长春轻轨3号线紧急制动正线救援故障分析

文/李鑫，长春中车轨道车辆有限公司

城市轨道交通车辆制动系统作为列车各系统中安全要求最高、最复杂的系统之一，对列车的安全可靠运行至关重要。长春轻轨3号线列车的制动系统是采用列车控制单元（VCU）进行统一控制的。内设监控终端，它能在司机控制器、ATO或ATP的控制下对列车进行阶段或一次性的制动与缓解，具有自诊断和故障记录功能以及常用制动、紧急制动、停放制动和滑行控制等功能。紧急制动作为制动系统的一项重要功能，主要用于车辆遇到突发状况时，使车辆在有效时间内停在安全范围。

长春轻轨3号线三期厂修车在运营过程中，车辆上行至终点站停车，司乘人员从MC1端司机室换端到MC2端司机室，当上客结束关闭车门后，司乘人员给出牵引级位动车后即立即制动停车，车辆无法正常牵引加速，同时IDU显示屏显示紧急制动EB1故障。司乘人员采用门旁路等相应应急处理措施，再次给出牵引级位车辆仍然无法正常加速。随后申请车辆救援，但当车辆救援动车后，故障车辆又全列施加磁轨制动，导致救援车辆无法牵引该车辆正常加速。司乘人员分断MC1车牵引变流器控制电源空开后，车辆被救援回库，期间延误时间大约90分钟。

紧急制动原理分析

EB1紧急制动控制原理：长春轻轨3号线车辆紧急制动EB1采用纯电制动。根据长春轻轨三期车辆EB1紧急制动电气控制原理简图图1所示，车辆EB1紧急制动受5个条件控制，分别为：主司机室正常建立、全列客室门关好、警惕继电器DMR无动作、牵引逆变器强迫制动无输出及车辆速度超过牵引变流器限制最高速度值70km/h，这5个条件只要满足1个或以上均可以触发车辆实施EB1紧急制动。

图1 EB1紧急制动电气控制简图

强迫制动控制原理，如图2所示，车辆强迫制动控制指令由牵引变流器TCU控制板输出，其输出条件有3个，具体包括牵引逆变器内部数字牵引/制动信号不匹配或方向输入信号不匹配、TCU检测到列车超速、检测到车轮反转。这3个条件任何1个成立均会输出强迫制动指令，并断开车辆牵引安全回路，使车辆实施EB1紧急制动。当车辆只要有一台牵引变流器输出强迫制动指令，车辆所有牵引逆变器根据其内部CAN通讯将会同时输出强迫制动指令。

图2 强迫制动控制原理简图

图3 磁轨制动控制原理

磁轨制动控制原理见图3。磁轨制动动作主要受以下几个条件控制：头车继电器2KA2、零速继电器2KA6-2、安全制动继电器5KA2-2、司控器紧急继电器5KA5，及磁轨测试条件下VCU的指令输出。正常情况下车辆有速度时且在速度大于3km/h条件下拍下蘑菇按钮或司控器拉至EB位，车辆才能实施磁轨制动。车辆静止条件下，可以通过IDU显示屏“设定”界面点击“磁轨测试”按钮后，拍下蘑菇按钮或司控器拉至EB位，车辆才能实施磁轨制动。除上述情况，车辆均不能实施磁轨制动的动作。

原因分析

车辆回库后查询历史故障记录，IDU屏幕显示MC1牵引逆变器“向前、向后方向信号同时为高”的故障信息，对该车辆进行动车测试，IDU“牵引”界面显示全列4台牵引逆变器同时输出强迫制动指令。因此可以判断造成EB1紧急制动的原因为MC1车牵引逆变器输出强迫制动指令，根据强迫制动控制原理，可以初步判断为MC1牵引逆变器内DVI板卡故障导致逆变器向车辆输出了强迫制动指令，当DVI板卡故障检测到方向向前先后信号均为高发生冲突时，则在27a线输出高电平，如图2所示，由于车辆4台牵引逆变器的CAN通讯存在，当只要有1台牵引逆变器输出强迫制动指令将会使剩余牵引逆变器同步输出强迫制动指令，将MC1车与M1车该板卡进行互换后，故障依然存在但发生了转移，因此可以完全确定是MC1牵引逆变器内DVI板卡故障。

在救援车辆回库时，车辆出现EB1紧急制动的同时伴随全列施加磁轨制动，但是在发生磁轨制动时，测量磁轨控制继电器6KA1并未得电动作，而是磁轨供电接触器6KM1直接得电动作，根据图3磁轨制动的原理，可以初步判断是车辆强迫制动控制指令27号线与磁轨制动控制指令362号线在车辆某处连接点存在交叉接线情况。根据车辆布线图对全列27号线及362号线逐段进行校线，发现这两根线在M2车低压接线箱连接器插头处存在交叉接线的错误情况，错误接线如图4粉色标记处。当MC1、M1及M2端牵引逆变器输出强迫制动指令后，由于交叉接线使MC2端磁轨供电接触器动作，MC2端牵引逆变器输出强迫制动指令通过交叉线使MC1、M1及M2端磁轨供电接触器动作，造成全列磁轨同步动作。

图4 强迫制动及磁轨制动接线图

恢复正常接线后分别在两端司机室进行动车测试，车辆由于强迫制动而发生EB1紧急制动的同时不再出现磁轨制动故障。

改进措施

（1）加强对供应商的管控，要求牵引检修厂家出具详细的分析报告。

（2）在后续的车辆检修工作中，对出厂所有厂修三期车辆进行普查，分别在两端司机室模拟强迫制动条件下是否会同步发生全列磁轨动作，模拟磁轨动作条件下是否伴随强迫制动造成EB1紧急制动。

（3）在产车辆生产过程中进行重点检查，确保接线符合技术图纸要求。

车辆的紧急制动出现故障会严重影响行车安全，乘客的生命财产也会受到威胁，本文通过对长春市轨道交通3号线轻轨车辆正线运营期间制动系统出现“紧急制动EB1故障”而造成的车辆救援情况进行分析，介绍该列车紧急制动系统触发的基本逻辑，同时对故障现象、故障原因及故障整改过程做了梳理分析，最终确认故障原因为逆变器内部DVI板卡故障、磁轨接线交叉所致，对此提出了具体的改进措施，为后续列车检修运维积累了丰富的经验。