凌 煒, 韓振興

(廣州地鐵集團有限公司， 廣州 510168)

廣州地鐵6號線自2013年12月28日開通運營以來， ATO運行時偶爾會出現(xiàn)制動失效、需要司機人工制動的情況。另外在自動折返完成、車門自動打開后，司機開鑰匙時偶爾出現(xiàn)車門自動關閉的情況。原因都與司機控制器速動開關動作不一致有關。在此分析故障原因，并提供解決方案。

1 S355型司機控制器結構

廣州地鐵6號線使用西安沙爾特寶生產(chǎn)的S355型司機控制器[1]，面板上設有控制手柄和換向手柄兩種操作機構，控制手柄中設置警惕按鈕，司機控制器設有機械鎖，見圖1。

1-控制手柄；2-換向手柄；3-機械鎖；4-警惕按鈕。圖1 S355型司機控制器結構圖

為了防止可能產(chǎn)生的誤操作，司機控制器的控制手柄與換向手柄之間機械互鎖，具體情況如下：

(1)控制手柄有：牽引區(qū)、0位(N位)、制動區(qū)、快速制動位4個檔位，檔位之間可以無級調(diào)整。

(2)換向手柄有：向前、0位、向后3個檔位。

(3)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。

(4)換向手柄只有在0位時，才可以關閉機械鎖，并拔出鑰匙。

S355型司機控制器符合TB 1333-1996《機車電器基本技術條件》和TB/T 1391-1993《機車司機控制器基本技術條件》要求[2]，并使用了德國沙爾特寶公司生產(chǎn)的S826速動開關和雙聯(lián)裝電位器，見圖2。當控制手柄、換向手柄、警惕按鈕、機械鎖鑰匙動作時，都會觸發(fā)相應的速動開關動作，另外當控制手柄在不同位置時，可以通過電位器輸出不同的電壓值(1～9 V)。當控制手柄在0位時，S21、S23、S24、S26、S27速動開關動作，輸出電壓為1 V；當控制手柄進入牽引區(qū)后，S25速動開關動作，電位器輸出的電壓逐漸增大，當控制手柄在最大牽引位時，輸出電壓為9 V。

圖2 司機控制器中的速動開關和雙聯(lián)裝電位器

2 ATO模式下制動失效

2.1 問題分析

列車ATO運行的前提條件為換向手柄在向前位，控制手柄在0位，正常情況下，此時S23速動開關閉合,ATO設備檢測到“前向惰行輸入”為1；S21行程開關也閉合，28線有電，見圖3。ATO模式下，當FDO_18觸點閉合時，ATO制動指令線為1，列車正常制動。由于司機控制器制造和安裝過程中存在一定公差，如果控制手柄的位置大于0°但小于6.25°，則有可能出現(xiàn)S23閉合、S21斷開的情況(見圖3)，此時列車能啟動ATO，但

F-向前位； R-向后位； P-牽引區(qū)； N-0位； B-制動區(qū)； FB-快速制動位；FDO_18-ATO制動指令觸點； FDI_9-ATO前向惰行輸入檢測點。圖3 司機控制器ATO模式和ATO制動指令線電路圖

由于S21斷開，28線無電，無論FDO_18觸點狀態(tài)如何，ATO制動指令線將一直為0，ATO模式下制動失效，最終超速觸發(fā)緊急制動。從故障數(shù)據(jù)看，故障期間ATO輸出的模擬量上升到最大值，但ATO制動指令線一直為0。

2.2 解決方案

2.2.1優(yōu)化司機操作

列車進站開門后，司機需要離開司機室觀察乘客上下車情況，出于安全考慮，規(guī)章要求司機離開前將控制手柄拉至制動區(qū)，關門后再拉回0位。故障發(fā)生后，檢查司機控制器控制手柄在0°和大于6.25°的情況下，速動開關動作符合設計要求，設備狀態(tài)正常；在0°～6.25°間，S21和S23存在動作不一致的情況，因此只需要確?？刂剖直耆?位，就可以解決該問題。但與乘務分部溝通了解，司機在離站時需要確認前方軌道、信號燈狀態(tài)，很難每次都去確認手柄是否完全在0位，為減輕司機負擔，考慮對控制電路進行優(yōu)化。

2.2.2優(yōu)化控制電路

當控制手柄處在臨界位置時(0°<手柄位置<6.25°)，S23和S21狀態(tài)可能不一致，當S23閉合但S21斷開時，發(fā)生ATO模式下制動失效故障。由于司機控制器內(nèi)部各部件在制造和安裝過程中存在公差，所以臨界位置客觀存在。

