苏州轨道交通3号线列车ATCCB(车载信号系统总断路器)控制电路改造

方潇仪 蔡 波 王 威

(苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司，215101，苏州∥第一作者，工程师)

苏州轨道交通3号线信号系统采用的是卡斯柯Urbalis888基于无线连续通信的移动闭塞系统，车载信号系统是卡斯柯信号系统里的一个子系统。ATCCB(车载信号系统总断路器)为列车一端的车载信号设备总空开，控制着车载设备工作电流的通断。ATCIS(车载信号系统隔离开关)则是隔离信号传输信息转由纯车辆功能控制的旋钮开关。根据车载信号系统控制电路原理图，ATCCB同时还控制着DCSR(数据通信继电器)等继电器的得电和失电。一旦ATCCB跳闸，会导致ATCIS旋钮无效，DCSR等继电器始终无法得电，将造成列车紧急制动无法缓解、车门无法打开等情况，严重影响列车运营。本文探讨ATCIS开关接点及DCSR电路改造方案，以解决因ATCCB跳闸而导致的运营问题。

1 问题分析

苏州轨道交通3号线列车ATCCB断开试验结果如表1所示。

表1 苏州轨道交通3号线列车ATCCB断开试验结果

由表1可见：

1) 当Tc1端激活且Tc1端ATCCB断开时，即使操作Tc1的ATCIS，车载DSO(离散安全输出)板也无法输出零速信号。这一点，与4号线列车的试验现象不同。4号线列车的Tc1端ATCCB断开后，列车仍有零速信号。经检查，3号线列车与4号线列车与零速信号相关的硬线与硬件均无异常，可能是3号线列车与4号线列车车载信号系统软件存在差异而导致试验结果不同。

3号线列车只有Tc1端的ATC(列车自动控制)子系统与车辆网络有接口。因此，当断开Tc1端的ATCCB时，会同时断开车辆网络，这会导致列车两端的里程计都无效。之所以Tc1端ATCCB断开会导致无零速信号，是由于3号线列车车辆网络速度变量使用的是 data 类型(断开Tc1端的ATCCB之后，与车辆网络通信中断，没有车辆网络给的速度作比较，data 类型变量认为当前的车辆网络速度为 undefined)，即断开Tc1端的ATCCB之后 ，Tc1端的里程计无效；因为此时车辆网络被断开，Tc2端里程计没有可与之相比较的有效速度源，因此Tc2端里程计也无效，所以也不会输出零速信号。

列车无零速信号的直接影响就是车门无法打开，导致乘客无法上下车；列车紧急制动无法缓解，导致列车无法牵引。这将严重影响运营。

2) 只要司机在本端驾驶，本端ATCCB空开跳闸，就会导致紧急制动无法缓解，司机只能去尾端隔离ATC使得本端DCSR得电，从而达到缓解紧急制动的目的。列车紧急制动不缓解，带来的直接影响就是列车无法牵引，将严重影响运营。

由上述分析可见，ATCCB的下游设备是ATCIS及DCSR等继电器，ATCCB闭合才能实现ATC传输信息隔离，ATCCB断开就不能实现ATC传输信息隔离。因此，若ATCCB跳闸，无论是ATCIS闭合还是断开，DCSR都无法得电，无法达到隔离信号的目的。这一点与接口技术规范中的规定“在ATC旁路状态下，车辆应不考虑所有ATC输出控制”相违背，故需要对有关电路进行改造。

2 改造方案及现场测试

2.1 改造方案

改造ATCIS开关接点及DCSR电路，使ATCIS和DCSR等继电器不受ATCCB控制。实现当ATCCB断开后，通过隔离本端ATCIS就能实现DCSR等接口继电器得电。改造后的电路如图1所示。

图1 ATCIS开关接点及DCSR电路改造后电路图截图Fig.1 Circuit screenshot of ATCIS switch contact and DCSR circuit after reformation

该改造方案将ATCIS开关的7-8接点及DCSR等继电器直接接到与ATCCB供电总线线路(紧急供电母线)相并联位置，脱离ATCCB的串联控制。为对ATCIS及DCSR等继电器设备进行电路保护，新增了一个空气开关ATCICB(信号系统隔离断路器)。

改造前后电压未变，加载在继电器两端的电压都为110 V。ATCIS隔离开关独立使用0.5 A断路器供电，新增断路器下将有6个断路器负载(每个按5 W计算，共30 W)，按单端80 V考虑蓄电池供电，额定电流为0.38 A，满足改动需求。

结合列车布线图进行现场勘察发现，紧急供电母线的52号位有空接点可以连接(对ATCCB进行断开测试，此接点电压仍为110 V)，并且电器柜有补空的空开位置可以制作，故可新增一条线缆，一端接ATCICB的输入端，另一端接供电母线的52点位，ATCIS原来的7接点接到ATCICB的输出端。

2.2 改造方案实施

经与信号系统供应商和车辆供应商沟通，确定该改造方案可行。供应商与苏州轨道交通共同提出实施方案，落实整改。改造过程分三步进行，分别为拆改配线及新增空开、静态功能测试和动态功能测试。

拆改配线及新增空开后，首先进行静态测试：当断开Tc1端ATCCB时，紧急制动无法缓解；当隔离ATCIS后，紧急制动可缓解。静态测试达到了预期改造效果。

动态测试：对改造实施完成后的列车进行动态功能验证。列车运行过程中，当断开Tc1端ATCCB时，列车紧急制动并无法缓解；当隔离ATCIS后，紧急制动可缓解。动态测试达到了预期改造效果。该改造方案能够确保各驾驶模式及相关车载功能正常运行，列车可上线安全运营。改造方案实施后苏州轨道交通3号线列车ATCCB断开试验结果如表2所示。

表2 改造方案实施后苏州轨道交通3号线列车ATCCB断开试验结果

有零速信号就能保证车门一定能打开，不会影响乘客上下车。并且电路改造后，无论哪端ATCCB跳闸，都能通过隔离司机端ATCIS来实现紧急制动缓解，不会导致列车无法牵引，更不会使故障产生的影响进一步扩大化。

3 结语

改造前，若因ATCCB跳闸导致紧急制动，司机能察觉到的只有DMI(驾驶室显示屏)黑屏及列车产生紧急制动。司机需对所有ATCCB跳闸情况进行整合并形成故障处理流程图，流程繁琐，耽误运营时间。改造后，出现任何信号重大故障，只需切除本端ATC隔离开关，3 s时间就能保证以车辆模式的运行，大大减少了司机在判断故障和处理故障上所消耗的时间。改造方案有效规避了电路设计缺陷导致的故障风险。经调研，目前苏州轨道交通3号线和4号线列车都可按该改造方案进行相应改造。对于后续增购列车，在前期列车装配过程中就可参照该改造方案实施电路搭建。