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紧急牵引功能介绍

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紧急牵引功能介绍
广州地铁二、八号线地铁车辆采用西门子列车控制系统，在列车牵引方式中设计了紧急牵引功能。本文讲述了紧急牵引功能在地铁列车中的应用，重点介绍了紧急牵引功能与列车紧急制动、牵引封锁、启动联锁之间的关系。
一、 紧急牵引介绍
1.1紧急牵引命令的输入
在激活列车的情况下，将司机室紧急牵引旋钮打至“合”位，如果SKS输入E114_08=1或E124_08=1（如下图所示：=41-A101.04模块的B1脚采集到110V信号），则VCU就会触发“Emergency Drive”。

1.2、打紧急牵引需要注意的问题
在列车运营中，如果需要采用紧急牵引模式，则需要注意以下几个问题。
● 在紧急牵引模式中，一些功能模块被旁路掉。
● 紧急牵引向前或紧急牵引向后命令激活。
● 紧急牵引模式中，一些软件模块被旁路或失效。如果要操作紧急牵引旋钮，那么司机必须确认列车已经满足运营服务的条件。例如：司机必须确认所有车门都已经关闭，常用制动以及紧急制动功能正常等等。
1.3、 操作紧急牵引对列车状态的影响
1.3.1 对高速断路器闭合命令
在激活列车的情况下，操作紧急牵引模式，高速断路器闭合的命令就会送出，忽略了高速断路器断开的命令。
1.3.2 司机室激活
● SKS输入信号：E111_03=1或E121_03=1（司机室1、2占有），只有一个司机室激活，可以向前或向后牵引。
● SKS输入信号：E111_03=0、E121_03=0（司机室1、2占有），列车只能向前牵引。
● SKS输入信号：E111_03=1、E121_03=1（司机室1、2占有），司机室占有的两个信号都为高电平，即一端为信号输入故障，另外一端被司机占有。这种情况下需要确认另外一端司机室是否被占有。
1.4 牵引制动力设置
在紧急牵引模式下，VCU控制列车的牵引和制动。列车以最优的牵引曲线建立起列车牵引力，可以达到最大牵引力的70%以满足舒适的牵引性能；制动力将限制到最大制动力的70%（司控器/ATO中设置的值不被采用）；列车超过目标速度值，VCU将采用ED或EP制动将速度降低到安全速度范围。
二、逻辑功能模块
广州地铁二、八号线车辆的诊断控制逻辑采用SIBAS_G Reader诊断软件，信号的采集和输出通过SKS实现，信号的处理过程采用逻辑功能模块，本文用到的几个逻辑功能模块的功能如下：
● 模块“CONVB1H1”、“CONVB1H2”：
将输入的二进制数字信号进行“位”输入；
● 模块“SWITCHH1”、“SWITCHH2”
将输入信号“SEL”作为选择信号，高电平时输出“OUT”选择输入“INH”的信号，低电平时输出“OUT”选择输入“INL”的信号；
● 模块“AND_H1”、“AND_H2”：
将“INT1”和“INT2”的输入信号进行“位”的“与”运算，运算结果为“0”，则输出“Q”为“0”，运算结果不为“0”，则输出“Q”为“1”；
● 模块“AND4”：
只要有一个输入为“0”，则输出“OUT”为“0”；只有输入都为“1”，输出“OUT”才为“1”；
● 模块“RSFFSET”：
输入“RES”为“1”，则输出“OUT”为“0”； 输入“RES”为“0”，则输出“OUT”和输入“SET”保持一致；
● 模块“OR3”：
三个输入信号中只要有一个信号等于“1”，则“OUT”输出 为“1”；三个输入信号都为“0”，则输出为“0”。
● 模块“LATCH_H2”
输入“EN”为“1”，则“out”=“int”； 输入“EN”为“0”，则“out”保持上一次“out”的输出值。
● 模块“DELAYON”：
将输入信号延时200ms输出。
三、紧急牵引与VCU紧急制动之间的关系
3.1、VCU紧急制动
VCU紧急制动在SIBAS_G Reader诊断软件里的逻辑树如下图所示，通过逻辑功能模块对SKS采集到的二进制输入信号进行数字处理，最终形成二进制的VCU紧急制动命令。

