CR400BF动车组安全环路分析

朱宝 靳帅

摘要：CR400BF型复兴号动车组为我国自主开发的最新一代高速动车组，其安全性也达到了世界领先水平。本文主要对CR400BF型复兴号动车组安全环路的设计原理和控制方式进行介绍。

关键词：动车组 安全环路 制动

引言

高速动车组由列车网络控制系统控制整车运行，出于安全性的考虑，高速动车组同时设置有安全环路，安全环路使用传统的电流接触器技术，由贯穿全列的硬线和相应继电器组成，独立于列车的网络控制系统【1】，通过安全环路实现列车自动停车。

1 安全环路的组成和原理

CR400BF动车组安全环路由DC110V供电装置、各个车厢环路控制装置、反馈环路状态的继电器以及司机室内各个环路切除旋钮组成。复兴号动车组设置有紧急制动EB环路、紧急制动UB环路、制动缓解环路、停放制动监控环路、火灾报警环路、乘客紧急制动环路，共六个环路，各个环路相互独立互不干涉，单独进行控制。

CR400BF动车组安全环路建立后，各个环路系统对车组相关状态进行监测，当监测到设备异常时，对应车厢环路控制线中继电器断开，车组该安全环路断开，相应环路状态继电器失电，状态继电器失电后触发相应的制动指令;经过应急处置或切除该安全环路后，动车组可以正常运行。

2 安全环路建立

CR400BF动车组安全环路为DC110V供电，当动车组司机室占用、蓄电池供电后，环路供电继电器得电，各安全环路监测满足该环路建立条件时，安全环路建立，对动车组相应状态进行监测。

CR400BF动车组当动车组进行换端操作或司机室退出占用时，安全环路断开，动车组施加紧急制动，重新占用后环路再次建立;此方式与CRH3型动车组换端时环路建立方式不同，CRH3型动车组设置有模拟占用继电器，当占用端司机室退出占用时，司机室模拟占用继电器得电【2】，同时通过延时继电器的延时功能，保证环路不断开，动车组不会施加紧急制动。

3 各环路功能介绍

3.1 EBL环路

EBL紧急制动回路收集来自于司机室制动手柄、停放制动监控回路、乘客紧急制动请求、司机警惕装置的紧急制动请求，并把该请求送到所有牵引箱（激活再生制动），制动控制单元（激活制动控制设施），实行空电复合制动，其中制动手柄和乘客紧急制动请求触发制动可以缓解，其它触发源均具有零速连锁。触发源如下图所示：

3.2 UBL环路

UBL紧急制动环路收集来自于紧急制动按钮、EB减速度不足、司机警惕装置、列车自动控制系统的紧急制动请求，该制动请求只发送至制动控制单元，动车组施加纯空气制动，UB制动所有触发源均具有零速连锁功能。

动车组EB制动在以下几种条件下会自动切换为UB制动：①紧急牵引模式;②EB环路被切除;③EB减速度不足。具体原理如下图所示：

3.3制动缓解环路

制动缓解回路监控空气制动的缓解状态，以确保在没有正确实施制动时制动盘不会过分磨损和过热。制动缓解回路把信息传递到CCU 中。如果CCU 检测到一个断开的制动缓解回路，将会实施一个制动失效功能。

制动缓解回路的状况网络进行监控，如果在运行中发现制动缓解回路断开，则列车将封锁牵引，同时所有车辆的制动气缸压力开关的接触点中断制动缓解回路。空气制动的缓解现状通过智能制动板上的压力开关报告给制动控制。当空气制动没有缓解时，压力开关断开制动缓解回路监控制动缓解回路的状况。一旦应用列车空气制动就要打开制动缓解回路所有的状态开关。如果列车的所有空气制动缓解了，就要重設制动缓解回路的状况开关。制动缓解环路原理图如下：

3.4停放制动监控环路

停放制动监控回路监控弹簧储能制动（停放制动）的状态，以确保在没有正确实施停放制动时制动盘不会过分磨损和过热。停放制动监控回路把信息传递到列车控制系统，当速度大于0km/h 时，一旦列车应用停放制动，停放制动监视回路的所有状态接触器应该打开。如果列车所有的停放制动缓解了，必须重新设定停放制动监视回路状况继电器。

3.5火灾报警环路

火灾报警回路监控火灾报警中心。火灾报警回路把状态信号送到司机，列车乘务人员和CCU 中。

火警回路是一条与列车控制无关警报线，它用信号报告车组里的火情，如果通过回路报告火警，司机可通过回路状况接触器看到信号，旅客及列车工作人员可以通过每节车厢的鸣笛声判断是否有火警，司机可以通过HMI的声光报警收到火警信号，并采取相应措施。

火警回路监控火警报回路的状况，一旦列车火警报发生，火警报回路的所有状态开关必须断开。

3.6乘客紧急制动环路

当旅客有紧急制动要求时，乘客紧急制动回路将通过制动控制单元实施最大常用制动。在危险区域（例如，在隧道或桥梁上）司机可以使旅客的紧急制动请求暂时失效并且迟后实施【3】。PEBL（旅客紧急制动回路）把状态信号送到所有端车的制动控制系统和CCU 中。

列车乘客紧急制动信号一旦启动，所有的PEBL 状态开关都必须打开。如果没有乘客紧急制动开关被操作，需要重新恢复PEBL 状态开关。

乘客紧急制动回路可以通过司机室环路故障开关将该环路进行隔离，动车组的乘客紧急制动回路不再进行监控。

4 结语

CR400BF动车组安全环路系统作为列车硬线控制的一部分，与列车外门控制系统、受电弓控制系统、高压牵引控制系统和制动控制系统等实现软件硬件相互结合，保障动车组的安全运行。

参考文献：

1. 郝明远，高速动车组安全环路设计研究，铁道机车与动车，2014（04）

2.张戌，CRHX型动车组安全环工作原理的分析与研究，现代制造技术与装备，2013（1），20-21

3.王聪聪，CRH380BK动车组安全环路系统优化，现代制造技术与装备，2014（3），92-93