crh380b系列动车组横向加速度报警控制逻辑研究.docx
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crh380b系列动车组横向加速度报警控制逻辑研究
CRH380B系列动车组横向
加速度报警控制逻辑研究
CRH380B系列动车组每个车两个转向架分别装有一个横向加速度传感器，传感器信号直接送到本车的BCU（制动控制单元）中，BCU进行相应判断后，通过MVB总线将每个转向架加速度报警信息传递到所在牵引单元的CCU（中央控制单元）中，CCU根据单个转向架横向加速度报警次数对动车组进行相应限速，在同一转向架发生的报警累加报警次数，不同转向架的报警次数不累加，如同一个转向架报警两次视为本车发生两次横向加速度报警，同一车两个转向架各报警一次视为本车发生一次横向加速度报警。
一、BCU监测横向加速度报警条件
CRH380B系列动车组（BCU）通过横向加速度传感器检测转向架横向振动，BCU采集横向加速度传感器信号的周期为10ms，并将采集的信号经过带通滤波过滤处理后只保留4Hz～9Hz信号（周期为110ms～250ms的正弦波），当信号最大值连续10次超过限制值8m/s2，BCU识别为横向加速度超限，将向CCU发出1次脉冲报警信号。
当上述条件不满足时，BCU将复位报警信号。
二、网络系统监控横向加速度报警条件
①动车组在运行过程中，第1次发生转向架横向加速度报警（6B1A）时，速度将强制限制280km/h以内，持续时间120秒，并开始记录公里数，同时动车组会自动施加最大常用制动，且最大常用制动会一直施加，只有动车组速度小于280km/h，司机将制动手柄推至OC位时，才能缓解最大常用制动。
②300公里内发生第二次报警（6B1E），速度将永久限制在280km/h以内，同时动车组会自动施加最大常用制动，且最大常用制动会一直施加，只有动车组速度小于280km/h，司机将制动手柄推至OC位时，才能缓解最大常用制动。
如果300公里内未发生警报，将复位触发条件，再次发生报警，按①执行；
③速度持续限在280km/h后，重新记录公里数，300公里之内又发生1次警报，速度将强制限制在200km/h，同时动车组会自动施加最大常用制动，且最大常用制动会一直施加，只有动车组速度小于200km/h，司机将制动手柄推至OC位时，才能缓解最大常用制动。
3.复位条件
只发生临时限速280km/h（6B1A），无法对故障进行复位；发生永久限速时（6B1E、6B22），可以通过显示屏复位限速信息、故障代码和报警次数，但不能复位仅发生临时限速（6B1A）的报警信息和报警次数。
三、横向加速度报警触发紧急制动原因
当发生横向加速度报警时，本牵引单元两个CCU会同时发出最长常用制动请求，如果检测自动触发最大常用制动在5秒内未施加，会断开转向架监控环路，进而触发紧急制动，下图分别为300公里发生1次、2次、3次触发紧急制动的条件。
第一次横向加速度报警触发紧急
第二次横向加速度报警触发紧急
第三次横向加速度报警触发紧急
1.2015年4月27日5729动车组触发紧急原因分析
故障分析
通过对比CRH380BG-57291车CCU1和CCU2的故障数据，发现15:
28:
40,2车转向架2发生横向加速度报警，15:
43:
31，3车转向架1发生横向加速度报警，1车主CCU（CCU2）均报出故障代码6B1A,但从CCU（CCU1）未报出此故障（见红色部分）。
而其它时段主从CCU均保持一致能同时记录相关的故障信息。
CCU1代码（从CCU）
CCU2代码（主CCU）
6B1E（4车）
6B1E（4车）
消失:
27.04.201515:
47:
26
消失:
27.04.201515:
47:
26
6B1E（2车）
6B1E（2车）
消失:
27.04.201515:
47:
26
消失:
27.04.201515:
47:
26
6B1A（4车）
6B1A（4车）
消失:
27.04.201515:
45:
33
消失:
27.04.201515:
45:
33
6B1A（2车）
6B1A（2车）
消失:
27.04.201515:
45:
33
消失:
27.04.201515:
45:
33
6B1A（3车）
消失:
27.04.201515:
45:
34
6B1E（2车）
6B1E（2车）
发生:
27.04.201515:
43:
35
发生:
27.04.201515:
43:
35
6B1E（4车）
6B1E（4车）
发生:
27.04.201515:
43:
34
发生:
27.04.201515:
43:
34
6B1A（4车）
6B1A（4车）
发生:
27.04.201515:
43:
30
发生:
27.04.201515:
43:
30
6B1A（3车）
发生:
27.04.201515:
43:
31
6B1A（2车）
6B1A（2车）
发生:
27.04.201515:
43:
30
发生:
27.04.201515:
43:
30
6B1E（4车）
