引言

目前,地鐵車輛主要由受電弓系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、車門及車體內裝系統(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)、轉向架、車鉤貫通道、信號系統(tǒng)、低壓控制及照明系統(tǒng)組成。其中存在速度檢測的系統(tǒng)有制動系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、信號系統(tǒng),是零速信號的來源,其設計理念既存在共性,也存在較大差異。本文基于南昌地鐵項目、蘇州地鐵項目、杭州地鐵項目、合肥地鐵項目零速環(huán)路的詳細分析,進一步總結出可靠性較高的零速環(huán)路設計理念。

1介紹不同系統(tǒng)控制原理

1.1制動系統(tǒng)控制

杭州地鐵2號線采用4動2拖6節(jié)車廂的B型車,其制動系統(tǒng)由KNN0R提供,采用架控方式,即每節(jié)車有兩個EP2002閥,其中第1、3、4、6節(jié)車為一個GV閥和sV閥,第2、5節(jié)車為兩個sV閥。每根軸都有速度傳感器,每個GV閥對其采集的速度傳感器信號進行綜合處理,從而驅動相應繼電器得電,其設計理念為只需任意兩個GV閥輸出零速信號即可使得列車具備零速。考慮到綜合布線的原因,利用相應繼電器的觸點進行控制,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號線延線及4號線的控制與該線設計理念一致。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號線采用3動2拖5節(jié)車廂的B型車,其牽引系統(tǒng)是由經緯軌道提供的,采用車控方式,即每個動車都存在一個牽引控制單元(第2節(jié)、第3節(jié)、第4節(jié)):每節(jié)動車分別有4個電機,每個電機都有1個速度傳感器,每節(jié)車的牽引控制單元對本節(jié)車的4個速度傳感器信號進行綜合處理,從而驅動相應繼電器得電。其設計理念為任意一個牽引控制單元輸出零速信號即可使得列車具備零速:同理,考慮到綜合布線的原因,利用相應繼電器的觸點進行控制,從而又使得零速繼電器在第1、5節(jié)電氣柜中。蘇州2號線延線的控制與該線設計理念一致。具體控制電氣原理圖如圖2所示。

1.3制動系統(tǒng)與牽引系統(tǒng)共同控制

合肥地鐵1號線采用4動2拖6節(jié)車廂的B型車,其制動系統(tǒng)及牽引系統(tǒng)分別由KNN0R公司、新譽龐巴迪提供,設計理念為制動系統(tǒng)采用架控方式,牽引系統(tǒng)采用車控方式:同時制動系統(tǒng)每根軸與牽引系統(tǒng)中每個電機都存在速度傳感器(每節(jié)動車分別有4個),由牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)各自單獨做判斷,從而驅動相應繼電器得電。同樣考慮到綜合布線的原因,利用相應繼電器的觸點進行控制,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,整個電路的走向分為3路,一路為一個單元內任意一個GV閥輸出零速信號即可判斷為零速:另兩路為任意一個單元GV閥輸出零速且任意動車的一個輸入/輸出模塊輸出高電平即可(零速信號由牽引系統(tǒng)判斷,TCMS轉發(fā))。

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

1.4信號系統(tǒng)與制動系統(tǒng)共同控制

南昌2號線采用4動2拖6節(jié)車廂的B型車,其制動系統(tǒng)及信號系統(tǒng)分別由KNN0R公司、上海泰雷茲提供,制動系統(tǒng)每根軸都安裝了速度傳感器,信號系統(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保護的情況下,由制動系統(tǒng)單獨判斷零速,此時制動系統(tǒng)中的4個網關閥進行組合判斷,即一個單元內任意一個GV閥輸出零速信號即可判斷列車零速環(huán)路為高電平。在未有ATC保護的情況下,僅由信號系統(tǒng)判斷零速。南昌2號線延線也采用此設計理念。具體控制電氣原理圖如圖3所示。

1.5其他控制方式

利用制動系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、信號系統(tǒng)各自判斷的非零速從而控制零速,即在零速環(huán)路中串聯(lián)非零速的常閉觸點。目前暫未發(fā)現有地鐵項目采用此種控制方式。

2不同系統(tǒng)控制的共性

綜上所述,不同地鐵項目采用的設計共性是基本都在設備、不同系統(tǒng)、低壓控制電路中采用了冗余功能,使得可靠性實現了較大提高。但部分地鐵項目的設計仍然存在一定的風險隱患。例如有些零速設計方案,僅采用了不同系統(tǒng)的冗余功能或僅采用設備的冗余功能等,這將嚴重影響零速環(huán)路的可靠性。

3各項目實施成效及建議采用的設計理念

目前,南昌地鐵項目、蘇州地鐵項目、杭州地鐵項目、合肥地鐵項目零速環(huán)路設計的運用效果均良好。據此,建議各地鐵項目在后續(xù)的設計聯(lián)絡階段,根據各自供應商的使用業(yè)績,至少在設備、不同系統(tǒng)、低壓控制電路三個冗余功能中選擇兩個,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)路設計的可靠性。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結語

隨著城市軌道交通行業(yè)的蓬勃發(fā)展,運營可靠性、安全性等要求不斷提高。本文從車輛設計自身出發(fā),結合不同地鐵項目的零速控制環(huán)路,總結提煉出零速環(huán)路設計理念,以期不斷提升車輛運營質量,提高地鐵運輸的安全性,保證我國國民出行的安全。