引言

目前,地鐵車輛主要由受電弓系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、車門及車體內(nèi)裝系統(tǒng)、列車控制及診斷系統(tǒng)、PIs系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架、車鉤貫通道、信號(hào)系統(tǒng)、低壓控制及照明系統(tǒng)組成。其中存在速度檢測(cè)的系統(tǒng)有制動(dòng)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng),是零速信號(hào)的來(lái)源,其設(shè)計(jì)理念既存在共性,也存在較大差異。本文基于南昌地鐵項(xiàng)目、蘇州地鐵項(xiàng)目、杭州地鐵項(xiàng)目、合肥地鐵項(xiàng)目零速環(huán)路的詳細(xì)分析,進(jìn)一步總結(jié)出可靠性較高的零速環(huán)路設(shè)計(jì)理念。

1介紹不同系統(tǒng)控制原理

1.1制動(dòng)系統(tǒng)控制

杭州地鐵2號(hào)線采用4動(dòng)2拖6節(jié)車廂的B型車,其制動(dòng)系統(tǒng)由KNN0R提供,采用架控方式,即每節(jié)車有兩個(gè)EP2002閥,其中第1、3、4、6節(jié)車為一個(gè)GV閥和sV閥,第2、5節(jié)車為兩個(gè)sV閥。每根軸都有速度傳感器,每個(gè)GV閥對(duì)其采集的速度傳感器信號(hào)進(jìn)行綜合處理,從而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器得電,其設(shè)計(jì)理念為只需任意兩個(gè)GV閥輸出零速信號(hào)即可使得列車具備零速。考慮到綜合布線的原因,利用相應(yīng)繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行控制,從而又使得零速繼電器在第1、6節(jié)電氣柜中。杭州地鐵2號(hào)線延線及4號(hào)線的控制與該線設(shè)計(jì)理念一致。具體控制電氣原理圖如圖1所示。

1.2牽引系統(tǒng)控制

蘇州2號(hào)線采用3動(dòng)2拖5節(jié)車廂的B型車,其牽引系統(tǒng)是由經(jīng)緯軌道提供的,采用車控方式,即每個(gè)動(dòng)車都存在一個(gè)牽引控制單元(第2節(jié)、第3節(jié)、第4節(jié)):每節(jié)動(dòng)車分別有4個(gè)電機(jī),每個(gè)電機(jī)都有1個(gè)速度傳感器,每節(jié)車的牽引控制單元對(duì)本節(jié)車的4個(gè)速度傳感器信號(hào)進(jìn)行綜合處理,從而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器得電。其設(shè)計(jì)理念為任意一個(gè)牽引控制單元輸出零速信號(hào)即可使得列車具備零速:同理,考慮到綜合布線的原因,利用相應(yīng)繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行控制,從而又使得零速繼電器在第1、5節(jié)電氣柜中。蘇州2號(hào)線延線的控制與該線設(shè)計(jì)理念一致。具體控制電氣原理圖如圖2所示。

1.3制動(dòng)系統(tǒng)與牽引系統(tǒng)共同控制

合肥地鐵1號(hào)線采用4動(dòng)2拖6節(jié)車廂的B型車,其制動(dòng)系統(tǒng)及牽引系統(tǒng)分別由KNN0R公司、新譽(yù)龐巴迪提供,設(shè)計(jì)理念為制動(dòng)系統(tǒng)采用架控方式,牽引系統(tǒng)采用車控方式:同時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)每根軸與牽引系統(tǒng)中每個(gè)電機(jī)都存在速度傳感器(每節(jié)動(dòng)車分別有4個(gè)),由牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)各自單獨(dú)做判斷,從而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器得電。同樣考慮到綜合布線的原因,利用相應(yīng)繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行控制,從而又使得零速繼電器在第1、6節(jié)電氣柜中。

