趙穩(wěn)平， 李 巍， 顧炳軒

(中車唐山機車車輛有限公司 服務(wù)事業(yè)部， 河北唐山 063000)

CRH380B型動車組是在CRH3C型動車組基礎(chǔ)上自主研發(fā)的CRH系列高速動車組，主要在京廣、京滬、哈大、京哈、廣深港等線路運營。動車組在擔當運營交路前整備期間，司機在制動試驗時偶爾反映制動試驗異常，經(jīng)確認車組報人機界面(TD-HMI)和列車制動管理器(TBM)制動力不一致故障(代碼193B)。

通過對車載數(shù)據(jù)分析，TD-HMI上報出193B故障代碼的同時，1902代碼(代碼描述：制動力被改變)隨之復(fù)位。此外，數(shù)據(jù)顯示此時司機剛開始制動試驗。

為了徹底弄清193B故障發(fā)生原因，結(jié)合1902代碼復(fù)位的條件及在線測試數(shù)據(jù)對故障情況進行模擬驗證研究。

1 故障邏輯分析

1.1 制動控制原理

為了保證車組制動性能良好，各項控制執(zhí)行無誤，CRH3型動車組制動控制系統(tǒng)分為3級。

第1級為列車制動管理器，其功能集成在頭車的兩個冗余制動控制單元(BCU)中，本務(wù)車頭車內(nèi)兩個BCU中僅有一個執(zhí)行TBM的功能。TBM的主要功能為制動管理、壓縮機管理以及自動和菜單指導(dǎo)的制動試驗管理。

第2級為分段制動管理器(SBM)，由每個牽引單元內(nèi)頭車的主BCU實現(xiàn)SBM的功能。SBM向單個制動控制單元發(fā)送TBM的設(shè)定值。此外，SBM將其牽引單元可利用的實際最大制動力疊加(也考慮負荷相關(guān)性)并將此數(shù)據(jù)傳送至TBM。SBM監(jiān)控牽引單元的BCU并向牽引單元的診斷系統(tǒng)報告故障。

第3級為本地制動控制單元(BCU)，執(zhí)行SBM的指令并將執(zhí)行情況反饋至SBM。

1.2 制動試驗原理

司機通過TD-TD-HMI開始菜單引導(dǎo)的制動試驗(MBT)，根據(jù)TD-TD-HMI 上顯示的說明執(zhí)行MBT。只要按下進入任一制動試驗項目的按鈕(如圖1)，TD-HMI 發(fā)送所執(zhí)行試驗項目編號到BCU, BCU 接收到信息后，將制動有效率置零并反饋TD-HMI。司機按下"開始試驗"按鈕進行制動試驗，待試驗結(jié)束后，BCU根據(jù)試驗結(jié)果計算制動有效率。

圖1 制動試驗步驟界面

現(xiàn)以間接制動試驗為例，說明試驗期間TD-HMI 與BCU之間的通訊。

首先進入TD-HMI 制動試驗界面，司機按下“間接制動試驗”按鈕，此時TD-HMI通過MVB發(fā)送執(zhí)行試驗項目編號6與步驟0到BCU；BCU接收到信息后，反饋執(zhí)行項目編號6與步驟1到TD-HMI，同時將制動有效率置零，此時TD-HMI屏顯示“開始試驗”；其次司機按“開始試驗”按鈕，此時TD-HMI發(fā)送步驟2到BCU，BCU將檢查是否具備試驗條件，并將結(jié)果反饋回TD-HMI；最后司機按“制動試驗”按鈕(省略中間過程步驟)，此時TD-HMI 通過MVB發(fā)送執(zhí)行試驗項目編號0 與步驟0 到BCU，結(jié)束間接制動試驗(見圖2)。

圖2 間接制動試驗邏輯圖

1.3 1902代碼邏輯

占用司機室后，車組制動有效率發(fā)生改變，TD-HMI上報出制動力被改變(代碼1902)。切換TD-HMI進入查詢制動力界面，此時TD-HMI向TBM發(fā)送查詢制動力指令，TBM對車組制動力進行計算并反饋至TD-HMI顯示，1902代碼復(fù)位。

1.4 193B代碼邏輯

TD-HMI顯示的制動力值與TBM的制動力實際計算值不一致，其內(nèi)部邏輯相比較的兩個信號如下：

(1)由TBM發(fā)送至TD-HMI的MVB信號：來自TD-HMI和TBM的制動力的合理性試驗成功進行；來自TD-TD-HMI和TBM的制動力的合理性試驗未成功進行。

(2)由TD-HMI發(fā)送的MVB信號：來自TD-HMI和TBM的制動力的起始合理性試驗；來自TD-TD-HMI的關(guān)于顯示的制動力的反饋。

只有在TD-HMI命令進行制動力的合理性試驗時，TBM才檢查計算的制動力是否與TD-HMI發(fā)送的反饋值F_DIS1_QUIT _BrakePerform相一致。當TD-HMI向司機顯示制動力時，TD-HMI才發(fā)送信號F_DIS1_AnstossPlausi BRH = TRUE。

2 故障測試

為了明確故障發(fā)生是否與列車軟件相關(guān)，編制制動系統(tǒng)在線測試文件(EMD)，對不同車型(CRH3C、CRH380BL、CRH380B)及不同版本軟件的車組上對故障進行模擬測試。

2.1 CRH380B動車組EMD測試

根據(jù)193B故障邏輯，對故障進行模擬的過程中使用EMD文件對信號進行測試。通過測試數(shù)據(jù)曲線發(fā)現(xiàn)，對于CRH380B動車組，將某一TD-HMI切換至查詢制動力界面，由TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗MVB信號F_DIS1_BSGM_Steuerwort2[0]始終置為1，退出查詢制動力界面后該信號置為0,見圖3。

