。

2.1 升弓控制回路优化

原升弓控制回路将升弓保持继电器触点与升弓允许触点并联。

优化后将升弓电磁阀控制电路中升弓允许和降弓继电器触点删除，升弓允许继电器和升弓保持继电器触点并联然后与升弓保持继电器串联汇总成一路。

更改后，将升弓电磁阀控制电路中升弓允许和降弓继电器触点删除能有效避免此类故障再次出现，使得升弓回路设计更具稳定性，保证列车更好地运营，具体方案原理图如图6所示。

2.2 22F02空开负载优化

为了避免单条支路故障影响到其他多个系统功能，并结合现车电气柜安装空间，将原来多个负载支路拆分为4组，分别设置单独的供电空开。具体情况如表1所示。

根据现车电气柜内部安装环境，司机室电气柜正面空开面板已经布满，考虑空开的检修和维护，将增加的3个空开安装在司机室电气柜客室侧继电器导轨上，打开客室侧即可检修维护，具有可操作性。

3 关键控制回路分析

从车辆整车角度分析，影响车辆运行的主要包含高压供电系统、牵引系统、制动系统、辅助供电系统，以上几个系统中单个设备故障不会引起列车救援或者清客，可以采取降级模式运行。针对此次设备故障影响列车运行的情况，下面主要介绍车辆电气控制中影响车辆运行的关键控制回路，主要包括列车控制、高压控制、牵引控制和制動控制等关键电路。

3.1 列车激活电路分析

列车激活后，1车和6车列车激活断路器22F01为控制回路供电，如果空开断开，则列车激活控制电路失效，将导致列车断电，需要采取清客救援，此故障可以通过列车整车断电现象进行初步判断。

3.2 司机室占用控制电路

司机室占用控制回路中出现接地情况或者=22F02空开断开，根据此次故障情况分析，此类故障影响列车运行，但是出现此问题后，可以尝试在另外一端进行激活司机室操作，如果可以激活，说明故障点在一端司机室，可以通过退行将车辆运行至下一站进行清客。如果仍不能激活占用，则需要清客救援。

3.3 升降弓控制回路分析

升降弓指令为列车线，通过操作司机台受电弓升、降弓自复位按钮控制受电弓。当升降弓指令线出现接地情况或者断路器断开问题时，只会对列车运营前施加升弓指令或者运营结束后施加降弓造成影响，列车正常运行时，上述故障不会影响列车运行。

4 方案优化分析

本文主要对此故障提出优化方案、并对方案进行分析、风险评估和列车关键控制电路三方面进行优化分析：

（1）本次更改主要对22F02空开下多条负载回路进行优化。将负载按照功能进行拆分为4组，分别设置单独的供电空开，可以避免单个支路负载短路故障引起其他负载功能失效。

（2）更改后的升弓控制电路能解决升弓允许控制回路失电导致受电弓降弓的问题，保证车辆运营的稳定性。

（3）从影响列车运行的列车控制、高压控制、牵引电控、制动控制和门控制电路分析，关键电路关键控制条件已经设置旁路开关，可以避免列车发生清客救援事件，保证车辆安全运营。

结语

本文结合石家庄地铁列车的特点，合理地对司机室占用电路下的升弓控制电路进行优化分析，可避免升弓允许控制回路失电导致受电弓降弓的故障的发生，从而避免列车救援事件的发生，提高列车的运营稳定性。并基于石家庄地铁的运营需求与国内地铁运营经验[4]，对多个功能控制回路共用一个司机室占用空开两方面进行电路优化，提出了相应的设计优化方案。该优化方案在保障列车安全可靠的前提下[5]，能有效地减少多条电路共用一个空开导致的风险。同时关键电路关键控制条件已经设置旁路开关，可以避免列车发生清客救援事件。通过对现车进行试验验证，该优化方案能有效保证列车的安全，提升列车的稳定性[6]。

参考文献：

[1]刘仁福，陈卓群.广州地铁列车控制关键电路逻辑设计优化方案[J].城市轨道交通，2020，01（11）：165167.

[2]傅思良，王文辉.广州深圳地铁列车LCU控制电路备用模式方案设计[J].电力机车与城市车辆，2019，04：4347.

[3]吕劲松，聂畅.地铁车辆旁路的设置情况与原则分析[J].城市轨道交通，2013，36（6）：66.

[4]张兴宝.西安地铁2号线车辆启动连锁及旁路设计讨论[J].城市轨道交通，2013，04（11）：92.

[5]李科.成都地铁1号线电客车两侧车门误开分析及电路改进[J].城市轨道交通，2014，07（6）：99102.

[6]吴越，黄浩.温州市域动车组牵引系统接地故障诊断与保护应用研究[J].机车电传动，2020，04：150151.

*通讯作者：马嘉琦（1993— ），男，汉族，河北石家庄人，硕士，研究方向：城市轨道交通。