某轨道交通车辆改造项目基于EMC的布线方案优化

汤人杰 丁婷

摘 要：轨道交通车辆改造方案的制订与实施，受制于原车辆设计方案的掌握程度和相关设计标准的理解及运用程度。文章针对某轨道交通车辆改造项目的部分区域的初版布线改造方案，通过对EN 50343标准条款中EMC相关要求的细节把控、结合现场实际调研情况再次分析，进行了布线改造方案的优化。

关键词：轨道交通；车辆改造；布线；EN 50343；EMC

Abstract：The formulation and implementation of the rail transit vehiclemodification scheme is subject to the mastery of the original vehicle design scheme and the degree of understanding and application of relevant design standards.This paper optimizes the cabling scheme of the first version of some areas of a rail transit vehicle modification project by grasping the details of EMC-related requirements in the EN 50343 standard clauses and analyzing it again based on actual field investigation.

Keywords：rail transit；vehicle modification；cabling；EN 50343；EMC

随着铁路连接通信、列车自动驾驶等技术的革新在轨道交通上的应用，越来越多的老旧轨道交通车辆有着改造升级的需求。而这些老旧轨道交通车辆无一不是在繁忙地进行着商业运营，此类改造项目通常特点是周期短、资金少，因此必须综合进度、成本、质量等多方面综合考虑改造方案。本文讲述了某轨道交通车辆改造项目动车底架区域的布线方案优化。

1 项目背景

该改造项目为某国外首都1号线，该线路已经运营50多年，其设施和设备迫切需要现代化升级，以缩短行车时间和换乘时间、提高乘客舒适性与安全性。升级后的线路在引入新造车辆的同时，需要对某国外公司在6年前为其制造的车辆进行匹配性的升级，要求与新车功能相当，包括提升连接通信功能、增加自动驾驶功能等。而原车所能提供的设计资料极其有限，且设计周期仅6个月，导致设计方案的制订困难重重。

该项目要求采用EN 50343-2014标准［1］布线，其中关于EMC的章节对A、B、C不同类电缆之间有明确的隔离要求，标准节选如图1所示：

根据搜集到的原车有限图纸资料，分析得知底架布线的主路径采用车体的5个型腔布线［2-3］，型腔如图2所示。车体材质为铝合金，金属的型腔满足EN 50343标准中EMC要求“如果不能在不同种类的电缆之间获得最小距离，则应通过金属外壳来对电缆进行隔离”，将A、B、C类电缆进行了隔离。

2 初版布线方案制订

该项目中，某节车的底架需要把B、C类电缆从车端部布置到车中部的上线孔，制订的初版方案沿用了原车的型腔布线方式。将B、C类电缆从车端部通过相应型腔穿至牵引箱上方的分线盒位置，再经过分线盒内的型腔开孔进入分线盒，然后采用线管从分线盒返回至上线孔，如图3所示。

该方案的优点是，分线盒内有隔板将B、C类电缆和A类电缆进行了隔离，无需担心A类电缆造成B、C类电缆的EMC问题。但该方案的缺点也很突出：（1）设计合理层面，布线路径迂回曲折；（2）施工效率层面，需拆卸780kg的牵引箱及附带的28束电缆，施工难度大；（3）项目成本层面，拆卸牵引箱需要额外租赁场地及叉车；（4）风险管控层面，拆卸牵引箱存在拆卸施工安全风险、物料丢失风险；（5）试验调试层面，拆卸牵引箱后需对其重新进行功能试验；（6）项目进度层面，完成布线工作需要的附加施工工时过长；（7）后期维护层面，拆卸牵引箱后，原厂家不再进行质保，需要额外承担质保任务，并且该分线盒的电缆维护也需要对牵引箱拆卸，维护困难。

但在届时掌握的资料和调研情况下却是最优方案。

3 优化布线方案

介于初步方案的缺点，设计师深入现场勘测调研，发现了优化布线的可能：牵引箱外的另一个分线盒提供了优化的希望。虽然该分线盒内只有A类型腔开孔，且布置了大量的A类电缆，但其A类电缆均为直线型布置，更为关键的是该分线盒至车端部的2个A类型腔是空置的，如图4、图5所示。

根据EN 50343标准中EMC要求“在属于不同EMC种类的相互垂直的电缆处于交叉的情况下，表6规定的最小距离可不适用”的解析，我们可以将布置在这个分线盒内的B、C类电缆与原A类电缆进行垂直交叉布置，如图6所示。

采用该方案，可以规避初版方案的所有缺点，但也暴露了另外的缺点：B、C类电缆和A类电缆不能保证完美的垂直交叉，EMC效果可能不是那么完美。但同样可以根据EN 50343标准中的方案进行弥补，“如果不能在不同种类的电缆之间获得最小距离，则应通过金属覆盖层来对电缆进行隔离”。因此，通过采用包裹金属编织网进行了屏蔽隔离，将该缺点轻松弥补，最终施工效果如图7所示。

4 优化效果

该项目车辆改造完成后顺利通车，未发生EMC问题。根据EN 50343标准中EMC要求条例的合理利用，对该区域的布线方案进行了调整，调整后方案优化效果明显。仅仅通过不到0.5米的金属编织网的增加，产生了极大的效益：节省了电缆的物料的使用、减轻了布线施工难度、减少了大型箱体的拆卸场地及叉车租赁需求、避免了大型箱体拆卸的安全风险、缩短了改造工时、简便了后期的维护工作等。

结语

本文針对某轨道交通车辆改造项目部分区域的布线方案，通过对EN 50343标准条款的细节把控，结合现场实际调研情况分析，对方案优化过程进行了详细地解说，对其他轨道交通车辆的布线改造提供了参考。

参考文献：

［1］EN 50343-2014铁路应用—机车车辆—布线规则［S］.

［2］谷绪地，郭宝东，孙惠新.CRH3和CRH5动车组电线安装工艺对比分析［J］.城市轨道交通研究，2014（2）：137-139.

［3］李晶，刘静，徐艳明.轨道车辆的电器布线研究分析［J］.科技经济导刊，2019，27（05）：82.

作者简介：汤人杰（1989— ），男，本科，工程师，从事轨道交通车辆布线设计工作。