图一、VCU紧急制动逻辑图
根据VCU紧急制动逻辑图（图1）以及参考功能模块功能可以得出：
●当模块“AND4”的“OUT”输出为“1”时，模块“RSFFSET”的“OUT”输出为“0”，即取消VCU紧急制动。此时“AND4”的输入条件 “INT1”（一个司机室占有）、“INT2”（列车速度为0）、“INT3”（没有牵引指令）应满足输入都为“1”。
●当模块“AND4”的“OUT”输出为“0”时，不操作紧急牵引模式，则VCU紧急制动是否触发取决于模块“CONVB1H1”的7个输入信号是否都为“0”。即正常情况下VCU紧急制动的触发条件有：1、“超速”；2、“启动70米以内车门没有关好”；3、“一个司机室占用”；4、“项目选择”（已选本项目，则为1）；5、“制动力不够”；6、“主风缸压力低于5个bar”；7、“列车运行中方向改变”
3.2 取消VCU紧急制动，可以采取以下措施：
● 确认列车是否超速。
● 确认列车启动运行70m以内，客室车门是否没有关好。
● 确认只有一个司机室被占用。
● 确认列车项目信息没有改变。
● 确认制动时施加的制动力过少，可以增大制动力。
● 确认气压表是否低于5bar。
● 判断列车运行中方向是否改变，可以试验方向手柄，判断列车气压值和列车头灯是否正常。
3.3 VCU紧急制动与紧急牵引之间的关系分析：
操作紧急牵引模式，如图一所示“SWITCHH1”的输出23H(00100011）与“CONVB1H1”模块的8位输入进行“与”运算。即操作紧急牵引模式，可以旁路掉“CONVB1H1”模块输入的第“3、4、5、7”位引起的VCU紧急制动，不能旁路第“1、2、6”位引起的VCU紧急制动。
四、牵引封锁
牵引封锁一共有3个输入条件
●“Drive inhib.a_ref=0m/s2”
●“Start inhib.v=0 a=-1 m/s2”
●“Start inhib. a_ref=-1 m/s2”
牵引封锁的逻辑关系如下图所示：

5.1、牵引封锁条件一：“Drive inhib.a_ref=0m/s2”

牵引封锁触发条件1
牵引封锁条件一的逻辑图如上图所示
根据逻辑模块的功能，列车正常运行情况下，影响牵引封锁“Drive inhib.a_ref=0m/s2”的输入条件有：1、“MC/ATO发出制动”命令；2、“牵引条件下，列车速度为0”；3、“轮径值参考值错误”；4、“牵引、启动参考值没有准备好”；5、“紧急牵引指令和ATO/司控器正常牵引指令同时给出”；6、“主从VCU切换”；7、“VCU处于准备阶段”；8“ATP使能允许”
操作紧急牵引后，则模块“SWITCHH2”的输出“71H”（ 0000000001110001）与“CONVB1H2”模块的16位输入进行“与”运算，其中“CONVB1H2”模块的“1、5、6、7”位的输入没有被旁路，其它位的输入都被旁路。具体情况如下表
结论：1、操作紧急牵引，可以旁路“牵引条件下，列车速度为0”、“轮径值参考值错误”、“牵引、启动参考值没有准备好”、“ATP使能允许”四个条件引起的牵引封锁；2、“MC/ATO发出制动”、“牵引、启动参考值没有准备好”、3、“紧急牵引指令和ATO/司控器正常牵引指令同时给出”、“主从VCU切换（5S）”四个条件引起的紧急制动，操作紧急牵引不能缓解制动。
二、启动联锁：“Start inhib.v=0 a=-1 m/s2”

牵引封锁触发条件2
根据逻辑模块的功能，列车正常运行情况下，影响牵引封锁“Start inhib.v=0 a=-1 m/s2”的输入条件有：1、“牵引指令发出，没有动车，请求机械制动缓解”2、“没有选择方向、无ATO\司控器参考值、无驾驶模式”3、“0”4、“紧急逃生门没有锁好”5、“车间电源刀开关激活”6、“主风缸压力低于6bar”7、“BCU限速”8、“两个司机室被占用”9、“3个牵引逆变器封锁”10、“受电弓强迫升弓”11、“停车制动施加”12、“所有的辅助逆变器都封锁”13、“CPU拨码选择不正确”14、“车间供气塞门激活”
操作紧急牵引后，则模块“SWITCHH2”的输出“298H”（0000001010011000）与“CONVB1H2”模块的16位输入进行“与”运算，其中“CONVB1H2”模块的“4、5、8、10”位的输入没有被旁路，其它位的输入都被旁路。
结论：操作紧急牵引模式时：1、可以旁路“牵引指令发出，没有动车，请求机械制动缓解”、“没有选择方向、无ATO\司控器参考值、无驾驶模式”、“主风缸压力低于6bar”、“BCU限速”、“3个牵引逆变器封锁”2、不能旁路
“紧急逃生门没有锁好”、“车间电源刀开关激活”、“两个司机室被占用”、“受电弓强迫升弓”引起的启动连锁。
三、牵引封锁条件三：“Start inhib. a_ref=-1 m/s2”

