CRH2C動車組300T型ATP設備隔離制動接口問題優化方案探討

孫軼峰 中國鐵路上海局集團有限公司電務部

1 引言

隨著我國高速鐵路飛速發展，已成為了世界高速鐵路運營速度最高、運營里程最長、在建規模最大的國家。列控車載設備（ATP）作為動車組運行的核心控制單元，其運用的穩定性與安全性也在不斷優化和完善。

ATP 系統采用“故障導向安全”的設計理念，一旦檢測到影響安全的故障，會及時施加制動控制列車停車。但ATP 故障無法及時修復，ATP 系統在應用過程中還可實現自我完全隔離，最大程度保障列車運行的安全水平。

2 隔離電路失效的案例分析

2021年5月9日CRH2C-2098-00動車組（300T型ATP設備）擔當G7252 次（上海-合肥南）交路，15：42 上海站開車時司機匯報列車全列制動不緩解, 經轉換隔離開關隔離ATP設備后，車輛屏幕仍然顯示最大常用制動，全列制動無法緩解。啟用虹橋動車所京滬場熱備車底（上海動車段CR400BF-A-3100）開行0G6251/2次（0G6251/2次列車虹橋動車所京滬場16：05 開，上海站16：56 到）列車至上海站擔當G7252 次列車及后續交路，G7252次上海站17：09開，始發晚點1 h27 min。分析AELOG數據，雙系均無任何報警語句（見圖1）。

圖1 A/B系AELOG數據截圖

分析JRU 數據，確認司機執行制動測試，但制動測試未正常進行（見圖2）。

圖2 JRU數據截圖

根據CRH2C 動車組300T設備電氣原理圖對常用制動相關繼電器回路進行測量（見圖3）。

圖3 CRH2C動車組300T設備FSB繼電器電路圖

FSB 繼電器（7 級制動）正常情況下A2-B2 為導通狀態，測量此時FSB 繼電器A2（TB2E-22）引腳電壓值為102 V，B2（TB2E-19）引腳電壓值為0 V，說明FSB 繼電器A2 引腳接觸不良，導致ATP 始終向車輛施加最大常用制動，制動測試無法進行（見圖4、圖5）。

圖4 FSB繼電器A2引腳電壓測量圖

圖5 FSB繼電器B2引腳電壓測量圖

根據分析排查情況，更換FSB 繼電器（換下編號：15-19-76354，換上編號：15-19-89170）后，上電試驗正常，制動測試通過。對換下繼電器進行了性能測試，A2引腳工作電阻值為188.73 mΩ，超過105 mΩ 的標準值，與故障分析排查結果一致。

進一步分析CRH2C 動車組300T 設備電路圖，ATP 隔離開關處于“隔離”位時，對于最大常用制動回路，隔離開關僅隔離RB，FSB 繼電器常閉觸點仍串聯在車輛的最大常用制動回路，如果FSB 繼電器常閉觸點（A1 與A2）接觸不良，將導致隔離ATP 時會輸出最大常用制動，所以當司機在無法執行制動測試，隔離ATP 后車輛仍然檢測到ATP 輸出最大常用制動。

3 CRH2C動車組300T設備制動回路分析

按照《CTCS-3 級列控車載設備技術條件》（TBT 3483-2017）文件中“5.2.8.1”規定，隔離開關用于車載設備故障后隔離車載設備輸出的制動/切換牽引命令，為了驗證CRH2C 動車組300T 設備其他制動回路是否與RB，FSB 繼電器一樣存在無法隔離車載設備輸出制動的安全隱患，我們繼續研究ATP在隔離與非隔離狀態下制動回路的走向情況。

（1）非隔離狀態下

常用制動回路走向：車輛供電由160ATP8 引入端子排TB2E的22-2，由22-1接FSB繼電器底座A2，FSB正常狀態下線圈無電，A2 與 B2 導通，再由底座 B2 連接端子排 TB2E 的19-1,由19-2引出通過短接線Z13連接TB1E的45-5，由45-1連接RB 繼電器底座C2，RB 繼電器正常狀態下線圈得電，C2與B2 導通，由B2 節點通過TB1E 的43-6 連接車輛的常用制動繼電器。

緊急制動回路走向：車輛供電由160ATP8 引入端子排TB1E 的 61-6，由 61-1 接 EB2 繼電器底座 B2，EB2 正常狀態下線圈得電，B2 與 C2 導通，由底座 C2 連接 TB1E 的 63-1，由63-5 通過短接線 Z12 連接 TB1E 的 57-5，再由 57-1 與 EB1 繼電器底座A2 連接，EB1 正常狀態下線圈無電，A2 與B2 導通，由B2 連接TB1E 的55-1，由55-2 通過冗余開關連接車輛的EBR繼電器。

