易 晟 上海鐵路局南京電務段

CRH2系列動車組300T型ATP設備繼電器故障分析及整改措施

易 晟 上海鐵路局南京電務段

列舉兩起300T型ATP設備故障案例，通過故障案例對300T型ATP系統(tǒng)的電路原理及運行數(shù)據(jù)進行分析，剖析300T型ATP設備繼電器邏輯設計中存在的問題，向設備廠家提出優(yōu)化整改建議，同時對電務人員處理同類型故障時有一定借鑒作用，提高繼電器故障處理的準確性。

CRH2系列動車組；300T型ATP設備；VDX單元；繼電器

隨著中國高速鐵路、客運專線和城際鐵路建設的迅猛發(fā)展，動車組運用交路越發(fā)密集，動車組的安全、正點是確保鐵路正常有序運輸?shù)年P鍵。電務人員通過日常維護與故障處置發(fā)現(xiàn)ATP設備邏輯設計方面存在的缺陷，并及時向設備生產(chǎn)廠家提出整改優(yōu)化建議，通過整改優(yōu)化便于現(xiàn)場進行設備維護及故障修復，對確保鐵路運輸?shù)恼Ｖ刃蝻@得尤為重要。

1 繼電器工作原理

300 T型ATP設備目前在用的繼電器類型包括AG/AMGS繼電器、SBG繼電器和CU繼電器三種。

CRH2系列動車組中RB（冗余制動）、BFB（緊急制動反饋）、EB1（緊急制動1）、EB2（緊急制動2）、FSB（全常用制動反饋）、TCO（切除牽引）均為AG繼電器，BP（旁路）為SBG繼電器，CabAct（駕駛室激活）、Sleep（休眠）、For（前向）、Rev（后向）、SB1（1級常用制動）、SB4（4級常用制動）、SB7（7級常用制動）等均為CU繼電器。

ATP設備通過VDX（安全數(shù)字輸入輸出）單元、DX/DI（數(shù)字輸入輸出）單元，分別驅動繼電器向車輛接口輸出信號指令，并對車輛輸出的指令進行回采。一旦信號輸出失敗或采集失敗，ATP設備會任何處于非安全狀態(tài)，記錄相關異常數(shù)據(jù)，供維護人員進行分析處置。

2 繼電器故障案例分析

2.1 案例1

2016年4 月19日，CRH2C-085動車組高級修竣工擔當0016次交路回送動車所，在即墨站啟動時司機進行車輛上電測試，發(fā)現(xiàn)ATP無法完成制動測試試驗，車輛MON屏顯示“快速”信息，制動缸壓力顯示400，表示車輛一直施加緊急制動，導致ATP設備無法正常執(zhí)行制動測試。經(jīng)司機進行了ATP重啟、車輛斷電大復位重啟、隔離ATP等操作方式后，車輛始終顯示“快速”信息，施加緊急制動，且AELOG數(shù)據(jù)中無任何報警語句，具體AELOG數(shù)據(jù)截圖，如圖1所示。

圖1 CRH2C-085動車組ATP設備AELOG數(shù)據(jù)

根據(jù)故障現(xiàn)象使用萬用表測試ATP機柜內端子排，發(fā)現(xiàn)ATP設備運用或隔離狀態(tài)時TB1E-57接點均無電壓輸出，確認EB1繼電器（緊急制動繼電器1）A2、B2觸點不通，車輛制動繼電器回路無法溝通（車輛制動繼電器落下），導致車輛一直施加緊急制動。

圖2 EB1繼電器電路圖

EB1繼電器為得電輸出制動（繼電器吸起，A2、B2接點不通，斷開車輛制動繼電器回路，車輛制動繼電器落下輸出制動），正常狀態(tài)下EB1繼電器處于落下狀態(tài)不輸出制動（A2、B2接點接通，接通車輛制動繼電器回路，車輛制動繼電器吸起不輸出制動）。ATP設備運用或隔離狀態(tài)時，A2、B2接點均應處于導通狀態(tài)，端子排TB1E-57接點輸出電壓，車輛制動繼電器吸起不輸出制動。EB1繼電器電路圖，如圖2所示。

由于ATP設備運行數(shù)據(jù)中無任何報警語句，且ATP設備處于隔離狀態(tài)時，車輛依舊輸出緊急制動，造成故障處理人員誤認為故障非ATP設備引起，進一步延誤故障處理時間。最終更換EB1繼電器后車輛緊急制動得到緩解，ATP設備制動測試通過，后續(xù)上線運行情況良好。

