滕學(xué)真

列控車載系統(tǒng)的正常工作是動車組安全可靠運行的基礎(chǔ)條件之一［1］。在CTCS3-300T（以下簡稱“300T”）型車載系統(tǒng)中，CU型繼電器、數(shù)字輸入/輸出模塊是其重要組成部分，用來采集和反饋動車組駕駛室的工作狀態(tài)和操作信息，并執(zhí)行相關(guān)命令［2］。當(dāng)采集駕駛室激活信號的CabAct 繼電器（CU 型）或數(shù)字輸入/輸出模塊等故障時，列控車載系統(tǒng)會出于故障導(dǎo)向安全的邏輯設(shè)計，輸出制動停車。本文通過研究現(xiàn)場發(fā)生的駕駛室激活信號典型故障案例，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，提出相關(guān)的處置建議。

1 300T 型列控車載駕駛室激活信號工作原理

CU 型繼電器用于300T 型車載設(shè)備駕駛室激活、休眠、方向手柄中立位、前進位、后退位、1級和4 級常用制動命令等信息的輸入或輸出，目前僅在CRH2系列車型（包含部分CRH380A/AL型車）上使用，其中駕駛室激活信號是車輛輸入信號［3］。當(dāng)車載ATP 系統(tǒng)啟機或運行時，通過采集CabAct繼電器的接點狀態(tài)可判斷駕駛室是否處于激活狀態(tài)。

激活信號通過CabAct 繼電器分出的2 路信號CabAct+和CabAct-，分別由DX/DI 模塊（數(shù)字輸出/輸入模塊）采集。圖1 為激活信號的電氣原理圖，160T1-1（電源正極）經(jīng)車輛接入萬可端子排TB20E.10；100T1-1（電源負極）接入萬可端子排TB20E.3。繼電器狀態(tài)采集電路的電源負極由DX 和DI 模塊提供，電源正極取自萬可端子排TB20E. 1.1。 當(dāng) 萬 可 端 子 排 TB20E. 10 及TB20E.3 間的電壓為 DC100V 左右時，CabAct 繼電器吸起，觸點11 與觸點12 接通，此時DI 模塊DI-X4-b4 接點采集到的是高電平信號（CabAct+），DX 模塊DX-X4-d20 接點采集到的是低電平信號（CabAct-），ATP 系統(tǒng)判斷此時駕駛室處于激活狀態(tài)；當(dāng)萬可端子排TB20E.10 與TB20E.3 間的電壓為0V 時，CabAct 繼電器落下，觸點 11 與 12 未接通，即 DX 模塊 DX-X4-d20 接點采集到的是高電平（CabAct+），DI 模塊DI-X4-b4 接點采集到的是低電平信號（CabAct-），ATP系統(tǒng)判斷此時駕駛室處于非激活狀態(tài)。

圖1 駕駛室激活信號工作原理

若CabAct 繼電器故障或發(fā)生激活信號抖動，會造成ATP 采集到的駕駛室激活信號狀態(tài)與實際不符，列車正常運行時，會導(dǎo)致ATP 主機判斷駕駛室處于非激活狀態(tài)，觸發(fā)溜逸防護制動停車［4］。

2 典型故障案例分析

2.1 故障案例

經(jīng)統(tǒng)計，動車組CRH2C-2110-00端從2017 年7月至2019年11月?lián)?dāng)運行交路途中，發(fā)生過3次因駕駛室激活信號故障，導(dǎo)致ATP 制動停車的情況。DMS 顯示3 次故障報警信息均為“駕駛室關(guān)閉、非激活”，3 次log 數(shù)據(jù)記錄分別為：“17-07-08 ATP A 4403R0C3 Brake applied due to standstill supervision”“19-09-15ATP A 4403R0C3 Brake applied due to standstill supervision”“19-11-04 ATP A 55FAR0C3 Brake applied due to standstill supervision”，均為ATP觸發(fā)溜逸防護制動。

EVA 數(shù)據(jù)顯示3 次故障原因一致，均為激活信號發(fā)生了抖動，導(dǎo)致ATP 判斷司機室未激活，其中一次的故障EVA數(shù)據(jù)見圖2。

圖2 故障EVA數(shù)據(jù)

