廣州市軌道交通四號線列車故障分析

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摘要：針對廣州市軌道交通四號線列車多次出現(xiàn)的因司控器狀態(tài)不良而引起的運營故障，對司控器故障原因進行分析，提出司控器控制電路改進方案。

關(guān)鍵詞：地鐵列車;司控器;故障;電路;改進

引言

司機控制器（簡稱司控器）是用來操縱地鐵車輛運行的主令控制器，是通過控制電路的低壓電器間接控制主電路的設(shè)備。廣州市軌道交通四號線列車在運行過程中，曾多次出現(xiàn)司控器控制手柄稍微偏離0位，而處于臨界狀態(tài)，導(dǎo)致列車可以實現(xiàn)ATO牽引，但無法響應(yīng)ATO制動，造成列車停車制動距離過大，存在較大的運營安全隱患。

1司控器結(jié)構(gòu)原理及其臨界狀態(tài)分析

廣州市軌道交通四號線列車采用S355F司控器，司控器的面板上有控制手柄、換向手柄兩種可操作機構(gòu)，如圖1所示。控制手柄有牽引區(qū)、0位、制動區(qū)、快速制動位；換向手柄有“向前”“0”“向后”三個檔位。司控器的控制手柄0位、牽引最大位、制動最大位、快速制動位均有定位，這些檔位之間為無級調(diào)節(jié)，通過轉(zhuǎn)動同軸的驅(qū)動電位器來調(diào)節(jié)輸入到電子柜的電壓指令，從而達到調(diào)節(jié)牽引力和制動力的目的。換向手柄每個檔位均有定位，可穩(wěn)定在相應(yīng)的檔位中。控制手柄、換向手柄和機械鎖之間相互機械聯(lián)鎖，即控制手柄在0位時，換向手柄方可操作；換向手柄在非0位時，控制手柄方可操作；換向手柄只有在0位時，機械鎖方可鎖閉司控器。列車ATO模式駕駛時，司控器控制手柄應(yīng)處于0位，如圖2所示。如果此時將控制手柄往前推一點點，司控器處于牽引位與0位的臨界位置，但又未觸發(fā)牽引，司控器控制手柄將處于一個特殊的狀態(tài)，即臨界狀態(tài)，如圖3所示。司控器控制手柄出現(xiàn)臨界狀態(tài)的原因為司控器控制手柄未置于完全垂直位置，造成了司控器行程開關(guān)動作的不一致。行程開關(guān)動作不一致則是因為行程開關(guān)的伸縮臂、滾輪及安裝存在微小的尺寸誤差，而這一輕微誤差目前仍無法避免。

2故障原因分析

廣州市軌道交通四號線列車牽引制動控制回路如圖4所示。正常情況下，司控器控制手柄位于0位時，行程開關(guān)S21、S24均保持閉合狀態(tài)，列車316線得電，惰行位繼電器NPR得電。ATO模式運行時，司控器行程開關(guān)S21、S24閉合，列車316線和339線均得電，車輛顯示屏和信號顯示屏均顯示ATO駕駛模式。

3改進方案

針對上述分析，采用自動列車運行模式（ATOMR）繼電器的一對常開觸點對司控器S21行程開關(guān)進行并聯(lián)改進（見圖4）。司控器S21行程開關(guān)導(dǎo)通時，列車通過316線檢測ATO駕駛模式，同時接收ATO制動指令。ATO模式下ATOMR繼電器得電，其常開觸點閉合，如果司控器控制手柄處于臨界狀態(tài)，S21行程開關(guān)異常斷開，可通過ATOMR繼電器的觸點自動短接S21行程開關(guān)，保證316線得電，確保409線正常得電，列車可以接收并執(zhí)行ATO制動指令。利用ATOMR繼電器的常開觸點進行并聯(lián)改造，可以保證ATO模式下列車的正常功能；相比直接采用硬線進行并聯(lián)的方案，更加可靠；且改造不需要增加新的繼電器，改造成本較低。列車ATO牽引和ATO制動正常。當(dāng)司控器控制手柄處于臨界狀態(tài)時，司控器行程開關(guān)的動作會出現(xiàn)不同步，具體表現(xiàn)為：一方面，S21行程開關(guān)跳開，列車316線失電，制動指令線409線無法得電，列車無法響應(yīng)ATO制動，且車輛顯示屏顯示人工駕駛模式；另一方面，S24行程開關(guān)保持閉合，列車339線得電，NPR繼電器得電給OBCU（車載控制單元）ATO允許信號，OBCU輸出信號激活A(yù)TO模式，信號屏顯示ATO駕駛模式。

4結(jié)束語

通過對司控器電路的改進，有效地解決了司控器控制手柄處于臨界狀態(tài)時列車無法響應(yīng)ATO制動的安全隱患，對保證列車安全運行具有重要的意義。目前廣州市軌道交通四號線列車已經(jīng)完成了相應(yīng)的改造，列車運行中未再出現(xiàn)臨界狀態(tài)故障。同時在四號線延長線新車電路設(shè)計中對控制電路進行了相應(yīng)優(yōu)化，消除了該故障隱患。

參考文獻：

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作者:凌煒 李少帥 單位:廣州地鐵集團有限公司