摘　要:介绍了郑州1号线项目中通过硬线实现列车激活、司机室占有、受电弓控制、列车牵引制动列车线等的电路设计及控制概念。

关键词:城轨车辆;列车控制;列车激活;司机室占有;列车控制模式

 

      现阶段地铁车辆大都引入了网络控制,但是硬线电路因其极高的可靠性和可维护性,因此在车辆电气设计中仍然大量采用硬线电路来实现其功能。本文详细阐述了郑州1号线项目中车辆硬线控制概念和电路的设计。

      郑州1号线车辆为B型车,每列车辆由6节车组成(2节带司机室的拖车和4节动车)。列车按照如下形式排列:

      列车编组型式为:-Tc*Mp*M=M*Mp*Tc-Tc*Mp*M=构成可动单元车组。

      其中:Tc为拖车(带司机室);Mp为动车(带受电弓);M为动车;-表示全自动车钩;=表示半自动车钩;*表示半永久车钩。

      列车既可在ATC信号系统控制下进行自动驾驶,也可在ATC系统支持下进入ATP保护的人工驾驶模式和完全人工驾驶。

      列车最高持续运行速度:　80km/h;

      列车设计结构速度:　　 ≥90km/h;

      列车列车联挂速度:　5 km/h;

      列车洗车速度:　　3 km/h;

      列车退行速度:　　10 km/h。

 

      列车操作步骤类似,大致如下:列车激活→司机室占有→升起受电弓→合高速断路器→列车运行模式选择→列车牵引/制动→退出列车运行模式→分高速断路器→降受电弓→退出司机室占有→列车关闭。

      列车激活电路的主要作用是检查列车的完整性,并在列车完好的情况下激活列车。列车激活后,蓄电池正常输出电路将会接通并给整列车供电,列车级的设备和逻辑电路将开始工作,例如车辆中央控制单元、逆变器控制单元等。同样,列车关闭后,这些设备和逻辑电路将会退出工作,蓄电池正常输出也将断开,列车仅有永久负载有电。列车电路中,设计两类激活继电器以完成上述的激活功能,具体如下:

      一类为列车激活继电器。在列车激活后,在列车的两个单元的一类列车激活继电器均得电。作用是使整列车蓄电池正常输出电路工作并使列车激活电路保持(图1中的=72-K102)的相应触点。

      二类为操作端激活继电器。在列车激活后,仅在操作端单元的激活继电器得电。部分设备和逻辑电路,需要在列车激活后仅在任意一端投入工作,如列车超速电路,列车紧急制动电路等,此类设备和电路将使用操作端激活继电器(见图1中的=72-K101、=72-K109和=72-K209)的相应触点。

      列车激活电路中,设计一个自复位旋钮(见图1中的=72-S101)完成列车激活和关闭的操作。列车激活旋钮=72-S101采用三位置的自复位旋钮开关,即“合”、“0”、“分”三位。“0”位为常态,旋转此旋钮至“合”位置,列车将被激活,旋转至“分”位置,列车将被关闭。激活电路中使用了此旋钮的两对触点。其中13-14触点在“0”位和“分”位时为开,“合”位时为闭;23-24触点在“0”位和“合”位时为闭,“分”位时为开。

      列车激活过程:司机上车后,旋转=72-S101(操作端)至“合”位置,列车永久110V电源电流通过旋钮=72-S101(一单元)的13-14触点、=72-K102(操作端)的常闭触点71-72,从而使列车的激活继电器=72-K101(操作端)得电。此后,永久电路的电流通过=72-K101(操作端)的23-24触点、=72-S101(一单元)的23-24触点、单元间的半自动联挂电路(见图2)到达非操作端单元,然后继续通过=72-S101(非操作端)的23-24触点、=72-K101(非操作端)常闭触点61-62使列车的激活继电器=72-K102(非操作端)得电,同时通过列车线使操作端激活继电器=72-K102也得电。此时,操作端的激活继电器=72-K101已得电,而非操作端的激活继电器=72-K101不动作;两个单元的激活继电器=72-K102均得电。在操作端永久110V电源电流通过继电器=72-K102的23-24触点、=72-101的13-14触点使=72-K101在激活旋钮=72-S101处于“0”位时持续闭合。

      列车关闭过程:旋转任意单元的=72-S101至0FF位,将会导致列车两个单元的激活继电器=72-K102均失电,然后已得电的激活继电器=72-K101、=72-K109及=72-K209也将失电。激活继电器=72-K102失电将断开整车的DC110电源(永久电源除外),列车关闭。

      司机室占有电路的目的是在列车被激活后,确定受控司机室,并在受控司机室确定后,占有司机室对列车运行进行操作,将相应的设备和逻辑电路投入使用。在一列车中只能有一个司机室被占有。司机室占有电路见图3。

      在列车激活后,操作司机室钥匙至开位,司控器钥匙开关=22-A01-S01的触点3-4闭合,经过列车占有继电器=22-K102的31-32触点,使列车占有继电器(=22-K101、=22-K151等)得电,司机室占有生效,司机室占有继电器能过=22-K101的33-34触点自锁。同时通过司机室占有继电器=22-K101的13-14触点和列车线使列车两个单元的列车占有继电器=22-K102得电。司机室占有和列车占有后,可进行所有模式下的司机室内(司机室占有端)的列车预备操作,列车占有=22-K102闭合后,其常闭点31-32断开,在电路上使非占有端的司机室占有继电器电路断开,即在非占有端操作司机室钥匙,非占有端的司机室占有继电器也不会得电,同时,通过SKS的DE模块=41-A101.01的A7点的状态判断出列车两端有司机室钥匙操作,对司机进行错误提示,并对操作进行记录。

      当司机室占有后,司机可操作司机台上(司机室占有端)的升弓按钮,控制列车受电弓的抬升并保持。

      只有在列车两个单元的高压箱内的转换开关均在受电弓时,升弓操作才有效。操作本弓隔离=21-S205至合位时,操作单元的受电弓被隔离,不能升弓。

      当受电弓升起后,可操作司机台上(司机室占有端)的降后弓按钮实现受电弓的降弓控制。

      在紧急情况下,司机操作紧急停车按钮时,触发列车紧急停车,受电弓将会降弓。

      受电弓状态通过司机台上升弓按钮=21-S02和降弓按钮=21-S01上的指示灯显示。当两个单元的受电弓均升起时,升弓按钮=21-S02的绿色灯亮;当两弓均降下时,降弓按钮=21-S01的红色灯亮。当只有一个弓升起时,按钮指示灯不亮,但司机台上的HMI显示屏上会显示。

      受电弓控制电路见图4,受电弓显示电路见图5。