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地铁信号与车辆接口的研究

2017-06-03陈静

科学与财富 2017年15期
关键词:接点车门车载

陈静

(南昌轨道交通集团有限公司运营分公司)

摘 要: 信号系统作为地铁机电设备的主要基础设备,是保证列车和乘客的安全,实现列车快速、高密、有序运行的关键系统之一。结合实际,分析正线与车辆段信号系统联锁接口方案,对保证列车运营的安全性和可靠性具有十分重要的作用。

关键词: 信号;地铁;接口

1.背景

为了实现列车自动控制,信号与车辆接口问题成为了影响调试进度的重要因素。广州地铁4号线于2006年12月28号全线开通,列车运营至今日已逾11年之久,期间发生多次信号与车辆接口方面的故障,使列车晚点,影响运营服务质量。用过其中的典型事例分析,希望能对今后地铁车辆与信号接口方面的维修、设计工作提供参考。

2.信号系统与车辆系统的接口

2.1 电源

由车辆提供4路DC110V电压给车载信号设备,在77-143V的电压范围之内设备可正常工作,短时间的低于或高于此电压范围不会影响设备的工作。车辆提供的4路DC110V通过自动保险开关后接到车载设备的分线端子上,经过转换,分别提供给ATO设备、ATP设备、110V外设和24V外设。

2.2 ATP车载单元的外部静态输入

2.2.1 主控钥匙

ATP车载单元向列车驾驶室的主控钥匙接点送110V电压,当主控钥匙打开,接点闭合,送回110V电压给ATP车载单元,如果主控钥匙没打开,接点没闭合,就没有110V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断主控钥匙是否打开。

2.2.2 门控接点

ATP车载单元向车辆左右门锁闭继电器的接点送24V电压,当左右两边车门全部都关闭,两锁闭继电器的接点闭合,送回24V电压给ATP车载单元,当其中有一个门没关;对应的左门或右门锁闭继电器的接点就不闭合,没有24V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断车门是否关闭。

2.2.3 ATO启动按钮

ATP车载单元向列车驾驶台上的ATO启动按钮接点送24V电压,当按压ATO启动按钮,接点闭合,送回24V电压给ATP车载单元。当没有按压按钮,接点不闭合,没有24V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断有无按压ATO启动按钮。

2.2.4 ATO释放

ATP车载单元向列车驾驶台上的方向手柄和主控手柄的串联接点送110V电压,放方向手柄在向前和主控手柄在零位时,110V电压送回给ATP车载单元,当方向手柄不再向前或主控手柄不在零位,没有110V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断是否能达到ATO释放。

2.2.5 RM按钮

ATP车载单元向列车驾驶台上的RM按钮接点送24V电压,当按压RM按钮,接点闭合,送回24V电压给ATP车载单元,当没有按压按钮,接点不闭合,没有24V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断有无按压RM按钮。

2.2.6 强行开门按钮

ATP车载单元向列车驾驶台上的强行开门按钮接点送24V电压,当按压强行开门按钮,接点闭合,送回24V电压给ATP车载单元,当没有按压按钮,接点不闭合,没有24V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断有无按压强行开门按钮。

2.2.7 车辆的紧急制动状态

输入由车辆到ATP车载单元,当电压是110V时,非紧急制动状态,当电压是0V时,为紧急制动状态。ATP车载单元通过检测该电压,来判断车辆是否产生了紧急制动。

2.2.8 自动折返按钮

ATP车载单元向列车驾驶台上的自动折返按钮接点送24V电压,当按压自动折返按钮,接点闭合,送回24V电压给ATP车载单元,当没有按压按钮,接点不闭合,没有24V电压送回。ATP车载单元通过检测该电压,来判断有无按压自动折返按钮。

2.3 车载ATP到车辆的静态输出

2.3.1 紧急制动

从车辆给110V电压到ATP车载单元,经ATP的K6、K7继电器接点后,送回给车辆,如果ATP没有启动紧急制动,继电器接点闭合,送回车辆的是110V电压,车辆不会实施紧急制动。当ATP启动紧急制动,继电器接点断电,110V电压不能送回给车辆,车辆实施紧急制动。

2.3.2 门释放(左门释放和右门释放)

ATP车载单元送电压给车辆的相关继电器,当送的是110V电压,車辆相关继电器接点吸起,车门允许打开,当电压为0V,车辆相关继电器接点落下,车门不允许打开。

2.3.3 ATP安全责任

当ATP车载单元已承担列车的安全责任,从ATP送110V电压,点亮车辆驾驶台RM按钮上的ATP安全责任灯。

3.接口问题分析与处理

3.1 电磁兼容问题

广州地铁4号线采用的是直线电机系统,这项新技术带来的诸多好处的同时,也提高了对车载设备电磁兼容的要求。

4号线正线运营中,车载信号系统在列车辅助逆变器工作的情况下,多次出现ATP自动保护和车载应答器死机,即车载应答器无法启动,不能正常收到线路上的应答回复。通过对应答器输入干扰电平的多次测量,发现列车辅助逆变器对应答器启动干扰输入已经达到了20DB。调查中发现批量生产的列车辅助逆变器内的晶闸管曾进行换型改造,加大了逆变器的输出功率,改造后的列车电磁兼容性能不能满足设计初期的要求。

3.2 列车车门控制方式接口问题

地铁车辆是采用的电控电动的塞拉门,其控制功能由门控器EDCU来完成。门控器EDCU的控制逻辑是:

(1)开门列车线持续接收110V电压超过500ms以上,执行开门动作。

(2)关门列车线持续接收110V电压超过500ms以上,执行关门动作。

为实现列车ATO驾驶时能够自动开门,在门控器的开门指令线上,并联了车载信号控制的开门继电器触点,而在车载信号的车门控制逻辑中,开门继电器常开触点动作后将持续闭合,直到检测到司机按下关门按钮指令,该常开触点才会断开。

这样的控制逻辑将引发一个问题,当车门发生故障且车门打开情况下,需要司机先手动关门再切除车门,车门关到位后,由于EDCU的开门指令线持续得电,开门命令有效,门控单元再次持续执行开门动作,车门将重新打开,无法进行正常关门操作。唯一的解决办法是关闭门控单元EDCU的控制电源,切除电动控制,再手动关门。这样的后果是浪费正线处理故障时间,容易造成列车晚点。

通过对该问题的深入研究,笔者认为解决此问题可通过两种途径。途径已是信号方更改继电器控制逻辑,控制信号的开门继电器触点闭合500ms后,将其关断,使开门指令线失电,便可以模拟司机人工开门时的操作。途径二是通过更改车门控制器EDCU的逻辑,增加车门状态的记录功能,只检测开关门信号的上升沿,便可以有效地屏蔽来自车载信号控制的持续开门电平。

3.3 列车制动力不稳的问题

地铁列车采用电制动与空气制动联合作用的混合制动方式,在列车进行ATO自动驾驶调试时出现过制动减速率不稳定,影响了ATO停车精度。

4.结语

车辆信号接口不仅在设计初期应周全考虑,在设备维护期间也是管理的一大难题,接口联络和设计工作质量优劣直接影响到后期车辆运营情况,期望本文能够对城市轨道地铁车辆设计,运营维护工作提供现场经验和帮助。

参考文献

[1]城市轨道交通-信号系统接口管理技术探讨.李海川.电力机车与城轨车辆.2003.

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