S21速動開關的作用是在人工駕駛時，避免ATO錯誤發(fā)出制動指令干擾列車運行。但查閱車輛信號接口文件，人工模式下ATO設備不參與列車牽引和制動控制；查閱車輛控制系統(tǒng)邏輯[3]，人工模式下列車控制系統(tǒng)不采納ATO設備發(fā)出的牽引和制動指令，所以可以短接S21速動開關解決該問題。短接后即使故障情況下信號系統(tǒng)FDO_18觸點卡滯，只要司機以人工模式駕駛，列車也能正常運行，不存在不能動車的風險。

3 自動折返后車門自動關閉

3.1 問題分析

自動折返模式(AR)下，換向手柄在0位，控制手柄在0位，機械鎖鎖閉，鑰匙拔出，由信號系統(tǒng)控制KAAR繼電器得電，見圖4，從而控制列車主控繼電器KALA1、KALA2、KALA3得電。正常情況下，自動折返完成后，列車?？吭谑及l(fā)站臺并自動開門，司機人工開鑰匙后， SO2、SO3速動開關閉合，由SO3繼續(xù)使主控繼電器得電，SO2閉合后KAKEY得電， KACSR失電，信號系統(tǒng)退出對列車主控繼電器的控制。

在開鑰匙過程中，6號線列車偶爾會出現(xiàn)車門自動關閉的情況。分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在開鑰匙過程中，主控繼電器瞬間失電，信號系統(tǒng)在檢測到主控繼電器失電后，會撤銷“開門允許信號”(零速信號)，導致車門自動關閉。原因為在開鑰匙過程中，SO2和SO3速動開關動作不一致，SO2先閉合，KACSR失電，但此時S03仍未閉合，所以主控繼電器KALA1、KALA2、KALA3失電。SO2和SO3動作不一致的原因為鑰匙開關凸輪在制造和安裝過程中存在公差，導致凸輪觸發(fā)不同速動開關的過程存在時間差，正常情況下不會對列車運行造成影響，但在自動折返完成、司機開鑰匙接管主控的特定情況下，偶爾會出現(xiàn)主控瞬間丟失、車門自動關閉的情況。

KAAR-自動折返繼電器； KAKEY-主控鑰匙繼電器；KACSR-無司機繼電器；KALA1KALA2KALA3-主控繼電器;MC，SAK-司機控制器鑰匙速動開關。圖4 自動折返和主控激活電路

3.2 解決方案

開鑰匙時車門自動關閉的原因為SO2和SO3速動開關動作不一致，當SO2先于SO3閉合時，主控繼電器會瞬間失電。由于鑰匙開關凸輪在制造和安裝過程中存在公差，SO2和SO3的動作很難完全一致。由于SO2和SO3僅給繼電器的線圈供電，實際電流不到0.2 A，可以用列車上備用的額定電流為1.5 A的Wago二極管接線端子并聯(lián)SO2和SO3，見圖5。并聯(lián)后，SO2得電的同時主控繼電器也能同時得電。自動折返模式下，由于存在二極管，KAAR繼電器得電后不會串電至SO2導致KAKEY得電，避免自動折返模式被打斷。同時，并聯(lián)還實現(xiàn)了司機控制器鑰匙開關的冗余，當SO3接觸不良或者斷裂時，可以由SO2控制主控繼電器得電，避免列車救援。

圖5 用二極管接線端子并聯(lián)SO2和SO3

4 結 論

由于司機控制器部件在制造和安裝過程中存在公差，不可避免地存在速動開關動作不一致的情況，特定情況下可能會影響列車正常功能。通過分析相關控制電路，查閱各個接口系統(tǒng)之間的接口文件，最終通過簡單的短接和并聯(lián)便解決了廣州地鐵6號線相關問題。廣州地鐵6號線自2014年11月完成相關控制電路優(yōu)化改造后，列車運行良好，故障未重現(xiàn)。

S355型司機控制器廣泛應用在多個城市多條地鐵線路上，廣州地鐵6號線相關電路優(yōu)化能為其他地鐵提供參考，同時也提醒了車輛廠在設計時認真考慮各個系統(tǒng)之間的接口關系，優(yōu)化電路設計，避免司機控制器速動開關動作不一致影響列車正常功能。