浅议 CRH380BK动车组安全环路系统

浅议 CRH380BK动车组安全环路系统

张洪戬

中国铁路北京局集团有限公司天津动车客车段

摘要：动车组对于安全性能要求比较高，安全环路系统主要分为硬线和相应继电器两部分构成。在该系统控制下列车安全环路能够随时处于被监控状态，当列车发生故障时会自动停车。CRH380BK动车组的安全环路系统由紧急制动回路（EBL）、停放制动监控回路（PBML）、制动缓解回路（BRL）、乘客紧急制动回路（PEBL）、转向架监控回路（BML）、火灾报警回路（FAL）6个安全回路构成。为了提高运行可靠性，本文对CRH380BK动车组的安全回路构成与各个子系统的优化升级进行了研究。

关键词：动车组；CRH380BK；安全环路

动车组对安全性能要求比较高，目前动车组安全环路主要分为硬线和相应继电器两部分构成。这一系统和列车网络控制系统完全独立，设计中遵循了故障导向原则，因此在该系统控制下列车安全环路能够随时处于被监控状态，当列车发生故障时会自动停车。

1 CRH380BK安全环路系统构成

CRH380BK动车组的安全环路由以下6个安全回路构成。

（1）紧急制动回路（EBL）：该结构主要功能是接收回路其它部分传送回来的信息，如紧急手动按钮、转向架安全运行监控回路等等，这些部分发出的请求将通过紧急制动回路传送到牵引箱制动面板，为系统做出反应提供依据。

（2）停放制动监控回路（PBML）：该结构主要功能是对弹簧储能制动目前状态进行监控，保证弹簧储能制动发生故障情况下，制动盘不会发生太大损耗。并将停放制动监控回路处收集到的信息传送到 EBL，再传送到制动系统各个部分以及CCU中。

（3） 制动缓解回路（BRL）：该部分主要功能是对空气制动释放状态进行监控，保证在制动发生故障情况下有效保护制动盘。BRL同时把系统传送回来的制动状态报告发送到 CCU 。如果BRL中断信息送达CCU，系统会自动关闭牵引锁。

（4）乘客紧急制动回路（PEBL）：如果动车在行驶过程中产生制动需求，紧急制动回路能够在列车制动管理器支持下完成最大限度制动。如果列车当前处于危险路段，司机可对临时制动请求进行延缓，等列车经过危险路段之后再进行制动。制动完成之后旅客紧急制动回路能够向制动控制系统 BCU 和 CCU传送制动状态报告。

（5）转向架监控回路（BML）：转向架监控系统在已经激活状态下，监控回路能够完成紧急制动，转向架和转向轴和车轮损坏程度可有效降低。如果转向架监控造成完全制动不能进行，位于回路中的中断器就会启动。转向架同时向紧急制动回路和CCU报告制动状态。

（6）火灾报警回路（FAL）：该部分主要功能是对火灾报警中心进行监控，并时时向司机、乘务人员和CCU发送监控状态报告。

2 紧急制动回路（EBL）

如果车辆接受到紧急制动请求，例如列车制动保护系统、紧急按钮、安全运行监控回路等，就会断开紧急制动安全回路，列车制动控制系统开启紧急制动电磁阀，制动管进行紧急排风，主 BCU产生最强制动指令形成冗余预控压力，在中继阀调控作用下产生紧急制动制动缸压力。根据新型公车组技术要求，制动系统应分为常用制动、紧急制动EB、紧急制动UB和停放制动等不同层次，应在列车停留在坡道情况下同时具有制动功能和保持车辆不遛逸的功能。在这一要求标准下，动车组安全环路进行了相关技术改进，主要包括：

CRH380BK 紧急制动 UB和CRH380BL紧急制动EB保持相同的制动形式，同样对触发源进行了改进，从环路中将“ASD”和“停放制动监控回路”删除，EB位制动手柄改为UB 位；

（2）CRH380BK的EB紧急制动的触发源改进：制动手柄改为EB 位、“ ASD”和“停放制 动监 控回 路”。制动手柄改为触发EB 紧急制动形式，触发方式改为8级CRH380BL制动方式，触发指令经过CAN总线向BCU传送，不会出现中断。为保证安全性，TBM控制电磁阀也可以产生制动动力；

（3）CRH380BK 紧急制动EB设计了一个能够单独完成紧急制动的EB环路，如果这个环路断开，紧急制动EB将被触动并第一时间连锁。CRH380BL动车组中设计的ASD触发紧急制动不具备第一时间连锁的功能，因此安全性较低。CRH380BK紧急制动EB能够第一时间紧急连锁原理如图1所示。

图1

（4）CRH380BK 紧急制动 EB解除方式改进）：当紧急制动EB被激活以后，CCU能够在最短时间内进行封锁。如果列车当前没有进行移动，CCU接收到信息之后能够开启零速封锁，同时将紧急制动环路EB开启。BCU接收到环路闭合信息之后，将会开启紧急制动解除功能。

3 EB、UB触发源

当设备运行状态正常时进行紧急制动，电子制动主要采用复合制动对列车进行控制，电制动能够根据速度曲线方式进行制动控制。

紧急制动EB将在以下情况下开启：司机控制器当前正处于紧急制动EB位；列车停放意外施加了制动力；司机提示信息发出请求。

司机制动手柄传达出紧急制动信息之后，紧急制动EB得到解除。除此以外的紧急制动信息将开启紧急制动EB。如果车辆没有完全停止，缓解制动不能得到解除。对紧急制动EB进行测量制动距离，需要以指令信号发出为开始，到完全停车结束。主 BCU功能主要是监控列车紧急制动EB紧急降低速度的过程。在紧急制动EB当前降低速度的过程和设计过程不一致情况下，系统自动切换紧急制动UB。

紧急制动UB：该系统主要用于紧急制动安全环路断电情况下对紧急制动阀实施控制，能够在最短时间内完成连锁功能。该系统实施空气紧急制动的条件包括：车辆连接断开、安全制动环路断电、列车断电、司机控制室紧急制动按钮按下等。紧急制动UB能够在完全独立的回路中完成安全制动，可以在列车全部BCU和紧急制动电磁阀上发挥作用。当空气紧急制动装置启动之后，列车不能在行进中解除制动。这一时间内，牵引动力已经中断，一直持续到列车完全停止。

4 EB自动转换UB

EB自动转换UB的条件主要包括：

（1）紧急牵引模式；

（2）备用制动模式；

（3）其它线路取代紧急制动EB环路之后；

（4）EB在减速过程中没有达到相关标准。

参考文献

[1]张曙光.京沪高速铁路系统优化研究[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2]陈亮.和谐号动车组常用制动的控制模式.铁道机车车辆，2010（10）：20-23 .