陳靜

（南昌軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司）

摘 要： 信號(hào)系統(tǒng)作為地鐵機(jī)電設(shè)備的主要基礎(chǔ)設(shè)備，是保證列車和乘客的安全，實(shí)現(xiàn)列車快速、高密、有序運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。結(jié)合實(shí)際，分析正線與車輛段信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖接口方案，對(duì)保證列車運(yùn)營(yíng)的安全性和可靠性具有十分重要的作用。

關(guān)鍵詞： 信號(hào)；地鐵；接口

1.背景

為了實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)控制，信號(hào)與車輛接口問(wèn)題成為了影響調(diào)試進(jìn)度的重要因素。廣州地鐵4號(hào)線于2006年12月28號(hào)全線開(kāi)通，列車運(yùn)營(yíng)至今日已逾11年之久，期間發(fā)生多次信號(hào)與車輛接口方面的故障，使列車晚點(diǎn)，影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量。用過(guò)其中的典型事例分析，希望能對(duì)今后地鐵車輛與信號(hào)接口方面的維修、設(shè)計(jì)工作提供參考。

2.信號(hào)系統(tǒng)與車輛系統(tǒng)的接口

2.1 電源

由車輛提供4路DC110V電壓給車載信號(hào)設(shè)備，在77-143V的電壓范圍之內(nèi)設(shè)備可正常工作，短時(shí)間的低于或高于此電壓范圍不會(huì)影響設(shè)備的工作。車輛提供的4路DC110V通過(guò)自動(dòng)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)后接到車載設(shè)備的分線端子上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，分別提供給ATO設(shè)備、ATP設(shè)備、110V外設(shè)和24V外設(shè)。

2.2 ATP車載單元的外部靜態(tài)輸入

2.2.1 主控鑰匙

ATP車載單元向列車駕駛室的主控鑰匙接點(diǎn)送110V電壓，當(dāng)主控鑰匙打開(kāi)，接點(diǎn)閉合，送回110V電壓給ATP車載單元，如果主控鑰匙沒(méi)打開(kāi)，接點(diǎn)沒(méi)閉合，就沒(méi)有110V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷主控鑰匙是否打開(kāi)。

2.2.2 門(mén)控接點(diǎn)

ATP車載單元向車輛左右門(mén)鎖閉繼電器的接點(diǎn)送24V電壓，當(dāng)左右兩邊車門(mén)全部都關(guān)閉，兩鎖閉繼電器的接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP車載單元，當(dāng)其中有一個(gè)門(mén)沒(méi)關(guān)；對(duì)應(yīng)的左門(mén)或右門(mén)鎖閉繼電器的接點(diǎn)就不閉合，沒(méi)有24V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷車門(mén)是否關(guān)閉。

2.2.3 ATO啟動(dòng)按鈕

ATP車載單元向列車駕駛臺(tái)上的ATO啟動(dòng)按鈕接點(diǎn)送24V電壓，當(dāng)按壓ATO啟動(dòng)按鈕，接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP車載單元。當(dāng)沒(méi)有按壓按鈕，接點(diǎn)不閉合，沒(méi)有24V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷有無(wú)按壓ATO啟動(dòng)按鈕。

2.2.4 ATO釋放

ATP車載單元向列車駕駛臺(tái)上的方向手柄和主控手柄的串聯(lián)接點(diǎn)送110V電壓，放方向手柄在向前和主控手柄在零位時(shí)，110V電壓送回給ATP車載單元，當(dāng)方向手柄不再向前或主控手柄不在零位，沒(méi)有110V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷是否能達(dá)到ATO釋放。

2.2.5 RM按鈕

ATP車載單元向列車駕駛臺(tái)上的RM按鈕接點(diǎn)送24V電壓，當(dāng)按壓RM按鈕，接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP車載單元，當(dāng)沒(méi)有按壓按鈕，接點(diǎn)不閉合，沒(méi)有24V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷有無(wú)按壓RM按鈕。

