紧急牵引功能介绍
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紧急牵引功能介绍
广州地铁二、八号线地铁车辆采用西门子列车控制系统,在列车牵引方式中设计了紧急牵引功能。
本文讲述了紧急牵引功能在地铁列车中的应用,重点介绍了紧急牵引功能与列车紧急制动、牵引封锁、启动联锁之间的关系。
一、紧急牵引介绍
1.1紧急牵引命令的输入
在激活列车的情况下,将司机室紧急牵引旋钮打至“合”位,如果SKS输入E114_08=1或E124_08=1(如下图所示:=41-A101.04模块的B1脚采集到110V信号),则VCU就会触发“Emergency Drive”。
1.2、打紧急牵引需要注意的问题
在列车运营中,如果需要采用紧急牵引模式,则需要注意以下几个问题。
●在紧急牵引模式中,一些功能模块被旁路掉。
●紧急牵引向前或紧急牵引向后命令激活。
●紧急牵引模式中,一些软件模块被旁路或失效。
如果要操作紧急牵引旋钮,那么司机必须确认列车已经满足运营服务的条件。
例如:司机必须确认所有车门都已经关闭,常用制动以及紧急制动功能正常等等。
1.3、操作紧急牵引对列车状态的影响
1.3.1 对高速断路器闭合命令
在激活列车的情况下,操作紧急牵引模式,高速断路器闭合的命令就会送出,忽略了高速断路器断开的命令。
1.3.2 司机室激活
● SKS输入信号:E111_03=1或E121_03=1(司机室1、2占有),只有一个司机室激活,可以向前或向后牵引。
● SKS输入信号:E111_03=0、E121_03=0(司机室1、2占有),列车只能向前牵引。
● SKS输入信号:E111_03=1、E121_03=1(司机室1、2占有),司机室占有的两个信号都为高电平,即一端为信号输入故障,另外一端被司机占有。
这种情况下需要确认另外一端司机室是否被占有。
1.4牵引制动力设臵
在紧急牵引模式下,VCU控制列车的牵引和制动。
列车以最优的牵引曲线建立起列车牵引力,可以达到最大牵引力的70%以满足舒适的牵引性能;制动力将限制到最大制动力的70%(司控器/ATO中设臵的值不被采用);列车超过目标速度值,VCU将采用ED或EP制动将速度降低到安全速度范围。
二、逻辑功能模块
广州地铁二、八号线车辆的诊断控制逻辑采用SIBAS_G Reader诊断软件,信号的采集和输出通过SKS实现,信号的处理过程采用逻辑功能模块,本文用到的几个逻辑功能模块的功能如下:
●模块“CONVB1H1”、“CONVB1H2”:
将输入的二进制数字信号进行“位”输入;
●模块“SWITCHH1”、“SWITCHH2”
将输入信号“SEL”作为选择信号,高电平时输出“OUT”选择输入“INH”的信号,低电平时输出“OUT”选择输入“INL”的信号;
●模块“AND_H1”、“AND_H2”:
将“INT1”和“INT2”的输入信号进行“位”的“与”运算,运算结果为“0”,则输出“Q”为“0”,运算结果不为“0”,则输出“Q”为“1”;
●模块“AND4”:
只要有一个输入为“0”,则输出“OUT”为“0”;只有输入都为“1”,输出“OUT”才为“1”;
●模块“RSFFSET”:
输入“RES”为“1”,则输出“OUT”为“0”;输入“RES”为“0”,则输出“OUT”和输入“SET”保持一致;
●模块“OR3”:
三个输入信号中只要有一个信号等于“1”,则“OUT”输出为“1”;三个输入信号都为“0”,则输出为“0”。
●模块“LATCH_H2”
输入“EN”为“1”,则“out”=“int”;输入“EN”为“0”,则“out”保持上一次“out”的输出值。
●模块“DELAYON”:
将输入信号延时200ms输出。
三、紧急牵引与VCU紧急制动之间的关系
3.1、VCU紧急制动
VCU紧急制动在SIBAS_G Reader诊断软件里的逻辑树如下图所示,通过逻辑功能模块对SKS采集到的二进制输入信号进行数字处理,最终形成二进制的VCU紧急制动命令。
图一、VCU紧急制动逻辑图
根据VCU紧急制动逻辑图(图1)以及参考功能模块功能可以得出:
●当模块“AND4”的“OUT”输出为“1”时,模块“RSFFSET”的“OUT”输出为“0”,即取消VCU紧急制动。
此时“AND4”的输入条件“INT1”(一个司机室占有)、“INT2”(列车速度为0)、“INT3”(没有牵引指令)应满足输入都为“1”。
●当模块“AND4”的“OUT”输出为“0”时,不操作紧急牵引模式,则VCU紧急制动是否触发取决于模块“CONVB1H1”的7个输入信号是否都为“0”。
即正常情况下VCU紧急制动的触发条件有:1、“超速”;2、“启动70米以内车门没有关好”;
3、“一个司机室占用”;
4、“项目选择”(已选本项目,则为1);
5、“制动力不够”;
6、“主风缸压力低于5个bar”;
7、“列车运行中方向改变”
3.2 取消VCU紧急制动,可以采取以下措施:
●确认列车是否超速。