2.2 案例2

2014年9 月27日，CRH380A-6035動車組擔當G129次交路在北京南站始發(fā)時，車輛顯示屏出現(xiàn)“常用制動不緩解”語句，DMI屏幕上無任何報警信息，司機多次重啟換系，故障現(xiàn)象未消除。AELOG數(shù)據(jù)中無任何報警語句，具體AELOG數(shù)據(jù)截圖，如圖3所示。

圖3 CRH380A-6035動車組ATP設備AELOG數(shù)據(jù)

JRU數(shù)據(jù)顯示當車輛方向手柄處于后退位置時，ATP能夠正確采集到手柄位置為“Backward”（后向），當車輛方向手柄處于前向位置時，ATP采集的位置狀態(tài)為“Neutral”（中位），導致ATP設備邏輯判斷為動車組處于停車狀態(tài)，輸出防溜逸制動。根據(jù)JRU數(shù)據(jù)分析可判斷為ATP設備ForR（前向）繼電器故障，不能正常采集車輛方向手柄位置。故障期間JRU數(shù)據(jù)截圖，如圖4所示。

圖4 CRH380A-6035動車組ATP設備JRU數(shù)據(jù)

由于AELOG數(shù)據(jù)中無任何報警語句，且故障信息只出現(xiàn)在車輛屏幕上，造成故障處理人員同樣誤以為故障是車輛問題引起，延誤故障處置時間。最終更換ForR（前向）繼電器后動車組恢復正常工作。

3 電路方面的設計邏輯缺陷

通過上述兩起典型故障案例，可以看出CRH2系列動車組300T型ATP設備繼電器電路存在以下兩個問題：

（1）邏輯設計問題

按照ATP正常邏輯設計，ATP設備故障輸出制動指令，隔離ATP設備后，車輛方面應不受ATP設備控制，不再輸出制動指令。但因CRH2系列動車組300T型ATP設備結構設計不合理，不能隔離ATP設備EB1繼電器的第二組落下接點，當ATP設備處于隔離狀態(tài)時，一旦EB1繼電器A2、B2接點狀態(tài)異常，車輛方面依舊會輸出緊急制動。

車輛方向手柄有3個位置（前進、中位、后退），而ATP設備采用了前向和后向繼電器，無中位繼電器，并只對前向和后向繼電器狀態(tài)進行采集，通過方向繼電器狀態(tài)判斷車輛方向手柄位置（前向、后向繼電器均未吸起時則判定方向手柄處于中位）。如果車輛方向手柄前向或后向繼電器故障時，ATP則錯誤判斷車輛方向手柄處于中位狀態(tài)，導致ATP設備始終輸出防溜逸制動。

（2）信息采集問題

300 T型ATP設備只對AG/AMGS繼電器的安全接點狀態(tài)進行信號回采，不采集落下接點，一旦AG/AMGS繼電器落下接點出現(xiàn)故障，運行數(shù)據(jù)中不會記錄任何有效的故障語句。

CU繼電器無回采信號，信號采集的是CU繼電器接點后信息，當CU繼電器發(fā)生故障時，ATP設備不作出故障判斷，且運行數(shù)據(jù)中均不記錄任何故障信息。

4 問題解決的建議

（1）優(yōu)化CRH2系列動車組300T型ATP設備電路結構，通過隔離ATP設備，可將ATP設備全部進行隔離，一旦出現(xiàn)ATP設備故障無法及時修復時，可在ATP設備隔離狀態(tài)下繼續(xù)行車。

（2）在ATP原有系統(tǒng)的基礎上，增加繼電器開關量采集接口，通過JRU單元采集車輛方向信號（CU繼電器）以及車輛制動指令（AG/AMGS繼電器）的輸入情況，以此判斷ATP設備故障是由車輛信號輸入還是ATP設備信號輸出引起的，對于故障判斷處理具體重大意義。

（3）參考微機監(jiān)測系統(tǒng)開關量監(jiān)測原理，制作繼電器信號監(jiān)測裝置，在繼電器信號線上加裝感應磁環(huán)，對AG/AMGS、CU、SBG繼電器的吸起、落下接點狀態(tài)進行采集，并按照各繼電器電氣特性，設定軟件判定功能，當繼電器發(fā)生故障時系統(tǒng)會自動給出繼電器報警信息，并提供處理意見。

5 結束語

相信通過優(yōu)化修改CRH2系列動車組300T型ATP設備電路邏輯，同時增加繼電器信號采集點，會對現(xiàn)場故障判斷處理，提供有效的分析依據(jù)，方便現(xiàn)場進行故障處置，提高設備維護效率。

責任編輯：宋 飛

來稿時間：2016-08-19