昆明地铁首期工程列车制动监视回路的逻辑控制优化研究

昆明地铁首期工程列车制动监视回路的逻辑控制优化研究

李磐

昆明地铁运营有限公司，云南 昆明 650000

摘要：分析昆明地铁首期工程电客列车制动监视回路继电器常见故障原因，并给出相应的逻辑控制优化方案。

关键词：昆明地铁；继电器故障

0 引言

昆明地铁首期工程配置46列车，车辆由中车株洲电力机车有限公司制造，TCMS网络控制系统由株洲中车时代电气股份有限公司提供，列车电气控制系统全线自2013年5月全线开通，至今已运营超7年。

1 故障现象

1.1随着列车运营时间增长，制动监视回路继电器故障增多，常见的故障主要有HMI显示每节车停放制动已缓解，单节车停放制动缓解继电器已吸合，但列车所有停放缓解继电器未吸合，导致列车无法正常动车。

1.2除此之外常见的还有列车HMI显示每个转向架空气制动已缓解，单个转向架空气制动缓解继电器已吸合，但列车未收到摩擦制动缓解信号，导致列车无法正常动车。

2 原因分析

2 .1停放制动监视回路故障

图一

以M1车为例，单节车停放制动监视如图一所示，当停放制动压力开关检测到停放制动缸压力高于4.8bar时，本车停放制动缓解继电器（=27-K201）吸合，该继电器43/44触头闭合，将本车停放制动缓解信号反馈至列车网络。同时，该继电器13/14触头闭合并与其余5列车的停放制动缓解继电器13/14触头串联入列车停放制动监视回路中，最终整个回路闭合输出停放制动缓解信号，如图二所示。

图二

故障发生时，HMI显示屏显示各车停放制动均为绿色，但是整车停放制动缓解指示灯不亮，列车无法动车。根据现象分析，由于HMI显示各车停放制动图标均为绿色，即故障时停放制动已实际缓解，各节车停放制动缓解继电器已吸合，6接车停放制动继电器得电，43/44触头均已闭合，但在列车停放制动监视回路断开，所有停放缓解继电器未得电，最终导致列车无法动车。经初步排查，接线正常，无松脱无虚接，切故障恢复后多次测试无法重现故障，故初步判定故障时6个停放制动继电器中存在至少1个，在继电器已得电吸合的情况下，其13/14触头未产生相应动作（未闭合），导致停放制动监视回路断开，列车无法动车。由于昆明地铁首期工程电客列车在停放制动监视回路中未设置其他监控点，无法判断故障具体发生的位置，仅能锁定为该条监视回路某对触头偶发性故障。

2.2空气制动监视回路故障

列车空气制动监视回路如图三所示。

当每个转向架智能阀或网关阀监测到制动缸压力小于0.4bar时，对应的空气制动缓解继电器得电，该继电器43/44触头闭合，从而将转向架空气制动缓解信号传递至列车网络模块中，如图一所示。而在列车空气制动监视回路中，将各转向架空气制动缓解继电器的13/14触头串联在其中形成回路。故障发生时，HMI屏幕显示各转向架空气制动已缓解，但空气制动监视回路断开，所有制动缓解指示灯不亮，DCU未收到制动缓解信号。后续故障排除过程中仅能锁定故障点为空气制动监视回路中某个空气制动缓解继电器的13/14触头未正常动作，无法排查出具体故障继电器。

3.解决措施

针对上述这两个频发的典型故障，由于相应监视回路中均无对串入其中的各触头进行监控，因此当发生类似故障时仅能锁定为该条监视回路故障，而无法进一步确定具体故障点，未防止运营过程中再次发生该故障，只能采取将该条回路涉及的继电器进行全部更换。以上述两个故障为例，停放制动监视回路共涉及相关继电器6个，空气制动监视回路共涉及相关继电器12个，造成过高的维修成本且也不利于正线应急处置时对故障的判断。

综合考虑各种改进措施后最终确定采取通过对该回路增加网络监控点的方式，对相关触头动作触头进行监测，并对HMI相应故障提示逻辑进行优化，方便检修人员对于故障的判断排查。

3.1停放制动监视回路优化改进

由于昆明地铁首期电客列车已运营超7年，网络平台数据量有限，经对DXM模块点位核对，TC车已无空缺I/O点位可用，只能将监控点位增加于4节M车，共计6个。如图四所示：

上图以1单元为例，当TC1为占有端时，若TC2车=27-K101触头13/14未闭合，则增加的6个监控点均无法采集到信号；若M1-2车=27-K201触头13/14未闭合，则M1-2车监控点可以采集到信号，其余监控点无法采集到信号；若M2-2车=27-K301触头13/14未闭合，则M1-2、M2-2车监控点可以采集到信号，其余监控点无法采集到信号；若M2-1车=27-K301触头13/14未闭合，则除了M2-1、M1-1车以外其余均能采集到信号；若M1-1车=27-K201触头13/14未闭合，则除了M1-1车新增监控点以外，其余均能采集到信号；若TC1车=27-K101触头13/14未闭合，则所有监控点均能采集到信号，但停放制动监视回路断开。同理，当TC2为占有端时，新增监控点也同样能通过采集到的不同信号判断故障点。同时在HMI故障提示中加入上述逻辑判断。

3.2空气制动监视回路优化改进

空气制动监视回路优化也采取和上述类似的方式，在4节M车增加相应监控点，如图五所示，并在HMI根据列车当时占有情况增加相应故障提示。

4.结语

由于昆明地铁首期电客列车已运营多年，网络及控制平台较老，考虑成本等多方面客观因素，在不对系统整体升级改造的前提下，采取本文中对频发故障的监视回路增加监控点的方式可再较低成本且成本不高的情况下，有效避免因无法排查到具体故障位置而被迫更换整条监视回路相关继电器的情况，极大节约了维修成本且有利于正线运营时的故障判断及处置。