基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的高速動(dòng)車組司機(jī)警惕裝置功能設(shè)計(jì)及優(yōu)化

楊麗麗

摘 要：司機(jī)警惕裝置是為了防止司機(jī)在行車過程中意外事件而設(shè)置，介紹了動(dòng)車組用司機(jī)警惕裝置的設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)方法，從用戶使用便捷性、標(biāo)準(zhǔn)符合性、后續(xù)維護(hù)等角度，提出了采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件代替外圍電路的優(yōu)化方案，采用網(wǎng)絡(luò)控制軟件實(shí)現(xiàn)警惕功能的方式已得到批量運(yùn)用，效果良好。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組 警惕裝置 報(bào)警 警惕制動(dòng) 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 復(fù)位

中圖分類號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（b）-0103-02

司機(jī)警惕裝置根據(jù)操作模式不同也叫做“死人裝置”或“活人裝置”，要求司機(jī)行車時(shí)不斷觸發(fā)該裝置，以確保司機(jī)處于清醒和在崗狀態(tài)，當(dāng)超過規(guī)定時(shí)間未觸發(fā)該裝置時(shí)，將自動(dòng)輸出制動(dòng)指令控制列車停車。我國引進(jìn)、消化、吸收的部分機(jī)車和動(dòng)車組上已安裝了司機(jī)警惕裝置[1]，中車四方股份公司生產(chǎn)的動(dòng)車組自2013年開始也加裝了司機(jī)警惕裝置，該文主要就動(dòng)車組司機(jī)警惕功能的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化進(jìn)行介紹。

1 動(dòng)車組司機(jī)警惕裝置及功能

動(dòng)車組每個(gè)頭車分別裝有司機(jī)警惕裝置，設(shè)備分別設(shè)置在操縱臺(tái)上、操縱臺(tái)下及車輛配電盤內(nèi)。司機(jī)可以選擇操作操縱臺(tái)上按鈕、司控器手柄或操縱臺(tái)下的腳踏實(shí)現(xiàn)警惕的復(fù)位。

1.1 司機(jī)警惕裝置的組成

司機(jī)警惕裝置主要由操作裝置和輸出裝置組成。

操作裝置包括：警惕腳踏開關(guān)、警惕按鈕、司控器手柄。

輸出裝置包括：警惕指示燈、警惕蜂鳴器、警惕制動(dòng)繼電器。

1.2 司機(jī)警惕功能

當(dāng)列車速度大于5 km/h時(shí)，操作端司機(jī)室司機(jī)警惕功能應(yīng)始終處于啟動(dòng)狀態(tài)。

當(dāng)30 s內(nèi)未操作或持續(xù)無中斷操作司機(jī)警惕操作裝置（包含腳踏開關(guān)和手動(dòng)開關(guān)），觸發(fā)警惕聲光報(bào)警，操作司機(jī)警惕包含的任一操作裝置或短時(shí)松開被操作的操作裝置可對(duì)聲光報(bào)警進(jìn)行復(fù)位；報(bào)警后10 s內(nèi)仍未操作，輸出警惕制動(dòng)繼電器，并觸發(fā)緊急制動(dòng)。在輸出警惕制動(dòng)繼電器之后，當(dāng)列車速度為5 km/h以下時(shí)，且操作了警惕按鈕或警惕腳踏開關(guān)才允許停止輸出警惕制動(dòng)信號(hào)。緊急制動(dòng)一旦觸發(fā)，需停車后方能復(fù)位[2]。

司機(jī)警惕裝置故障時(shí)，可以被隔離。

2 司機(jī)警惕功能實(shí)現(xiàn)

2.1 司機(jī)警惕功能的早期實(shí)現(xiàn)

司機(jī)警惕由操作裝置、報(bào)警裝置及控制邏輯部分組成，初期的動(dòng)車組司機(jī)警惕功能控制邏輯采用繼電器控制方式實(shí)現(xiàn)。由車輛硬線電路及時(shí)間繼電器等外圍電路實(shí)現(xiàn)邏輯判斷和控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)警惕動(dòng)作報(bào)警、制動(dòng)輸出等功能，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采集警惕腳踏（按鈕）、警惕制動(dòng)的狀態(tài)。

采用繼電器電路控制的方式實(shí)現(xiàn)主要存在如下特點(diǎn)：

（1）從電路設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)角度考慮，未將司控器手柄信息作為警惕報(bào)警的復(fù)位條件。

（2）利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串并聯(lián)組合形成控制邏輯，其中間環(huán)節(jié)多且復(fù)雜。機(jī)械繼電器的可靠壽命為10萬次級(jí)別，頻繁動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致過快消耗繼電器的使用壽命。對(duì)時(shí)間繼電器的可靠性要求較高。

（3）控制邏輯部分主要由硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路復(fù)雜，后續(xù)維護(hù)成本較高。

2.2 司機(jī)警惕功能優(yōu)化

為了解決以上問題，對(duì)司機(jī)警惕控制邏輯進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過硬件、布線改造及網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)軟件修改提升警惕功能與標(biāo)準(zhǔn)的符合度，用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)部控制邏輯代替延時(shí)繼電器等外部邏輯控制硬線電路，實(shí)現(xiàn)司機(jī)警惕報(bào)警和警惕制動(dòng)的觸發(fā)功能。

