CRH2C动车组300T型ATP设备隔离制动接口问题优化方案探讨

孙轶峰 中国铁路上海局集团有限公司电务部

1 引言

随着我国高速铁路飞速发展，已成为了世界高速铁路运营速度最高、运营里程最长、在建规模最大的国家。列控车载设备（ATP）作为动车组运行的核心控制单元，其运用的稳定性与安全性也在不断优化和完善。

ATP 系统采用“故障导向安全”的设计理念，一旦检测到影响安全的故障，会及时施加制动控制列车停车。但ATP 故障无法及时修复，ATP 系统在应用过程中还可实现自我完全隔离，最大程度保障列车运行的安全水平。

2 隔离电路失效的案例分析

2021年5月9日CRH2C-2098-00动车组（300T型ATP设备）担当G7252 次（上海-合肥南）交路，15：42 上海站开车时司机汇报列车全列制动不缓解, 经转换隔离开关隔离ATP设备后，车辆屏幕仍然显示最大常用制动，全列制动无法缓解。启用虹桥动车所京沪场热备车底（上海动车段CR400BF-A-3100）开行0G6251/2次（0G6251/2次列车虹桥动车所京沪场16：05 开，上海站16：56 到）列车至上海站担当G7252 次列车及后续交路，G7252次上海站17：09开，始发晚点1 h27 min。分析AELOG数据，双系均无任何报警语句（见图1）。

图1 A/B系AELOG数据截图

分析JRU 数据，确认司机执行制动测试，但制动测试未正常进行（见图2）。

图2 JRU数据截图

根据CRH2C 动车组300T设备电气原理图对常用制动相关继电器回路进行测量（见图3）。

图3 CRH2C动车组300T设备FSB继电器电路图

FSB 继电器（7 级制动）正常情况下A2-B2 为导通状态，测量此时FSB 继电器A2（TB2E-22）引脚电压值为102 V，B2（TB2E-19）引脚电压值为0 V，说明FSB 继电器A2 引脚接触不良，导致ATP 始终向车辆施加最大常用制动，制动测试无法进行（见图4、图5）。

图4 FSB继电器A2引脚电压测量图

图5 FSB继电器B2引脚电压测量图

根据分析排查情况，更换FSB 继电器（换下编号：15-19-76354，换上编号：15-19-89170）后，上电试验正常，制动测试通过。对换下继电器进行了性能测试，A2引脚工作电阻值为188.73 mΩ，超过105 mΩ 的标准值，与故障分析排查结果一致。

进一步分析CRH2C 动车组300T 设备电路图，ATP 隔离开关处于“隔离”位时，对于最大常用制动回路，隔离开关仅隔离RB，FSB 继电器常闭触点仍串联在车辆的最大常用制动回路，如果FSB 继电器常闭触点（A1 与A2）接触不良，将导致隔离ATP 时会输出最大常用制动，所以当司机在无法执行制动测试，隔离ATP 后车辆仍然检测到ATP 输出最大常用制动。

3 CRH2C动车组300T设备制动回路分析

按照《CTCS-3 级列控车载设备技术条件》（TBT 3483-2017）文件中“5.2.8.1”规定，隔离开关用于车载设备故障后隔离车载设备输出的制动/切换牵引命令，为了验证CRH2C 动车组300T 设备其他制动回路是否与RB，FSB 继电器一样存在无法隔离车载设备输出制动的安全隐患，我们继续研究ATP在隔离与非隔离状态下制动回路的走向情况。

（1）非隔离状态下

常用制动回路走向：车辆供电由160ATP8 引入端子排TB2E的22-2，由22-1接FSB继电器底座A2，FSB正常状态下线圈无电，A2 与 B2 导通，再由底座 B2 连接端子排 TB2E 的19-1,由19-2引出通过短接线Z13连接TB1E的45-5，由45-1连接RB 继电器底座C2，RB 继电器正常状态下线圈得电，C2与B2 导通，由B2 节点通过TB1E 的43-6 连接车辆的常用制动继电器。

紧急制动回路走向：车辆供电由160ATP8 引入端子排TB1E 的 61-6，由 61-1 接 EB2 继电器底座 B2，EB2 正常状态下线圈得电，B2 与 C2 导通，由底座 C2 连接 TB1E 的 63-1，由63-5 通过短接线 Z12 连接 TB1E 的 57-5，再由 57-1 与 EB1 继电器底座A2 连接，EB1 正常状态下线圈无电，A2 与B2 导通，由B2 连接TB1E 的55-1，由55-2 通过冗余开关连接车辆的EBR继电器。

