任崇會

（南寧軌道交通集團有限責(zé)任公司運營分公司，廣西南寧 530001）

0 引言

南寧市軌道交通?1?號線一期工程全長?32.1?km，沿途共設(shè)?25?座車站，含?6?座換乘車站，初期配置?30?列?B?型電客車，由中車株洲電力機車有限公司設(shè)計生產(chǎn)。列車以安全導(dǎo)向為原則進行設(shè)計，在每端司機室以串聯(lián)形式各配置了?2?個緊急停車按鈕，以便在突發(fā)情況下值乘司機通過操作此按鈕使列車以最快反應(yīng)時間停車。

緊急停車按鈕在列車的安全運行中起到關(guān)鍵作用。經(jīng)調(diào)查，同行地鐵公司并未出現(xiàn)過緊急停車按鈕故障，但南寧市軌道交通?1?號線地鐵列車到段至今已發(fā)生了?4?起緊急停車按鈕故障，雖然故障率較低，但產(chǎn)生的影響較為惡劣，尤其以?2016?年?8?月2日列車在正線運營時發(fā)生此類故障導(dǎo)致救援最為嚴(yán)重。本文對故障發(fā)生現(xiàn)象、緊急停車按鈕工作原理進行分析，并給出了故障發(fā)生時的處理措施以及解決思路。

1 故障描述

2016?年?5?月?25日?T15?車在轉(zhuǎn)軌作業(yè)時，司機室顯示屏（HMI）未報故障現(xiàn)象，受電弓無法升起，后續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)故障原因為緊急制動按鈕的觸點卡分。

2016?年?8?月2日?T01?車在正線試運營時，列車發(fā)生緊急制動，HMI?顯示有一端緊急停車按鈕被拍下，后續(xù)檢查故障原因為緊急制動按鈕觸點卡分。

2016?年?9?月14日?T29?車在試車線動調(diào)時，列車發(fā)生緊急制動，HMI?顯示有一端緊急停車按鈕被拍下，后續(xù)檢查故障原因為緊急制動按鈕觸點卡分。

2016?年?9?月21日?T19?車司機整備作業(yè)時，司機拍下緊急停車按鈕后恢復(fù)，HMI?顯示有一端緊急停車按鈕被拍下，后續(xù)檢查故障原因為緊急制動按鈕觸點卡分。

2 緊急停車按鈕控制原理

目前南寧市軌道交通?1?號線地鐵列車采取各?4?對觸點的正副?2?個按鈕對緊急停車進行控制，4?對觸點分別為：緊急停車指示燈觸點（13，14）、故障車急停觸點（21，22）、監(jiān)控回路觸點（31，32）和控制回路觸點（41，42）。4?對觸點的工作原理如下。

2.1 緊急停車指示燈觸點（13，14）

緊急停車指示燈觸點（13，14）所帶負載為緊急停車指示燈，如圖?1?所示。

列車每一單元?2?個緊急停車按鈕的該觸點為常開的形式并聯(lián)，當(dāng)任何一個按鈕的該觸點吸合，緊急停車指示燈點亮，表示列車發(fā)生緊急停車。該指示燈的功率為1.2?W，在?110?V?控制電路里，通過電流為10.9?mA。

2.2 故障車急停觸點（21，22）

故障車急停觸點（21，22）所帶負載為故障車無急停繼電器，如圖?2?所示。

列車每一單元?2?個緊急停車按鈕的該觸點以常閉形式串聯(lián)，當(dāng)任何一個按鈕的該觸點斷開，列車無急停繼電器失電，列車發(fā)生緊急停車。該指示燈的功率為5.2?W，在?110?V?控制電路里，通過電流為?47.3?mA。

2.3 監(jiān)控回路觸點（31，32）

監(jiān)控回路觸點（31，32）所帶負載為數(shù)字量輸入模塊?DIMe，如圖?3?所示。

列車每一單元?2?個緊急停車按鈕的該觸點以常閉形式串聯(lián)，DIMe?模塊的?Z10?點監(jiān)控緊急停車狀態(tài)。當(dāng)模塊收到?110?V?電壓信號時為正常高電平，當(dāng)模塊未收到110?V?電壓信號，即任一該觸點斷開時為低電平，列車將記錄并實施緊急停車。

2.4 控制回路觸點（41，42）

控制回路觸點（41，42）所帶負載為2?個?Tc?車緊急停車?yán)^電器、2個Mp?車緊急停車?yán)^電器以及?2?個?DIMe?模塊，如圖?4?所示。

列車每一單元?2?個緊急停車按鈕的該觸點以常閉形式串聯(lián)，當(dāng)任何一個按鈕的該觸點斷開，緊急停車?yán)^電器失電，列車發(fā)生緊急停車。同時，數(shù)字量輸入模塊DIMe?無法接收?110?V?電壓信號，為低電平。Tc?車緊急停車?yán)^電器功率為?2.2?W，Mp?車緊急停車?yán)^電器功率為?5.2?W，數(shù)字量輸入模塊?DIMe?工作電流小于?5?mA?且為監(jiān)控110?V?電壓信號，可忽略，則負載電流約為134.5?mA。考慮該觸點所處比較關(guān)鍵的緊急停車回路、開關(guān)及繼電器分?jǐn)鄷r帶來的沖擊、觸點與開關(guān)操作器的配合度，故選擇容量相對較大且與緊急停車按鈕匹配度更好的慢動觸點。