●确认列车启动运行70m以内,客室车门是否没有关好。
●确认只有一个司机室被占用。
●确认列车项目信息没有改变。
●确认制动时施加的制动力过少,可以增大制动力。
●确认气压表是否低于5bar。
●判断列车运行中方向是否改变,可以试验方向手柄,判断列车气压值和列车头灯是否正常。
3.3 VCU紧急制动与紧急牵引之间的关系分析:
操作紧急牵引模式,如图一所示“SWITCHH1”的输出23H(00100011)与“CONVB1H1”模块的8位输入进行“与”运算。
即操作紧急牵引模式,可以旁路掉“CONVB1H1”模块输入的第“3、4、5、7”位引起的VCU紧急制动,不能旁路第“1、2、6”位引起的VCU紧急制动。
四、牵引封锁
牵引封锁一共有3个输入条件
●“Drive inhib.a_ref=0m/s2”
●“Start inhib.v=0 a=-1 m/s2”
●“Start inhib. a_ref=-1 m/s2”
牵引封锁的逻辑关系如下图所示:
5.1、牵引封锁条件一:“Drive inhib.a_ref=0m/s2”
牵引封锁触发条件1
牵引封锁条件一的逻辑图如上图所示
根据逻辑模块的功能,列车正常运行情况下,影响牵引封锁“Drive inhib.a_ref=0m/s2”的输入条件有:1、“MC/ATO 发出制动”命令;2、“牵引条件下,列车速度为0”;3、“轮径值参考值错误”;4、“牵引、启动参考值没有准备好”;5、“紧急牵引指令和ATO/司控器正常牵引指令同时给出”;6、“主从VCU切换”;7、“VCU处于准备阶段”;8“ATP使能允许”
操作紧急牵引后,则模块“SWITCHH2”的输出“71H”(0000000001110001)与“CONVB1H2”模块的16位输入进行“与”运算,其中“CONVB1H2”模块的“1、5、6、7”位的输入没有被旁路,其它位的输入都被旁路。
具体情况如下表
结论:1、操作紧急牵引,可以旁路“牵引条件下,列车速度为0”、“轮径值参考值错误”、“牵引、启动参考值没有准备好”、“ATP使能允许”四个条件引起的牵引封锁;2、“MC/ATO发出制动”、“牵引、启动参考值没有准备好”、3、“紧急牵引指令和ATO/司控器正常牵引指令同时给出”、“主从VCU切换(5S)”四个条件引起的紧急制动,操作紧急牵引不能缓解制动。
二、启动联锁:“Start inhib.v=0 a=-1 m/s2”
牵引封锁触发条件2
根据逻辑模块的功能,列车正常运行情况下,影响牵引封锁“Start inhib.v=0 a=-1 m/s2”的输入条件有:1、“牵引指令发出,没有动车,请求机械制动缓解”2、“没有选择方向、无ATO\司控器参考值、无驾驶模式”3、“0”
4、“紧急逃生门没有锁好”
5、“车间电源刀开关激活”
6、
“主风缸压力低于6bar”7、“BCU限速”8、“两个司机室
被占用”9、“3个牵引逆变器封锁”10、“受电弓强迫升弓”
11、“停车制动施加”12、“所有的辅助逆变器都封锁”13、
“CPU拨码选择不正确”14、“车间供气塞门激活”
操作紧急牵引后,则模块“SWITCHH2”的输出“298H”(0000001010011000)与“CONVB1H2”模块的16位输入进行“与”运算,其中“CONVB1H2”模块的“4、5、8、10”位的输入没有被旁路,其它位的输入都被旁路。
结论:操作紧急牵引模式时:1、可以旁路“牵引指令发出,没有动车,请求机械制动缓解”、“没有选择方向、无ATO\司控器参考值、无驾驶模式”、“主风缸压力低于6bar”、“BCU限速”、“3个牵引逆变器封锁”2、不能旁路“紧急逃生门没有锁好”、“车间电源刀开关激活”、“两个司机室被占用”、“受电弓强迫升弓”引起的启动连锁。
三、牵引封锁条件三:“Start inhib. a_ref=-1 m/s2”
牵引封锁触发条件3
根据逻辑模块的功能,列车正常运行情况下,影响牵
引封锁“Start inhib. a_ref=-1 m/s2”的输入条件有:1、“参考速度和允许最大速度的最小值小于0”2、“无方向选择”3、“快速制动”4、“列车紧急制动”5、“ATP紧急制动”
6、“紧急停车”
7、“VCU紧急制动”
8、“警惕按钮监控”
9、“牵引制动命令同时存在、紧急制动失效的情况下执行快速制动”10、“气制动监测回路诊断到列车没有缓解”11、“BCU 制动没有缓解”12、“牵引条件下,列车后溜0.4m”13、“无紧急牵引条件下,切除超过B09个转向架、操作紧急牵引,切除超过7个B09”14、“强迫零位”15、“客室门没有关好”
操作紧急牵引后,则模块“SWITCHH2”的输出“58efH”(0101100011101111)与“CONVB1H2”模块的16位输入进行“与”运算,其中“CONVB1H2”模块的“5、9、10、11、14”位的输入被旁路,其它位的输入不能被旁路。
六、操作紧急牵引可以旁路的功能如下:
在紧急牵引模式下,一些牵引和列车启动的限制条件被忽略了:具体情况如下。