(1)在TCMs正常情況下,整個(gè)電路的走向分為3路,一路為一個(gè)單元內(nèi)任意一個(gè)GV閥輸出零速信號(hào)即可判斷為零速:另兩路為任意一個(gè)單元GV閥輸出零速且任意動(dòng)車的一個(gè)輸入/輸出模塊輸出高電平即可(零速信號(hào)由牽引系統(tǒng)判斷,TCMS轉(zhuǎn)發(fā))。

(2)在TCMS故障的情況下,僅可執(zhí)行一路,即一個(gè)單元內(nèi)任意一個(gè)GV閥輸出零速即可判斷為零速。

1.4信號(hào)系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)共同控制

南昌2號(hào)線采用4動(dòng)2拖6節(jié)車廂的B型車,其制動(dòng)系統(tǒng)及信號(hào)系統(tǒng)分別由KNN0R公司、上海泰雷茲提供,制動(dòng)系統(tǒng)每根軸都安裝了速度傳感器,信號(hào)系統(tǒng)第1節(jié)車、第6節(jié)車的第2、3軸安裝了速度傳感器。在有ATC保護(hù)的情況下,由制動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)判斷零速,此時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)中的4個(gè)網(wǎng)關(guān)閥進(jìn)行組合判斷,即一個(gè)單元內(nèi)任意一個(gè)GV閥輸出零速信號(hào)即可判斷列車零速環(huán)路為高電平。在未有ATC保護(hù)的情況下,僅由信號(hào)系統(tǒng)判斷零速。南昌2號(hào)線延線也采用此設(shè)計(jì)理念。具體控制電氣原理圖如圖3所示。

1.5其他控制方式

利用制動(dòng)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)各自判斷的非零速?gòu)亩刂屏闼?即在零速環(huán)路中串聯(lián)非零速的常閉觸點(diǎn)。目前暫未發(fā)現(xiàn)有地鐵項(xiàng)目采用此種控制方式。

2不同系統(tǒng)控制的共性

綜上所述,不同地鐵項(xiàng)目采用的設(shè)計(jì)共性是基本都在設(shè)備、不同系統(tǒng)、低壓控制電路中采用了冗余功能,使得可靠性實(shí)現(xiàn)了較大提高。但部分地鐵項(xiàng)目的設(shè)計(jì)仍然存在一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患。例如有些零速設(shè)計(jì)方案,僅采用了不同系統(tǒng)的冗余功能或僅采用設(shè)備的冗余功能等,這將嚴(yán)重影響零速環(huán)路的可靠性。

3各項(xiàng)目實(shí)施成效及建議采用的設(shè)計(jì)理念

目前,南昌地鐵項(xiàng)目、蘇州地鐵項(xiàng)目、杭州地鐵項(xiàng)目、合肥地鐵項(xiàng)目零速環(huán)路設(shè)計(jì)的運(yùn)用效果均良好。據(jù)此,建議各地鐵項(xiàng)目在后續(xù)的設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)階段,根據(jù)各自供應(yīng)商的使用業(yè)績(jī),至少在設(shè)備、不同系統(tǒng)、低壓控制電路三個(gè)冗余功能中選擇兩個(gè),其中低壓控制電路的冗余優(yōu)先選擇,可有效提高零速環(huán)路設(shè)計(jì)的可靠性。典型電路模型有南昌2、杭州2)杭州2延、杭州4)、合肥1等。

4結(jié)語(yǔ)

隨著城市軌道交通行業(yè)的蓬勃發(fā)展,運(yùn)營(yíng)可靠性、安全性等要求不斷提高。本文從車輛設(shè)計(jì)自身出發(fā),結(jié)合不同地鐵項(xiàng)目的零速控制環(huán)路,總結(jié)提煉出零速環(huán)路設(shè)計(jì)理念,以期不斷提升車輛運(yùn)營(yíng)質(zhì)量,提高地鐵運(yùn)輸?shù)陌踩?保證我國(guó)國(guó)民出行的安全。