CR400BF動車組安全環(huán)路分析

朱寶 靳帥

摘要：CR400BF型復興號動車組為我國自主開發(fā)的最新一代高速動車組，其安全性也達到了世界領先水平。本文主要對CR400BF型復興號動車組安全環(huán)路的設計原理和控制方式進行介紹。

關鍵詞：動車組 安全環(huán)路 制動

引言

高速動車組由列車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)控制整車運行，出于安全性的考慮，高速動車組同時設置有安全環(huán)路，安全環(huán)路使用傳統(tǒng)的電流接觸器技術，由貫穿全列的硬線和相應繼電器組成，獨立于列車的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)【1】，通過安全環(huán)路實現(xiàn)列車自動停車。

1 安全環(huán)路的組成和原理

CR400BF動車組安全環(huán)路由DC110V供電裝置、各個車廂環(huán)路控制裝置、反饋環(huán)路狀態(tài)的繼電器以及司機室內各個環(huán)路切除旋鈕組成。復興號動車組設置有緊急制動EB環(huán)路、緊急制動UB環(huán)路、制動緩解環(huán)路、停放制動監(jiān)控環(huán)路、火災報警環(huán)路、乘客緊急制動環(huán)路，共六個環(huán)路，各個環(huán)路相互獨立互不干涉，單獨進行控制。

CR400BF動車組安全環(huán)路建立后，各個環(huán)路系統(tǒng)對車組相關狀態(tài)進行監(jiān)測，當監(jiān)測到設備異常時，對應車廂環(huán)路控制線中繼電器斷開，車組該安全環(huán)路斷開，相應環(huán)路狀態(tài)繼電器失電，狀態(tài)繼電器失電后觸發(fā)相應的制動指令;經(jīng)過應急處置或切除該安全環(huán)路后，動車組可以正常運行。

2 安全環(huán)路建立

CR400BF動車組安全環(huán)路為DC110V供電，當動車組司機室占用、蓄電池供電后，環(huán)路供電繼電器得電，各安全環(huán)路監(jiān)測滿足該環(huán)路建立條件時，安全環(huán)路建立，對動車組相應狀態(tài)進行監(jiān)測。

CR400BF動車組當動車組進行換端操作或司機室退出占用時，安全環(huán)路斷開，動車組施加緊急制動，重新占用后環(huán)路再次建立;此方式與CRH3型動車組換端時環(huán)路建立方式不同，CRH3型動車組設置有模擬占用繼電器，當占用端司機室退出占用時，司機室模擬占用繼電器得電【2】，同時通過延時繼電器的延時功能，保證環(huán)路不斷開，動車組不會施加緊急制動。

3 各環(huán)路功能介紹

3.1 EBL環(huán)路

EBL緊急制動回路收集來自于司機室制動手柄、停放制動監(jiān)控回路、乘客緊急制動請求、司機警惕裝置的緊急制動請求，并把該請求送到所有牽引箱（激活再生制動），制動控制單元（激活制動控制設施），實行空電復合制動，其中制動手柄和乘客緊急制動請求觸發(fā)制動可以緩解，其它觸發(fā)源均具有零速連鎖。觸發(fā)源如下圖所示：

3.2 UBL環(huán)路

UBL緊急制動環(huán)路收集來自于緊急制動按鈕、EB減速度不足、司機警惕裝置、列車自動控制系統(tǒng)的緊急制動請求，該制動請求只發(fā)送至制動控制單元，動車組施加純空氣制動，UB制動所有觸發(fā)源均具有零速連鎖功能。

動車組EB制動在以下幾種條件下會自動切換為UB制動：①緊急牽引模式;②EB環(huán)路被切除;③EB減速度不足。具體原理如下圖所示：

3.3制動緩解環(huán)路

制動緩解回路監(jiān)控空氣制動的緩解狀態(tài)，以確保在沒有正確實施制動時制動盤不會過分磨損和過熱。制動緩解回路把信息傳遞到CCU 中。如果CCU 檢測到一個斷開的制動緩解回路，將會實施一個制動失效功能。

制動緩解回路的狀況網(wǎng)絡進行監(jiān)控，如果在運行中發(fā)現(xiàn)制動緩解回路斷開，則列車將封鎖牽引，同時所有車輛的制動氣缸壓力開關的接觸點中斷制動緩解回路。空氣制動的緩解現(xiàn)狀通過智能制動板上的壓力開關報告給制動控制。當空氣制動沒有緩解時，壓力開關斷開制動緩解回路監(jiān)控制動緩解回路的狀況。一旦應用列車空氣制動就要打開制動緩解回路所有的狀態(tài)開關。如果列車的所有空氣制動緩解了，就要重設制動緩解回路的狀況開關。制動緩解環(huán)路原理圖如下：

3.4停放制動監(jiān)控環(huán)路

停放制動監(jiān)控回路監(jiān)控彈簧儲能制動（停放制動）的狀態(tài)，以確保在沒有正確實施停放制動時制動盤不會過分磨損和過熱。停放制動監(jiān)控回路把信息傳遞到列車控制系統(tǒng)，當速度大于0km/h 時，一旦列車應用停放制動，停放制動監(jiān)視回路的所有狀態(tài)接觸器應該打開。如果列車所有的停放制動緩解了，必須重新設定停放制動監(jiān)視回路狀況繼電器。

3.5火災報警環(huán)路

火災報警回路監(jiān)控火災報警中心。火災報警回路把狀態(tài)信號送到司機，列車乘務人員和CCU 中。

火警回路是一條與列車控制無關警報線，它用信號報告車組里的火情，如果通過回路報告火警，司機可通過回路狀況接觸器看到信號，旅客及列車工作人員可以通過每節(jié)車廂的鳴笛聲判斷是否有火警，司機可以通過HMI的聲光報警收到火警信號，并采取相應措施。

火警回路監(jiān)控火警報回路的狀況，一旦列車火警報發(fā)生，火警報回路的所有狀態(tài)開關必須斷開。

3.6乘客緊急制動環(huán)路

當旅客有緊急制動要求時，乘客緊急制動回路將通過制動控制單元實施最大常用制動。在危險區(qū)域（例如，在隧道或橋梁上）司機可以使旅客的緊急制動請求暫時失效并且遲后實施【3】。PEBL（旅客緊急制動回路）把狀態(tài)信號送到所有端車的制動控制系統(tǒng)和CCU 中。

列車乘客緊急制動信號一旦啟動，所有的PEBL 狀態(tài)開關都必須打開。如果沒有乘客緊急制動開關被操作，需要重新恢復PEBL 狀態(tài)開關。

乘客緊急制動回路可以通過司機室環(huán)路故障開關將該環(huán)路進行隔離，動車組的乘客緊急制動回路不再進行監(jiān)控。

4 結語

CR400BF動車組安全環(huán)路系統(tǒng)作為列車硬線控制的一部分，與列車外門控制系統(tǒng)、受電弓控制系統(tǒng)、高壓牽引控制系統(tǒng)和制動控制系統(tǒng)等實現(xiàn)軟件硬件相互結合，保障動車組的安全運行。

參考文獻：

1. 郝明遠，高速動車組安全環(huán)路設計研究，鐵道機車與動車，2014（04）

2.張戌，CRHX型動車組安全環(huán)工作原理的分析與研究，現(xiàn)代制造技術與裝備，2013（1），20-21

3.王聰聰，CRH380BK動車組安全環(huán)路系統(tǒng)優(yōu)化，現(xiàn)代制造技術與裝備，2014（3），92-93