2.2.6 強(qiáng)行開(kāi)門(mén)按鈕

ATP車載單元向列車駕駛臺(tái)上的強(qiáng)行開(kāi)門(mén)按鈕接點(diǎn)送24V電壓，當(dāng)按壓強(qiáng)行開(kāi)門(mén)按鈕，接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP車載單元，當(dāng)沒(méi)有按壓按鈕，接點(diǎn)不閉合，沒(méi)有24V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷有無(wú)按壓強(qiáng)行開(kāi)門(mén)按鈕。

2.2.7 車輛的緊急制動(dòng)狀態(tài)

輸入由車輛到ATP車載單元，當(dāng)電壓是110V時(shí)，非緊急制動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)電壓是0V時(shí)，為緊急制動(dòng)狀態(tài)。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷車輛是否產(chǎn)生了緊急制動(dòng)。

2.2.8 自動(dòng)折返按鈕

ATP車載單元向列車駕駛臺(tái)上的自動(dòng)折返按鈕接點(diǎn)送24V電壓，當(dāng)按壓自動(dòng)折返按鈕，接點(diǎn)閉合，送回24V電壓給ATP車載單元，當(dāng)沒(méi)有按壓按鈕，接點(diǎn)不閉合，沒(méi)有24V電壓送回。ATP車載單元通過(guò)檢測(cè)該電壓，來(lái)判斷有無(wú)按壓自動(dòng)折返按鈕。

2.3 車載ATP到車輛的靜態(tài)輸出

2.3.1 緊急制動(dòng)

從車輛給110V電壓到ATP車載單元，經(jīng)ATP的K6、K7繼電器接點(diǎn)后，送回給車輛，如果ATP沒(méi)有啟動(dòng)緊急制動(dòng)，繼電器接點(diǎn)閉合，送回車輛的是110V電壓，車輛不會(huì)實(shí)施緊急制動(dòng)。當(dāng)ATP啟動(dòng)緊急制動(dòng)，繼電器接點(diǎn)斷電，110V電壓不能送回給車輛，車輛實(shí)施緊急制動(dòng)。

2.3.2 門(mén)釋放（左門(mén)釋放和右門(mén)釋放）

ATP車載單元送電壓給車輛的相關(guān)繼電器，當(dāng)送的是110V電壓，車輛相關(guān)繼電器接點(diǎn)吸起，車門(mén)允許打開(kāi)，當(dāng)電壓為0V，車輛相關(guān)繼電器接點(diǎn)落下，車門(mén)不允許打開(kāi)。

2.3.3 ATP安全責(zé)任

當(dāng)ATP車載單元已承擔(dān)列車的安全責(zé)任，從ATP送110V電壓，點(diǎn)亮車輛駕駛臺(tái)RM按鈕上的ATP安全責(zé)任燈。

3.接口問(wèn)題分析與處理

3.1 電磁兼容問(wèn)題

廣州地鐵4號(hào)線采用的是直線電機(jī)系統(tǒng)，這項(xiàng)新技術(shù)帶來(lái)的諸多好處的同時(shí)，也提高了對(duì)車載設(shè)備電磁兼容的要求。

4號(hào)線正線運(yùn)營(yíng)中，車載信號(hào)系統(tǒng)在列車輔助逆變器工作的情況下，多次出現(xiàn)ATP自動(dòng)保護(hù)和車載應(yīng)答器死機(jī)，即車載應(yīng)答器無(wú)法啟動(dòng)，不能正常收到線路上的應(yīng)答回復(fù)。通過(guò)對(duì)應(yīng)答器輸入干擾電平的多次測(cè)量，發(fā)現(xiàn)列車輔助逆變器對(duì)應(yīng)答器啟動(dòng)干擾輸入已經(jīng)達(dá)到了20DB。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)批量生產(chǎn)的列車輔助逆變器內(nèi)的晶閘管曾進(jìn)行換型改造，加大了逆變器的輸出功率，改造后的列車電磁兼容性能不能滿足設(shè)計(jì)初期的要求。