2.2.1 技術(shù)方案

網(wǎng)絡(luò)司機(jī)警惕由操作裝置、報(bào)警裝置及控制邏輯部分組成。

操作裝置包括警惕手動(dòng)開關(guān)、警惕腳踏開關(guān)、牽引手柄和制動(dòng)手柄。

報(bào)警裝置包括警惕報(bào)警燈和警惕報(bào)警器。

邏輯控制部分由網(wǎng)絡(luò)控制軟件和邏輯輸出繼電器實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)檢測(cè)到動(dòng)車組運(yùn)行速度達(dá)到5 km/h時(shí)，操作端司機(jī)室司機(jī)警惕功能應(yīng)始終處于啟動(dòng)狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)采集警惕腳踏、按鈕開關(guān)和司控器手柄的狀態(tài)，通過網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)部控制邏輯代替延時(shí)繼電器等外圍電路，實(shí)現(xiàn)警惕報(bào)警和警惕制動(dòng)的觸發(fā)。在警惕制動(dòng)觸發(fā)前，可通過警惕腳踏、按鈕或司控器手柄進(jìn)行復(fù)位，警惕制動(dòng)觸發(fā)后，只能通過操作警惕按鈕和腳踏進(jìn)行復(fù)位。網(wǎng)絡(luò)軟件方式實(shí)現(xiàn)警惕功能實(shí)現(xiàn)原理框圖如圖1所示。

2.2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的軟件是整個(gè)司機(jī)警惕功能優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心部分，軟件功能邏輯分為警惕工作邏輯、警惕報(bào)警及復(fù)位邏輯。

（1）警惕工作邏輯。

當(dāng)程序開始運(yùn)行后，動(dòng)車組主控鑰匙投入后，警惕裝置未隔離，且列車速度5 km以上時(shí)，警惕功能啟動(dòng)。

當(dāng)列車處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，動(dòng)車組主控鑰匙投入后，警惕裝置未隔離，操作“警惕試驗(yàn)”開關(guān)，警惕功能也可以啟動(dòng)。

（2）警惕報(bào)警邏輯。

當(dāng)警惕功能啟動(dòng)后，若司機(jī)警惕操作裝置（包含腳踏開關(guān)和按鈕，以及司控器手柄）未被有效操作（未操作或持續(xù)無中斷操作）30 s時(shí)，同時(shí)觸發(fā)警惕聲光報(bào)警，30 s內(nèi)操作司機(jī)警惕包含的任一操作裝置或短時(shí)松開被操作的操作裝置可對(duì)計(jì)時(shí)器進(jìn)行復(fù)位；若仍未有效操作司機(jī)警惕操作裝置，持續(xù)不斷觸發(fā)聲光報(bào)警，在40 s時(shí)，輸出警惕制動(dòng)繼電器，觸發(fā)警惕制動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致列車緊急制動(dòng)。

（3）警惕復(fù)位邏輯。

①在警惕制動(dòng)繼電器輸出前。

在警惕聲光報(bào)警輸出前，即30 s內(nèi)，操作司機(jī)警惕包含的任一操作裝置或短時(shí)松開被操作的操作裝置可對(duì)計(jì)時(shí)器進(jìn)行復(fù)位。

在警惕聲光報(bào)警輸出后，即30 s時(shí)，有效操作任一司機(jī)警惕操作裝置，可對(duì)計(jì)時(shí)器和聲光報(bào)警進(jìn)行復(fù)位。

②在警惕制動(dòng)繼電器輸出后。

當(dāng)列車速度為5 km/h以下時(shí)，且操作了警惕按鈕或警惕腳踏開關(guān)才允許停止輸出警惕制動(dòng)繼電器信號(hào)，此后司機(jī)可進(jìn)行手動(dòng)緩解制動(dòng)。

2.3 應(yīng)用情況

根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路，采用司機(jī)警惕操作裝置及網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)部軟件實(shí)現(xiàn)警惕啟動(dòng)、警惕報(bào)警、警惕制動(dòng)及復(fù)位邏輯，能完全實(shí)現(xiàn)司機(jī)警惕的相關(guān)功能，已在250 km及350 km動(dòng)車組上得到應(yīng)用。

3 結(jié)語

為了提升警惕功能與標(biāo)準(zhǔn)的符合度，用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)部控制邏輯代替延時(shí)繼電器等外部邏輯控制硬線電路，實(shí)現(xiàn)司機(jī)警惕報(bào)警和警惕制動(dòng)的觸發(fā)功能，并能按規(guī)定采用操作警惕按鈕、腳踏及司控器手柄進(jìn)行復(fù)位報(bào)警功能。采用網(wǎng)絡(luò)控制軟件實(shí)現(xiàn)警惕功能的方式已經(jīng)在250 km及350 km動(dòng)車組上得到批量應(yīng)用，應(yīng)用效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝興中.機(jī)車司機(jī)警惕控制技術(shù)探索[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2008（3）：1-3.

[2] TB/T 3333-2013機(jī)車及動(dòng)車組司機(jī)警惕裝置應(yīng)遵循的條件[S].2013.