牵引封锁触发条件3

根据逻辑模块的功能，列车正常运行情况下，影响牵引封锁“Start inhib. a_ref=-1 m/s2”的输入条件有：1、“参考速度和允许最大速度的最小值小于0”2、“无方向选择”3、“快速制动”4、“列车紧急制动”5、“ATP紧急制动”6、“紧急停车”7、“VCU紧急制动”8、“警惕按钮监控”9、“牵引制动命令同时存在、紧急制动失效的情况下执行快速制动”10、“气制动监测回路诊断到列车没有缓解”11、“BCU制动没有缓解”12、“牵引条件下，列车后溜0.4m”13、“无紧急牵引条件下，切除超过B09个转向架、操作紧急牵引，切除超过7个B09”14、“强迫零位”15、“客室门没有关好”
操作紧急牵引后，则模块“SWITCHH2”的输出“58efH”（0101100011101111）与“CONVB1H2”模块的16位输入进行“与”运算，其中“CONVB1H2”模块的“5、9、10、11、14”位的输入被旁路，其它位的输入不能被旁路。
六、操作紧急牵引可以旁路的功能如下：
在紧急牵引模式下，一些牵引和列车启动的限制条件被忽略了：具体情况如下

VCU紧急制动、牵引封锁与紧急牵引的关系
故障描述
采取措施
VCU紧急制动、牵引封锁条件
故障处理
打紧急牵引模式
可以
不可以
01
超速
重新牵引

NO
02
只有一个司机室占用
司机确认处理
YES

03
项目选择
司机确认处理
YES

04
制动力不够
重新牵引
YES

05
列车运行中方向改变
司机确认方向手柄
YES

06
运行70米以内客室门没有关好
司机确认车门状态

NO
07
主风缸压力低于5个bar
司机确认空压机状态

NO
08
牵引条件下，列车速度为0
重新牵引
YES

09
轮径值参考值错误
校对轮径值
YES

10
牵引、启动参考值没有准备好
重新牵引
YES

11
没有ATP使能允许
切除ATP
YES

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12
紧急牵引指令和ATO/司控器正常牵引指令同时给出
确认紧急牵引和牵引手柄、ATO没有同时激活

NO
13
“司控器/ATO发出制动”命令
确认没有制动命令

NO
14
主从VCU切换
等待切换完成

NO
15
VCU处于准备阶段
等待VCU启动完成

NO
16
牵引指令发出，没有动车，请求机械制动缓解
确认气制动都缓解
yes

17
没有选择方向、无ATO\司控器参考值、无驾驶模式
方向手柄置零，重新牵引
YES

18
紧急逃生门没有锁好
确认逃生门状态

NO
19
车间电源刀开关激活
确认刀开关打至正常位

NO
20
主风缸压力低于6bar
确认空压机状态
YES

21
BCU限速
重新牵引
YES

22
两个司机室被占用
确认司机室状态

NO
23
3个牵引逆变器封锁
确认牵引逆变器
YES

24
受电弓强迫升弓
确认升弓方式

NO

25
停车制动施加
确认停放制动状态
YES

26
6个DC/AC都不工作
重新配置MVB
YES

27
VCU的CPU拨码选择不正确
更改VCU拨码管
YES

28
车间供气塞门激活
恢复车间供气塞门
YES

29
参考速度和允许最大速度的最小值小于0
重新牵引

NO
30
无方向选择
试验方向手柄

NO
31
快速制动
确认制动指令

NO
32
列车紧急制动
确认制动指令

NO
33
ATP紧急制动
复位ATP
YES

34
紧急停车
确认蘑菇按钮

NO
35
VCU紧急制动
确认触发VCU制动原因

NO
36
警惕按钮监控
操作警惕按钮旁路

NO
37
牵引制动命令同时存在、紧急制动失效的情况下执行快速制动
重新牵引
YES

38
气制动监测回路诊断到列车没有缓解
确认气制动状态
YES

39
BCU制动没有缓解
确认气制动状态
YES

40
牵引条件下，列车后溜0.4m
增大牵引力

NO
41
无紧急牵引条件下，切除超过B09个转向架、操作紧急牵引，切除超过7个B09
确认切除B09数量

NO
42
强迫零位
重新牵引
YES

43
客室门没有关好
确认客室车门状态

NO