黃凱　邵迥

摘 要：動(dòng)車組的軸溫檢測(cè)系統(tǒng)在列車運(yùn)行過(guò)程中持續(xù)監(jiān)控車輛走形部輪軸的溫度狀態(tài)，一旦溫度有超溫或者超溫趨勢(shì)，列車會(huì)發(fā)出預(yù)警及報(bào)警信號(hào)，列車控制系統(tǒng)根據(jù)溫度狀態(tài)將對(duì)列車進(jìn)行限速或者施加制動(dòng)等措施進(jìn)行實(shí)時(shí)控制[1]。在行車過(guò)程中若軸溫檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障，實(shí)時(shí)反饋的溫度出現(xiàn)錯(cuò)誤，將對(duì)列車行車造成極大的安全隱患[2]，本文從實(shí)際故障出發(fā)，對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程中報(bào)出軸溫預(yù)警、超溫故障原理及原因進(jìn)行深入分析，得出故障結(jié)論及相應(yīng)解決措施，對(duì)CRH1型動(dòng)車組軸溫故障有效處理，降低軸溫系統(tǒng)故障率，保障動(dòng)車組安全穩(wěn)定運(yùn)行有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：軸溫監(jiān)控系統(tǒng)；CRH1；TCMS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.053

1 問(wèn)題描述

2018年7月，CRH1型動(dòng)車組運(yùn)行中04車報(bào)1、2、3、4軸所有軸位軸溫傳感器故障，05車報(bào)2、3、4軸所有軸位軸溫預(yù)警、超溫故障。

2 原理分析

2.1 CRH1型動(dòng)車組軸溫相關(guān)控制機(jī)理

2.1.1 軸溫監(jiān)控系統(tǒng)概況

CRH1型動(dòng)車每個(gè)單車設(shè)有1個(gè)軸溫轉(zhuǎn)換模塊和8個(gè)軸溫傳感器（對(duì)應(yīng)8個(gè)軸箱軸承），軸溫信號(hào)通過(guò)軸溫轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，再分別通過(guò)兩個(gè)AX模塊傳送給列車控制系統(tǒng)（TCMS）。

2.1.2 軸溫傳感器故障判斷機(jī)理

在用于軸溫監(jiān)控的AX通信正常前提下，軸溫低于-45℃超過(guò)35S即報(bào)出軸溫傳感器故障，30分鐘內(nèi)發(fā)生2次及以上，故障會(huì)被自動(dòng)保持，主控復(fù)位可以清除保持信號(hào)。

軸溫傳感器故障時(shí)，該軸溫信號(hào)同時(shí)被置為“無(wú)效”。

2.1.3 “平均溫度”計(jì)算

單元組平均軸溫=本單元內(nèi)所有“有效”的軸溫之和/有效的軸溫?cái)?shù)量

每個(gè)單元組平均溫度由本單元組TC CCU計(jì)算，并用于本單元軸溫判斷。

2.1.4 軸溫預(yù)警/超溫判斷機(jī)理

在軸溫有效的前提下，滿足以下任意一種條件超過(guò)30S后即報(bào)出軸溫預(yù)警故障。

（1）-10℃≤環(huán)境溫度≤30℃時(shí)，軸溫–環(huán)境溫度>50℃；

（2）軸溫>50℃時(shí)，軸溫–平均溫度>40℃；

（3）環(huán)境溫度<-10℃時(shí)，軸溫>40℃；

（4）環(huán)境溫度>30℃時(shí)，軸溫>80℃。

軸溫超溫故障判斷機(jī)理與預(yù)警故障類似，僅是在預(yù)警的溫度標(biāo)準(zhǔn)上增加10℃。

2.1.5 軸溫超溫保護(hù)及復(fù)位

（1）軸溫超溫并保持超溫30S以上時(shí)，列車會(huì)自動(dòng)施加7級(jí)常用制動(dòng)直至停車；

（2）軸溫超溫故障只要報(bào)出，即保持在系統(tǒng)內(nèi)部直至人為清除；

（3）IDU上設(shè)有“復(fù)位報(bào)警器”和“釋放連鎖”按鈕。

對(duì)于超溫后溫度又恢復(fù)正常的故障，可以通過(guò)“復(fù)位報(bào)警器”按鈕進(jìn)行復(fù)位，用于清除故障；對(duì)于超溫停車后溫度仍處于超溫狀態(tài)的故障，可以通過(guò)“釋放連鎖”強(qiáng)制解除軟件造成的7級(jí)常用制動(dòng)。

3 故障原因分析

3.1 ODBS數(shù)據(jù)分析

19：07：32秒，05車2、3、4軸6個(gè)軸位全部報(bào)出“軸溫預(yù)警故障”，持續(xù)6S，如圖1所示。

19：07：32秒，05車2、3、4軸6個(gè)軸位同時(shí)報(bào)出“軸溫超溫故障”，持續(xù)72分，如圖2所示。

19：07：37秒，04車1、2、3、4軸8個(gè)軸位同時(shí)報(bào)出“軸溫傳感器故障”，故障一直沒(méi)有結(jié)束，如圖3所示。

04車1、2、3、4軸8個(gè)軸位軸溫傳感器故障的環(huán)境數(shù)據(jù)顯示，故障傳感器顯示溫度均為-87℃，如圖4所示。

05車2、3、4軸6個(gè)軸位超溫故障的環(huán)境數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)時(shí)列車“平均軸溫”為-17.9℃，如圖5所示。