2.2 處理經(jīng)過

2017 年 7 月 8 日發(fā)生第 1 次故障，車輛回所后更換了激活繼電器，換下的繼電器測試無異常。

2019年9月15日發(fā)生第2次故障，現(xiàn)場檢查測試均正常，出于應(yīng)急保障需要，更換了CabAct 繼電器。車輛回所后，對與ATP 駕駛室激活信號采集回路有關(guān)的CabAct繼電器、DX模塊及相關(guān)連線進行檢查，測量DX 模塊DX-X4-d20 與CabAct 繼電器間連線導(dǎo)通正常、CabAct 繼電器到萬可端子間連線導(dǎo)通正常。最終因故障未能復(fù)現(xiàn)，未查找到故障點。為確保ATP 設(shè)備運用質(zhì)量，車載側(cè)更換了DX模塊、CabAct繼電器及底座，而換下的設(shè)備經(jīng)檢測無異常。

2019年11月4日發(fā)生第3次故障，現(xiàn)場檢查測試各設(shè)備及相關(guān)線纜無異常，且進行多次啟機檢測結(jié)果均正常。車輛回所后，電務(wù)部門與車輛部門再次共同查找原因，仍未排查出導(dǎo)致激活信號抖動的原因，只好對該回路相關(guān)器件又進行了全部更換。電務(wù)部門在車輛和電務(wù)結(jié)合部的供電端子上，并聯(lián)了一臺示波器進行長時間不斷電數(shù)據(jù)采集，故障未復(fù)現(xiàn)，無有效數(shù)據(jù)。

3 處置建議

綜合分析3 起駕駛室激活信號故障案例，并總結(jié)現(xiàn)場該類故障的處置方法，給出以下處置建議。

3.1 優(yōu)化軟件處理邏輯

對比分析3 次故障數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)駕駛室激活信號抖動時間均為120 ms，由此可得出CabAct 繼電器激活信號的采樣丟失控制周期不大于120 ms。

分析制動繼電器反饋超時軟件判斷邏輯，當(dāng)制動命令輸出后，ATP設(shè)備啟動反饋超時計時，在制動命令輸出后的500 ms 內(nèi)，軟件不判斷RBR/EBR1/EBR2 等繼電器的動作狀態(tài)反饋；超過500 ms后，若繼電器即時狀態(tài)反饋錯誤，則上報相應(yīng)故障（AElog記錄繼電器Feedback Timeout）［5］。

雖然CabAct 繼電器故障時同樣會導(dǎo)向安全側(cè)，造成列車制動停車，但由于CabAct 繼電器不涉及回采［6］，且在行車狀態(tài)下，僅用作駕駛室激活狀態(tài)采集，并不參與其他行車控制條件的邏輯判斷，所以可得出：對于CabAct 繼電器的120 ms 信號抖動即反饋錯誤狀態(tài)，該判斷條件過于苛刻。因此建議優(yōu)化ATPCU 軟件，適當(dāng)提高對激活信號跳變的容忍度。該建議得到廠家回復(fù)，將在新版軟件中升級修改。

3.2 增加故障定位分析手段

ATP 設(shè)備發(fā)生問題的常規(guī)處理方式是通過ATP 數(shù)據(jù)分析來判斷故障點，但限于數(shù)據(jù)采集的范圍，有時并不能真正實現(xiàn)故障精準定位［7］。本文案例故障語句體現(xiàn)在CabAct 繼電器及其相關(guān)設(shè)備上，但實際換下的設(shè)備經(jīng)檢測無異常。因此當(dāng)無法精準定位時，就需要車輛側(cè)和車載側(cè)共同排查，進一步界定故障原因。

鑒于本故障案例的特殊性和故障再次發(fā)生的可能性，在車載側(cè)加裝了車載數(shù)據(jù)采集分析單元［8］，如圖3 所示，采用電流感應(yīng)環(huán)，在電流通斷采集模塊上引入電流監(jiān)測采集線，在CabAct 繼電器入口處，對車輛側(cè)為CabAct 繼電器供電的電源線進行信號監(jiān)測。車載設(shè)備通電，即可采集激活信號全壽命信息，記錄激活信號的變化情況。以此為故障處理提供強有力的數(shù)據(jù)支撐，進一步提高故障精確定位能力。

圖3 車載數(shù)據(jù)采集分析單元采集激活信號原理圖

4 結(jié)束語

CTCS3-300T 型列控車載設(shè)備駕駛室激活信號故障，在日常的動車組運行中時有發(fā)生，影響行車效率。通過對比分析多次故障數(shù)據(jù)，總結(jié)故障規(guī)律，提出優(yōu)化軟件邏輯，增加故障定位分析手段，以進一步界定并解決故障，確保動車組可靠運行。