广州市轨道交通四号线列车故障分析

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摘要：针对广州市轨道交通四号线列车多次出现的因司控器状态不良而引起的运营故障，对司控器故障原因进行分析，提出司控器控制电路改进方案。

关键词：地铁列车;司控器;故障;电路;改进

引言

司机控制器（简称司控器）是用来操纵地铁车辆运行的主令控制器，是通过控制电路的低压电器间接控制主电路的设备。广州市轨道交通四号线列车在运行过程中，曾多次出现司控器控制手柄稍微偏离0位，而处于临界状态，导致列车可以实现ATO牵引，但无法响应ATO制动，造成列车停车制动距离过大，存在较大的运营安全隐患。

1司控器结构原理及其临界状态分析

广州市轨道交通四号线列车采用S355F司控器，司控器的面板上有控制手柄、换向手柄两种可操作机构，如图1所示。控制手柄有牵引区、0位、制动区、快速制动位；换向手柄有“向前”“0”“向后”三个档位。司控器的控制手柄0位、牵引最大位、制动最大位、快速制动位均有定位，这些档位之间为无级调节，通过转动同轴的驱动电位器来调节输入到电子柜的电压指令，从而达到调节牵引力和制动力的目的。换向手柄每个档位均有定位，可稳定在相应的档位中。控制手柄、换向手柄和机械锁之间相互机械联锁，即控制手柄在0位时，换向手柄方可操作；换向手柄在非0位时，控制手柄方可操作；换向手柄只有在0位时，机械锁方可锁闭司控器。列车ATO模式驾驶时，司控器控制手柄应处于0位，如图2所示。如果此时将控制手柄往前推一点点，司控器处于牵引位与0位的临界位置，但又未触发牵引，司控器控制手柄将处于一个特殊的状态，即临界状态，如图3所示。司控器控制手柄出现临界状态的原因为司控器控制手柄未置于完全垂直位置，造成了司控器行程开关动作的不一致。行程开关动作不一致则是因为行程开关的伸缩臂、滚轮及安装存在微小的尺寸误差，而这一轻微误差目前仍无法避免。

2故障原因分析

广州市轨道交通四号线列车牵引制动控制回路如图4所示。正常情况下，司控器控制手柄位于0位时，行程开关S21、S24均保持闭合状态，列车316线得电，惰行位继电器NPR得电。ATO模式运行时，司控器行程开关S21、S24闭合，列车316线和339线均得电，车辆显示屏和信号显示屏均显示ATO驾驶模式。

3改进方案

针对上述分析，采用自动列车运行模式（ATOMR）继电器的一对常开触点对司控器S21行程开关进行并联改进（见图4）。司控器S21行程开关导通时，列车通过316线检测ATO驾驶模式，同时接收ATO制动指令。ATO模式下ATOMR继电器得电，其常开触点闭合，如果司控器控制手柄处于临界状态，S21行程开关异常断开，可通过ATOMR继电器的触点自动短接S21行程开关，保证316线得电，确保409线正常得电，列车可以接收并执行ATO制动指令。利用ATOMR继电器的常开触点进行并联改造，可以保证ATO模式下列车的正常功能；相比直接采用硬线进行并联的方案，更加可靠；且改造不需要增加新的继电器，改造成本较低。列车ATO牵引和ATO制动正常。当司控器控制手柄处于临界状态时，司控器行程开关的动作会出现不同步，具体表现为：一方面，S21行程开关跳开，列车316线失电，制动指令线409线无法得电，列车无法响应ATO制动，且车辆显示屏显示人工驾驶模式；另一方面，S24行程开关保持闭合，列车339线得电，NPR继电器得电给OBCU（车载控制单元）ATO允许信号，OBCU输出信号激活ATO模式，信号屏显示ATO驾驶模式。

4结束语

通过对司控器电路的改进，有效地解决了司控器控制手柄处于临界状态时列车无法响应ATO制动的安全隐患，对保证列车安全运行具有重要的意义。目前广州市轨道交通四号线列车已经完成了相应的改造，列车运行中未再出现临界状态故障。同时在四号线延长线新车电路设计中对控制电路进行了相应优化，消除了该故障隐患。

参考文献：

[1]广州市轨道交通四、五号线直线电机车辆说明书[G].青岛：南车四方机车车辆股份有限公司，2008.

[2]彭宝林，林平.新型轨道交通司机控制器研究[J].机车电传动，2014（2）：58-61.

[3]马林森.轨道交通列车司控器概述[J].城市轨道交通研究，2008（8）：73-76.

作者:凌炜 李少帅 单位:广州地铁集团有限公司