紧急牵引功能介绍

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“EmergencyDrive”。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牵引制动力设置在紧急牵引模式下，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中设置的值不被采用）；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_GReader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_GReader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。3.3VCU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●“Driveinhib.a_ref=0m/s2”●“Startinhib.v=0a=-1m/s2”●“Startinhib.a_ref=-1m/s2”牵引封锁的逻辑关系如下图所示：5.1、牵引封锁条件一：“Driveinhib.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“Driveinhib.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：“Startinhib.v=0a=-1m/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“Startinhib.v=0a=-1m/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：“Startinhib.a_ref=-1m/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“Startinhib.a_ref=-1m/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VCU紧急制动、牵引封锁与紧急牵引的关系故障描述采取措施VCU紧急制动、牵引封锁故障处理打紧急牵引模式条件可以不可以01超速重新牵引NO02只有一个司机室占用司机确认处理YES03项目选择司机确认处理YES04制动力不够重新牵引YES05列车运行中方向改变司机确认方向手柄YES06运行70米以内客室门没有关好司机确认车门状态NO07主风缸压力低于5个bar司机确认空压机状态NO08牵引条件下，列车速度为0重新牵引YES09轮径值参考值错误校对轮径值YES10牵引、启动参考值没有准备好重新牵引YES11没有ATP使能允许切除ATPYES12紧急牵引指令和ATO/司控器正常牵引指令同时给出确认紧急牵引和牵引手柄、ATO没有同时激活NO13“司控器/ATO发出制动”命令确认没有制动命令NO14主从VCU切换等待切换完成NO15VCU处于准备阶段等待VCU启动完成NO16牵引指令发出，没有动车，请求机械制动缓解确认气制动都缓解yes17没有选择方向、无ATO\司控器参考值、无驾驶模式方向手柄置零，重新牵引YES18紧急逃生门没有锁好确认逃生门状态NO19车间电源刀开关激活确认刀开关打至正常位NO20主风缸压力低于6bar确认空压机状态YES21BCU限速重新牵引YES22两个司机室被占用确认司机室状态NO233个牵引逆变器封锁确认牵引逆变器YES24受电弓强迫升弓确认升弓方式NO25停车制动施加确认停放制动状态YES266个DC/AC都不工作重新配置MVBYES27VCU的CPU拨码选择不正确更改VCU拨码管YES28车间供气塞门激活恢复车间供气塞门YES29参考速度和允许最大速度的最小值小于0重新牵引NO30无方向选择试验方向手柄NO31快速制动确认制动指令NO32列车紧急制动确认制动指令NO33ATP紧急制动复位ATPYES34紧急停车确认蘑菇按钮NO35VCU紧急制动确认触发VCU制动原因NO36警惕按钮监控操作警惕按钮旁路NO37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重新牵引YES38气制动监测回路诊断到列车没有缓解确认气制动状态YES39BCU制动没有缓解确认气制动状态YES40牵引条件下，列车后溜0.4m增大牵引力NO41无紧急牵引条件下，切除超过B09个转向架、操作紧急牵引