圖1 緊急停車指示燈觸點（13，14）

圖2 故障車急停觸點（21，22）

圖3 監(jiān)控回路觸點（31，32）

圖4 控制回路觸點（41，42）

2.5 小結(jié)

在緊急停車按鈕的?4?對觸點中，尤其以監(jiān)控回路觸點（31，32）及控制回路觸點（41，42）在列車牽引制動控制過程中影響較大。當(dāng)監(jiān)控回路觸點（31，32）出現(xiàn)故障不能正常工作時，列車將施加緊急制動，但在此種情況下，可通過降級模式，采取緊急牽引模式，列車限速?25?km/h?運行；但當(dāng)控制回路觸點（41，42）出現(xiàn)故障時，列車會施加緊急制動，同時列車受電弓將會降下，列車無法啟動，只能采取救援。

3 故障原因調(diào)查

通過對上述?4?次故障進行檢查，發(fā)現(xiàn)故障原因為控制回路（41，42）或監(jiān)控回路觸點（31，32）卡分導(dǎo)致，尤其在2016年8月2日正線試運營時，T01?車由于該故障采取正線救援措施，最終導(dǎo)致中斷行車?27?min，產(chǎn)生惡劣影響，以該故障為例進行分析。

通過對該車調(diào)查，確認(rèn)故障原因為該車緊急停車按鈕監(jiān)控回路觸點（31，32）發(fā)生故障，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)該按鈕的?31?觸點可以導(dǎo)通，32?觸點不通，且?31、32?觸點之間的阻值為無窮大，如圖?5?所示。

當(dāng)?32?觸點接觸不良時，數(shù)字量輸入模塊?DIMe?無法接收?110?V?電壓信號，為低電平，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將輸出緊急制動控制指令，從而導(dǎo)致列車施加緊急制動，列車無法啟動。

對故障車緊急停車按鈕進行檢測并持續(xù)按壓數(shù)百次，發(fā)現(xiàn)控制觸點存在時而接通、時而斷開的情況，將故障車緊急停車按鈕發(fā)回部件生產(chǎn)廠家瑞士?EAO?公司進行拆解檢測，得出結(jié)論為觸點表面存在雜質(zhì)。供應(yīng)商懷疑由外部因素（例如灰塵、溫度、濕度、鹽腐等）導(dǎo)致觸點氧化，阻值升高，同時不排除該部件該生產(chǎn)批次質(zhì)量問題導(dǎo)致。

圖5 緊急停車按鈕實測

4 故障處理措施及建議

針對該故障產(chǎn)生的影響，為避免后續(xù)再次出現(xiàn)同類問題，考慮從以下幾個方面進行整改。

（1）由于裝車按鈕已屢次發(fā)生故障，我們已對所有列車的觸點進行換型，由目前硬銀材質(zhì)觸點更換為材質(zhì)性能更加穩(wěn)定、可靠性更高的銀鍍金觸點。

（2）通過該事件，可以得出關(guān)于緊急制動控制邏輯的設(shè)計方面存在安全隱患，若監(jiān)控回路出現(xiàn)問題，將會出現(xiàn)實際情況與網(wǎng)絡(luò)模塊的控制邏輯不符的現(xiàn)象。針對此問題，我們對該安全隱患進行整改，采取“只監(jiān)視不控制”的思路，即監(jiān)控回路觸點（31，32）只起監(jiān)視作用，列車是否產(chǎn)生緊急停車以控制回路觸點（41，42）的動作為準(zhǔn)。

（3）參考同類地鐵公司的經(jīng)驗，可研究考慮采取“大旁路”方案的可行性。大旁路方案主要針對正線列車出現(xiàn)無法動車且短時間內(nèi)無法判斷具體原因的故障時，通過一鍵操作啟用大旁路功能，使運營列車在具備最基本的條件下啟動牽引退出服務(wù)，以最快的方式恢復(fù)運營通車條件，降低運營中斷風(fēng)險。

（4）目前列車以安全為導(dǎo)向進行設(shè)計，列車緊急停車回路是實現(xiàn)列車安全防護的最后一道程序，該處觸點的邏輯設(shè)計考慮了觸點粘連、按鈕操作器失效等原因?qū)е聼o法斷開的冗余，但在可靠性的前提下，為減少對運營的影響，可研究考慮將監(jiān)控回路觸點與控制回路觸點并聯(lián)進行緊急停車控制的可行性。

（5）由于?A?型車分為主副司機臺，故在每個司機室設(shè)置?2?個緊急停車按鈕，分別位于主副司機臺，但目前南寧地鐵列車只有?1?個司機臺，2?個緊急停車按鈕都在值乘司機可操作范圍內(nèi)，因此，為減少車輛安全運營的故障點，可研究考慮在每個司機室只采用單個緊急停車按鈕的可行性。

5 總結(jié)

本文從緊急停車按鈕故障的影響切入，結(jié)合緊急停車按鈕在列車上所起的作用及原理，對典型故障案例進行分析，得出故障產(chǎn)生及影響擴大化的原因，并提出相應(yīng)的處理措施及研究方向，避免同類故障造成的影響擴大化。

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