（2）隔离状态下

常用制动回路走向：车辆的电由160ATP8 引入端子排TB2E 的 22-2，由 22-1 接 FSB 继电器底座 A2，FSB 正常下无电，A2与B2导通，由底座B2连接端子排TB2E 的19-1,由19-2 引出通过短接线Z13 连接TB1E 的45-5，由于隔离时隔离开关的 3 与 4 短接，即 TB1E 的 45-6 与 TB1E 的 43-5 短接（把RB短路掉），TB1E的43-6连接车辆的常用制动继电器。

紧急制动回路走向：车辆的电由160ATP8 引入端子排TB1E的61-6，隔离时隔离开关的7与8短接，即TB1E的61-5与 63-6 短接（把 EB2 短路），由 63-5 通过短接线 Z12 连接TB1E 的 57-5，由 57-1 与 EB1 继电器底座 A2 连接，EB1 正常下无电，A2 与 B2 导通，由 B2 连接 TB1E 的 55-1，由 55-2 通过冗余开关连接车辆的EBR继电器。

CRH2C 动车组 ATP 设备 FSB 继电器常闭触点和 RB 继电器常开触点串联控制车辆最大常用制动回路，车辆最大常用制动回路为失电制动，FSB 继电器为线圈得电施加制动，RB继电器为线圈失电施加制动。EB1R 继电器常闭触点和EB2R 继电器常开触点串联控制车辆紧急制动回路，车辆紧急制动回路为失电制动，EB1R 继电器为线圈得电施加制动，EB2R继电器为线圈失电施加制动。

根据庞巴迪提供的设计文件《CRH2C_SA_ESD Layout1V2.10》，CRH2C 动车组ATP 隔离开关处于“隔离”位时，对于最大常用制动回路，隔离开关仅隔离RB，FSB 继电器常闭触点仍串联在车辆的最大常用制动回路，如果FSB 继电器常闭触点接触不良，将导致隔离ATP 时会输出最大常用制动（如图6 所示）。对于紧急制动回路，隔离开关仅隔离EB2R，EB1R 继电器常闭触点仍串联在车辆的紧急制动回路，如果EB1R 继电器常闭触点接触不良，将导致隔离ATP 时会输出紧急制动（如图7所示）。

图6 CRH2C动车组300T设备最大常用制动输出接口示意图

图7 CRH2C动车组300T设备紧急制动输出接口示意图

4 CRH2C动车组300T设备制动回路优化措施

为满足《CTCS-3级列控车载设备技术条件》（TBT 3483-2017）规定，在不降低ATP 系统安全性的前提下，需对现有CRH2C 动车组300T 设备最大常用与紧急制动回路进行优化改造，达到图8与图9的效果。

图8 优化后CRH2C动车组300T设备最大常用制动输出接口示意

图9 优化后CRH2C动车组300T设备紧急制动输出接口示意

为此我们组织北京全路通信信号研究设计院与中车青岛四方机车车辆股份公司共同研讨CRH2C 动车组300T设备隔离制动接口设计的修改方案，具体修改内容如下：

①将隔离开关的4 到TB1E 的45 的接线调整到TB1E 的61；

②将隔离开关的8到TB1E 的63的接线取消；

③增加隔离开关的8和隔离开关的11的短接线。

修改完毕后，隔离制动接口前后对比如图10、11所示：

图10 优化前CRH2C动车组300T设备隔离制动接口

图11 优化后CRH2C动车组300T设备隔离制动接口

经试验，上述修改优化CRH2C 动车组300T 设备隔离制动接口设计，当ATP 进入隔离状态，可完全隔离ATP 的任何制动输出，彻底实现“隔离开关用于车载设备故障后隔离车载设备输出的制动/切换牵引命令”的功能。

5 结束语

通过一件故障的分析与成因的深挖，发现并研究制定了CRH2C 动车组300T 设备隔离制动接口设计的优化方案，该方案已获国铁集团批复，并结合动车组高级修同步实施。后期将继续深入研究各类ATP 设备电路图，分析电路设计上存在的问题，提高ATP运用质量，保障动车组正常运用。