摘 要： 分析广州地铁三号线列车的牵引使能触发原理，阐述了列车在几种情况下丢失牵引使能信号所引起的故障原因，并针对实际运营中出现的故障现象进行分析并提出预防和解决措施。

关键词： 广州地铁三号线； 地铁车辆； 安全回路； 牵引使能； 改进

 

      广州地铁三号线列车的牵引使能继电器是设置在安全回路中的一个用于触发牵引使能信号的继电器，而列车的安全回路是用于发出牵引使能信号和产生紧急制动命令的一条安全保护型回路。 如图 1 所示，DC 110 V 电压通过一系列的保护开关和装置传送到列车安全回路上，安全回路激活牵引使能继电器，产生牵引使能信号传送给牵引设备，从而实现列车牵引。

      列车的牵引使能继电器有两种触发方式， 其目的都是利用牵引使能继电器得电触发从而产生一个信号触发 ICU（牵引控制单元）的牵引使能模块，使列车具备牵引使能， 此时如果在没有牵引封锁故障的条件下给出牵引指令列车是可以进行正常的牵引的。 所不同的是，一种是由 VOBC（车载信号设备）送出牵引使能信号，此时列车处于信号有效模式。 若列车使用 ATO（信号自动驾驶）模式或 ATP（信号防护驾驶）模式，则VOBC 收到 ATO 启动的信号后会将控制权交给信号控制中央， 牵引使能信号的触发将完全受信号中央系统控制；列车处于 RM 驾驶模式（限制人工驾驶模式）时，如图 2 所示，VOBC 会接收到列车 RM 继电器送来的限制人工驾驶模式信号，VOBC 确认此时列车处于限制人工驾驶模式后会对安全回路供电， 从而实现对牵引使能继电器的触发。 而另一种是列车处在信号无效模式（ATP CUT-OUT）, VOBC 同样会收到列车送来的一个ATP CUT-OUT 的信号从而停止对安全回路供电 ，此时安全回路的电源将由列车直接供给， 牵引使能继电器在激活司机台后就会动作从而触发牵引使能信号。

      如果在上述两种触发方式中继电器不得电或故障，则列车会至少丢失一半的牵引使能，列车产生牵引封锁不能动车。

      如果列车的安全回路中任何一点出现断路都可能导致牵引使能信号丢失。根据列车的日常运营情况，其牵引使能信号丢失情况大体可以分为 4 种：

       1）牵引使能继电器故障引起的牵引使能信号丢失，整个列车有两个牵引使能继电器（分别在 A、C 车），如果一个继电器故障不能进行动作， 则列车无论在信号有效还是信号无效模式下都不会检测到该节车的牵引使能信号， 车辆显示屏只会显示一节动车的牵引电机图标，列车此时相当于丢失了一半的牵引动力。 这种情况下缺失牵引电机图标的一端是不能缓解紧急制动的，即列车处于牵引封锁状态，如果此时将运营模式选择为降级模式则列车可以限速行驶。 当然如果两个牵引使能继电器同时故障，列车就不可能进行牵引。

      2）安全回路中出现断路导致安全回路的信号不能从激活端传送至非激活一端， 从而致使非激活端的牵引使能继电器不得电，列车处于牵引封锁状态。其中安全回路的激活方式如图 3 所示。

      3）ICU 中的牵引使能模块故障， 也会导致 ICU 不能有效地接受到牵引使能信号，使列车出现牵引封锁。

      4）信号中央控制系统没有送出牵引使能信号或在传输途中丢失牵引使能信号，以及信号车载 VOBC 故障同样可以导致列车的牵引使能继电器不得电， 此时整部列车丢失牵引使能，出现牵引封锁。

      广州地铁三号线 03009 车在信号有效模式下以RM 出库激活司机室时， 一个月内曾经连续多次出现车辆显示屏上只显示激活端的牵引图标现象， 此时激活端紧急制动缓解，而非激活端紧急制动不能缓解；换端操作后出现同样现象， 继续尝试牵引列车则出现牵引封锁。

      此故障为列车丢失一半的牵引使能信号所致，但比较特殊的是在更换激活端后， 所丢失的牵引电机图标也会相应地转移到非激活端。 由此可见故障是随着激活端的变化而进行转移的， 因此可以排除单节动车的牵引使能继电器和 ICU 出现故障的可能性，此时可以考虑上述第 2 种牵引使能信号丢失的情况。

      进一步分析列车牵引使能继电器的相关电路（见图 3）。 假设 A 车为激活端，由于列车处在信号有效模式且驾驶模式为 RM 模式， 则 A 车的 RM 继电器的83/84 脚闭合， 此时 VOBC 的电信号经安全回路送出后首先激活 A 车的牵引使能继电器（PE），同时经 B 车线路又将 C 车的 PE 激活，使整列车具有牵引使能。 从A 车-JD-K101 的节点 JD1453.11 到 C 车－JD-K101 的节点 JD1453.11 之间， 任何一个节点出现断路都会导致激活端的电信号无法传送到非激活端的牵引使能继电器，从而导致列车非激活端出现牵引使能信号丢失。依据上述分析，通过对此回路进行线路排查，发现车辆电路节点某线排插头存在松动，紧固后故障排除。

      当此回路中出现断点时， 只有在信号有效模式且驾驶模式为 RM 时才会出现牵引图标丢失问题；在CUT-OUT 模式下是不会出现的， 因为当切除信号后A、C 车的两个 ATPC 继电器（信号切除继电器）同时动作。如图 4 所示，图中两条回路都可以传递牵引使能激活信号， 即使其中一条回路中断两个牵引使能继电器也会分别得电动作， 保证不会出现非激活端牵引使能信号丢失的问题。

      为避免列车在出库或者运行过程中出现牵引使能信号丢失问题，主要采取了以下几项预防措施：

      1）针对安全回路中可能出现断路从而导致安全回路的信号不能从激活端传送至非激活一端， 引起牵引使能信号丢失的问题， 对列车安全回路中的接线排展开了普查。普查中发现子线排存在松脱的趋势，为确保子线排不再出现松脱， 将部分子线排与母线排之间使用紧固件进行了固定，确保了该回路的稳定可靠。

      2）整个列车有两个牵引使能继电器，分别在 A 车和 C 车，该继电器的动作频率较高，如果卡滞或者烧损将直接导致列车丢失牵引使能信号， 因此要求在检修中对该继电器进行重点检查，确保其状态稳定。

      3）加强司机故障处理培训。 针对列车可能出现牵引使能信号丢失的几种可能和处理措施， 对司机进行培训，以减少列车出现故障后对正线运营的影响。比如当出现类似 03009 车的故障时， 可以使用降级模式保证列车以自身动力推出服务， 而避免对正线造成更大的影响。

通过从多个角度出发对列车牵引使能信号丢失问题进行检查，研究确定了相关故障的解决预案，一定程度上避免了列车牵引使能信号丢失故障的再次发生。