（2）隔離狀態下

常用制動回路走向：車輛的電由160ATP8 引入端子排TB2E 的 22-2，由 22-1 接 FSB 繼電器底座 A2，FSB 正常下無電，A2與B2導通，由底座B2連接端子排TB2E 的19-1,由19-2 引出通過短接線Z13 連接TB1E 的45-5，由于隔離時隔離開關的 3 與 4 短接，即 TB1E 的 45-6 與 TB1E 的 43-5 短接（把RB短路掉），TB1E的43-6連接車輛的常用制動繼電器。

緊急制動回路走向：車輛的電由160ATP8 引入端子排TB1E的61-6，隔離時隔離開關的7與8短接，即TB1E的61-5與 63-6 短接（把 EB2 短路），由 63-5 通過短接線 Z12 連接TB1E 的 57-5，由 57-1 與 EB1 繼電器底座 A2 連接，EB1 正常下無電，A2 與 B2 導通，由 B2 連接 TB1E 的 55-1，由 55-2 通過冗余開關連接車輛的EBR繼電器。

CRH2C 動車組 ATP 設備 FSB 繼電器常閉觸點和 RB 繼電器常開觸點串聯控制車輛最大常用制動回路，車輛最大常用制動回路為失電制動，FSB 繼電器為線圈得電施加制動，RB繼電器為線圈失電施加制動。EB1R 繼電器常閉觸點和EB2R 繼電器常開觸點串聯控制車輛緊急制動回路，車輛緊急制動回路為失電制動，EB1R 繼電器為線圈得電施加制動，EB2R繼電器為線圈失電施加制動。

根據龐巴迪提供的設計文件《CRH2C_SA_ESD Layout1V2.10》，CRH2C 動車組ATP 隔離開關處于“隔離”位時，對于最大常用制動回路，隔離開關僅隔離RB，FSB 繼電器常閉觸點仍串聯在車輛的最大常用制動回路，如果FSB 繼電器常閉觸點接觸不良，將導致隔離ATP 時會輸出最大常用制動（如圖6 所示）。對于緊急制動回路，隔離開關僅隔離EB2R，EB1R 繼電器常閉觸點仍串聯在車輛的緊急制動回路，如果EB1R 繼電器常閉觸點接觸不良，將導致隔離ATP 時會輸出緊急制動（如圖7所示）。

圖6 CRH2C動車組300T設備最大常用制動輸出接口示意圖

圖7 CRH2C動車組300T設備緊急制動輸出接口示意圖

4 CRH2C動車組300T設備制動回路優化措施

為滿足《CTCS-3級列控車載設備技術條件》（TBT 3483-2017）規定，在不降低ATP 系統安全性的前提下，需對現有CRH2C 動車組300T 設備最大常用與緊急制動回路進行優化改造，達到圖8與圖9的效果。

圖8 優化后CRH2C動車組300T設備最大常用制動輸出接口示意

圖9 優化后CRH2C動車組300T設備緊急制動輸出接口示意

為此我們組織北京全路通信信號研究設計院與中車青島四方機車車輛股份公司共同研討CRH2C 動車組300T設備隔離制動接口設計的修改方案，具體修改內容如下：

①將隔離開關的4 到TB1E 的45 的接線調整到TB1E 的61；

②將隔離開關的8到TB1E 的63的接線取消；

③增加隔離開關的8和隔離開關的11的短接線。

修改完畢后，隔離制動接口前后對比如圖10、11所示：

圖10 優化前CRH2C動車組300T設備隔離制動接口

圖11 優化后CRH2C動車組300T設備隔離制動接口

經試驗，上述修改優化CRH2C 動車組300T 設備隔離制動接口設計，當ATP 進入隔離狀態，可完全隔離ATP 的任何制動輸出，徹底實現“隔離開關用于車載設備故障后隔離車載設備輸出的制動/切換牽引命令”的功能。

5 結束語

通過一件故障的分析與成因的深挖，發現并研究制定了CRH2C 動車組300T 設備隔離制動接口設計的優化方案，該方案已獲國鐵集團批復，并結合動車組高級修同步實施。后期將繼續深入研究各類ATP 設備電路圖，分析電路設計上存在的問題，提高ATP運用質量，保障動車組正常運用。