圖3 CRH380B動車組TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗信號持續(xù)存在

將某一TD-HMI切換至查詢制動力界面，并在另一TD-HMI開始制動試驗。TD-HMI顯示制動力值反饋MVB信號F_DIS1_QUIT_BrakePerform值為100，而TBM計算的制動力值MVB信號F_ BSGZ_BrakePerform為0。由于此時TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗MVB信號持續(xù)存在，TD-HMI顯示的制動力值和TBM計算的制動力值不一致，見圖4。

圖4 CRH380B動車組制動力不一致對比

通過測試數(shù)據(jù)曲線可以發(fā)現(xiàn)，對于任何版本的CRH380B動車組，只要在TD-HMI上進入制動力查詢界面，TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗MVB信號始終置為1，退出該界面后信號為0。制動試驗前將任意TD-HMI切換至查詢制動力界面，在另一TD-HMI進行制動試驗，TD-HMI始終要求制動力合理性試驗，造成TD-HMI顯示的制動力值和TBM計算的制動力值時時進行比較，制動試驗中TBM內(nèi)存儲的制動力值被復(fù)位后，導(dǎo)致TD-HMI顯示的制動力值和TBM計算的制動力值不一致，從而報出193B故障。

2.2 CRH3C動車組EMD測試

按照同樣的方法，將CRH3C動車組某一TD-HMI切換至查詢制動力界面，然后在另一TD-HMI開始制動試驗，使用EMD測試文件對相關(guān)信號進行測試。

測試發(fā)現(xiàn)將TD-HMI切換至查詢制動力界面，由TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗MVB信號F _DIS1_BSGM_Steuerwort2[0]為脈沖信號，見圖5。

圖5 CRH3C動車組TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗為脈沖信號

將某一TD-HMI切換至查詢制動力界面，在右TD-HMI開始試驗，雖然TD-HMI顯示制動力值反饋MVB信號F_DIS1_QUIT_BrakePerform值為100，TBM計算的制動力值MVB信號F_BSGZ_BrakePerform為0。但此時沒有制動力合理性試驗請求，所以未報出193B故障。

2.3 CRH380BL動車組EMD測試

對CRH380BL動車組采用同樣的方法進行測試，測試曲線同CRH3C動車組一致，在某一TD-HMI進入查詢制動力界面，在另一TD-HMI進行制動試驗，不會報出193B故障。

3 結(jié) 論

通過對車組數(shù)據(jù)進行分析，CRH380B車組故障原因為司機在制動試驗前將某一TD-HMI切換至查詢制動力界面，然后在另一TD-HMI開始制動試驗，導(dǎo)致TBM制動力值與TD-HMI顯示制動力值不一致，TD-HMI中報出列車制動管理器和TD-HMI的制動力不一致(代碼：193B)。

根據(jù)EMD測試數(shù)據(jù)曲線分析，CRH380B動車組將TD-HMI切換至查詢制動力界面，TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗MVB 信號F_DIS1_BSGM_Steuerwort2 [0]始終置為1，TD-HMI顯示制動力反饋值為100，此時開始制動試驗，TBM計算的制動力值會被置為0，從而造成TD-HMI顯示制動力反饋值和TBM計算的制動力值不一致，報出193B故障。

CRH3C及CRH380BL動車組將TD-HMI切換至查詢制動力界面，TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試

驗MVB 信號F_DIS1_BSGM_ Steuerwort2 [0]為脈沖信號。根據(jù)193B故障邏輯，只有在TD-HMI命令進行制動性能值的合理性試驗時，TBM才檢查計算的制動力值是否與由TD-HMI顯示的制動力反饋值F_DIS1_QUIT_BrakePer form相一致，所以開始制動試驗不會檢查TBM計算的制動力值和TD-HMI顯示制動力反饋值是否一致，因此不會報出193B故障。

4 后續(xù)措施

4.1 應(yīng)急處置

(1)故障發(fā)生后，檢查非制動試驗TD-HMI是否切換至查詢制動力界面。若是，切換至“制動試驗時間”界面或其他界面，繼續(xù)進行該步驟制動試驗。

(2)完成全套菜單引導(dǎo)的制動試驗后，檢查故障是否消除。若未消除，切換TD-HMI界面查詢制動有效率，然后退出該界面，確認故障是否消除。故障消除，正常行車；若故障未消除，進行第3步操作。

(3)使用筆記本電腦連接占用端主BCU，打開制動系統(tǒng)服務(wù)軟件清除故障數(shù)據(jù)。

4.2 優(yōu)化方案

(1)明確操作規(guī)程

通過多次對同平臺不同車型測試數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)車驗證，進一步對動車組制動試驗流程進行了規(guī)范。在制動試驗前及制動試驗期間禁止將另一TD-HMI切換至查詢制動力界面，待全套制動試驗結(jié)束后方可切換TD-HMI界面查詢制動力。作業(yè)人員熟練掌握操作流程后，該故障得到了有效控制。

(2)軟件優(yōu)化

為了防止因作業(yè)人員疏忽造成該故障發(fā)生，能夠從源頭上徹底解決，對動車組TD-HMI軟件參照CRH3C及CRH380BL動車組進行了優(yōu)化。即查詢車組制動力時，將TD-HMI切換至查詢制動力界面，TD-HMI發(fā)出的制動力合理性試驗MVB 信號F_DIS1_ BSGM_ Steuerwort2 [0]設(shè)置為脈沖信號。 CRH380B動車組已完成優(yōu)化后的軟件升級工作，軟件優(yōu)化后該故障未再發(fā)生。