3.2 列車車門(mén)控制方式接口問(wèn)題

地鐵車輛是采用的電控電動(dòng)的塞拉門(mén)，其控制功能由門(mén)控器EDCU來(lái)完成。門(mén)控器EDCU的控制邏輯是：

（1）開(kāi)門(mén)列車線持續(xù)接收110V電壓超過(guò)500ms以上，執(zhí)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作。

（2）關(guān)門(mén)列車線持續(xù)接收110V電壓超過(guò)500ms以上，執(zhí)行關(guān)門(mén)動(dòng)作。

為實(shí)現(xiàn)列車ATO駕駛時(shí)能夠自動(dòng)開(kāi)門(mén)，在門(mén)控器的開(kāi)門(mén)指令線上，并聯(lián)了車載信號(hào)控制的開(kāi)門(mén)繼電器觸點(diǎn)，而在車載信號(hào)的車門(mén)控制邏輯中，開(kāi)門(mén)繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)動(dòng)作后將持續(xù)閉合，直到檢測(cè)到司機(jī)按下關(guān)門(mén)按鈕指令，該常開(kāi)觸點(diǎn)才會(huì)斷開(kāi)。

這樣的控制邏輯將引發(fā)一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)車門(mén)發(fā)生故障且車門(mén)打開(kāi)情況下，需要司機(jī)先手動(dòng)關(guān)門(mén)再切除車門(mén)，車門(mén)關(guān)到位后，由于EDCU的開(kāi)門(mén)指令線持續(xù)得電，開(kāi)門(mén)命令有效，門(mén)控單元再次持續(xù)執(zhí)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作，車門(mén)將重新打開(kāi)，無(wú)法進(jìn)行正常關(guān)門(mén)操作。唯一的解決辦法是關(guān)閉門(mén)控單元EDCU的控制電源，切除電動(dòng)控制，再手動(dòng)關(guān)門(mén)。這樣的后果是浪費(fèi)正線處理故障時(shí)間，容易造成列車晚點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)該問(wèn)題的深入研究，筆者認(rèn)為解決此問(wèn)題可通過(guò)兩種途徑。途徑已是信號(hào)方更改繼電器控制邏輯，控制信號(hào)的開(kāi)門(mén)繼電器觸點(diǎn)閉合500ms后，將其關(guān)斷，使開(kāi)門(mén)指令線失電，便可以模擬司機(jī)人工開(kāi)門(mén)時(shí)的操作。途徑二是通過(guò)更改車門(mén)控制器EDCU的邏輯，增加車門(mén)狀態(tài)的記錄功能，只檢測(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)的上升沿，便可以有效地屏蔽來(lái)自車載信號(hào)控制的持續(xù)開(kāi)門(mén)電平。

3.3 列車制動(dòng)力不穩(wěn)的問(wèn)題

地鐵列車采用電制動(dòng)與空氣制動(dòng)聯(lián)合作用的混合制動(dòng)方式，在列車進(jìn)行ATO自動(dòng)駕駛調(diào)試時(shí)出現(xiàn)過(guò)制動(dòng)減速率不穩(wěn)定，影響了ATO停車精度。

4.結(jié)語(yǔ)

車輛信號(hào)接口不僅在設(shè)計(jì)初期應(yīng)周全考慮，在設(shè)備維護(hù)期間也是管理的一大難題，接口聯(lián)絡(luò)和設(shè)計(jì)工作質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響到后期車輛運(yùn)營(yíng)情況，期望本文能夠?qū)Τ鞘熊壍赖罔F車輛設(shè)計(jì)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作提供現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]城市軌道交通-信號(hào)系統(tǒng)接口管理技術(shù)探討.李海川.電力機(jī)車與城軌車輛.2003.