3.2 04車軸溫傳感器故障分析

04車所有軸位溫度由同一個(gè)軸溫轉(zhuǎn)換模塊監(jiān)控，04車所有軸位顯示為“-87℃”，并報(bào)出“軸溫傳感器故障”，故障持續(xù)存在至更換軸溫轉(zhuǎn)換模塊。為此，確認(rèn)04車軸溫傳感器故障的根本原因?yàn)檩S溫轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部故障。

3.3 05車軸溫預(yù)警、超溫故障分析

故障發(fā)生時(shí)，故障單元軸溫平均溫度為“-17.9℃”。當(dāng)時(shí)相關(guān)軸溫記錄梳理如圖6：

（下轉(zhuǎn)第12頁(yè)）

（上接第59頁(yè)）

單元組平均軸溫=本單元內(nèi)所有“有效”的軸溫之和/有效地軸溫?cái)?shù)量，環(huán)境數(shù)據(jù)中平均軸溫為-17.9℃說(shuō)明04車錯(cuò)誤的軸溫參與了平均軸溫計(jì)算。

軸溫傳感器故障（有效）判斷機(jī)理參見(jiàn)2.1.2，其過(guò)濾時(shí)間為35S；軸溫預(yù)警、超溫判斷機(jī)理參見(jiàn)2.1.4，其過(guò)濾時(shí)間為30S。這5S的時(shí)間差造成了錯(cuò)誤的軸溫（-87℃）參與了平均溫度計(jì)算（拉低了平均軸溫），最終觸發(fā)單元組內(nèi)鄰車誤報(bào)預(yù)警、超溫故障。

5S后，由于04車軸溫被自動(dòng)置位“無(wú)效”，不再參與平均溫度計(jì)算，平均軸溫計(jì)算恢復(fù)正常，預(yù)警故障自動(dòng)消失，而超溫故障因?yàn)檐浖O(shè)置而持續(xù)存在直至斷電復(fù)位或者按下“復(fù)位報(bào)警”按鈕。

綜合以上，05車軸溫預(yù)警、超溫故障根本原因?yàn)檩S溫傳感器故障和軸溫預(yù)警、超溫故障參數(shù)設(shè)置不匹配。

3.4 故障分析結(jié)論

3.4.1 針對(duì)04車軸溫轉(zhuǎn)換模塊故障

確認(rèn)為制造質(zhì)量問(wèn)題，故障軸溫轉(zhuǎn)換模塊返回供應(yīng)商分析，確認(rèn)故障原因?yàn)閮?nèi)部電源模塊燒損。

3.4.2 針對(duì)05車軸溫預(yù)警、超溫故障

確認(rèn)為T(mén)CMS軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題。原因?yàn)槎叹幗M不銹鋼動(dòng)車組在優(yōu)化TCMS（12.1.0.0）軟件、增加軸溫預(yù)警功能時(shí)，相關(guān)參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，具體如下：

目前在用的14.2.3.0版本TCMS軟件中，軸溫預(yù)警、超溫故障參數(shù)分別為PLHBPAON=30S，PLOVTTON=30S；軸溫傳感器（有效）故障參數(shù)為PLOORTON=35S。

12.1.0.0版本TCMS軟件中，增加軸溫預(yù)警功能，軸溫預(yù)警、超溫故障參數(shù)分別為PLHBPAON=30S，PLOVTTON=30S；軸溫傳感器（有效）故障參數(shù)為PLOORTON=35S。

9.0.0.0版本TCMS軟件中，軸溫超溫故障PLOVTTON=60S（當(dāng)時(shí)無(wú)預(yù)警功能）；軸溫傳感器（有效）故障參數(shù)為PLOORTON=35S。

總結(jié)：9.0版本軟件中，雖然軸溫“有效”參數(shù)有所調(diào)整，但仍遠(yuǎn)小于“超溫報(bào)警”參數(shù)，列車不會(huì)報(bào)出上述故障；自12.1版本軟件開(kāi)始，“超溫報(bào)警”參數(shù)由60S調(diào)整為30S，而“有效”參數(shù)維持35S不變，這是誤報(bào)故障的根本原因。

解決措施為組織優(yōu)化TCMS軟件，調(diào)整過(guò)濾參數(shù)，避免類似故障重復(fù)發(fā)生。

4 結(jié)論

此次由單個(gè)軸溫轉(zhuǎn)換模塊問(wèn)題導(dǎo)致的單元組內(nèi)臨車誤報(bào)預(yù)警、超溫故障主要原因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn)：

（1）軸溫傳感器硬件故障導(dǎo)致采集溫度錯(cuò)誤并參與計(jì)算，導(dǎo)致其他車也誤報(bào)預(yù)警、超溫故障。

（2）軟件參數(shù)調(diào)整導(dǎo)致錯(cuò)誤采集的溫度未被過(guò)濾掉而參與到邏輯計(jì)算中，報(bào)出故障。

由此可見(jiàn)，在列車軸溫故障的處理及分析中，要從故障原理出發(fā)，結(jié)合故障數(shù)據(jù)，從硬件及軟件多方面分析，保證故障徹底、有效地處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曙光.CRH1型動(dòng)車組[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

[2]陳剛車，任光勝.輛輪對(duì)狀態(tài)在線檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].城市軌道交通研究，2012（10）.