6B1E（4车）
消失:
27.04.201515:
31:
21
消失:
27.04.201515:
31:
21
6B1E（2车）
6B1E（2车）
消失:
27.04.201515:
31:
21
消失:
27.04.201515:
31:
21
6B1A（2车）
消失:
27.04.201515:
30:
43
6B1E（2车）
6B1E（2车）
发生:
27.04.201515:
29:
00
发生:
27.04.201515:
28:
59
6B1E（4车）
6B1E（4车）
发生:
27.04.201515:
28:
59
发生:
27.04.201515:
28:
59
6B1A（2车）
发生:
27.04.201515:
28:
40
6B1E（3车）
6B1E（3车）
消失:
27.04.201514:
41:
48
消失:
27.04.201514:
41:
47
6B22（2车）
6B22（2车）
消失:
27.04.201514:
41:
48
消失:
27.04.201514:
41:
47
6B1A（4车）
6B1A（4车）
消失:
27.04.201514:
41:
23
消失:
27.04.201514:
41:
23
6B1E（2车）
6B1E（2车）
消失:
27.04.201514:
39:
24
消失:
27.04.201514:
39:
24
6B1E（3车）
6B1E（3车）
发生:
27.04.201514:
39:
22
发生:
27.04.201514:
39:
22
6B1A（4车）
6B1A（4车）
发生:
27.04.201514:
39:
22
发生:
27.04.201514:
39:
22
6B22（2车）
6B22（2车）
发生:
27.04.201514:
39:
22
发生:
27.04.201514:
39:
21
6B1E（2车）
6B1E（2车）
发生:
27.04.201514:
39:
18
发生:
27.04.201514:
39:
18
6B1A（2车）
6B1A（2车）
消失:
27.04.201514:
37:
13
消失:
27.04.201514:
37:
13
6B1A（2车）
6B1A（2车）
发生:
27.04.201514:
35:
09
发生:
27.04.201514:
35:
09
6B1E（2车）
6B1E（2车）
消失:
27.04.201514:
29:
44
消失:
27.04.201514:
29:
44
6B1E（2车）
6B1E（2车）
发生:
27.04.201514:
28:
59
发生:
27.04.201514:
28:
59
6B1A（2车）
6B1A（2车）
消失:
27.04.201514:
25:
01
消失:
27.04.201514:
25:
01
6B1A（2车）
6B1A（2车）
发生:
27.04.201514:
22:
57
发生:
27.04.201514:
22:
57
6B1E（4车）
6B1E（4车）
消失:
27.04.201513:
44:
01
消失:
27.04.201513:
44:
01
6B1E（2车）
6B1E（2车）
消失:
27.04.201513:
44:
01
消失:
27.04.201513:
44:
01
6B1A（3车）
6B1A（3车）
消失:
27.04.201513:
40:
38
消失:
27.04.201513:
40:
38
6B1A（4车）
6B1A（4车）
消失:
27.04.201513:
40:
37
消失:
27.04.201513:
40:
37
6B1A（2车）
6B1A（2车）
消失:
27.04.201513:
40:
37
消失:
27.04.201513:
40:
37
6B1E（2车）
6B1E（2车）
发生:
27.04.201513:
38:
51
发生:
27.04.201513:
38:
51
6B1E（4车）
6B1E（4车）
发生:
27.04.201513:
38:
44
发生:
27.04.201513:
38:
44
6B1A（3车）
6B1A（3车）
发生:
27.04.201513:
38:
36
发生:
27.04.201513:
38:
36
6B1A（4车）
6B1A（4车）
发生:
27.04.201513:
38:
35
发生:
27.04.201513:
38:
35
6B1A（2车）
6B1A（2车）
发生:
27.04.201513:
38:
35
发生:
27.04.201513:
38:
35
15:
28:
40,2车转向架2发生横向加速度报警，同时发出最大常用制动请求，15:
28:
49，司机在5707的8车将制动手柄推至OC位，常用制动缓解；
15:
28:
59，2车转向架2和4车转向架1发生横向加速度报警，1车主CCU（CCU2）报故障代码6B1E,由于与15:
28:
40的报警间隔未超过120秒，故主CCU未发出最大常用制动请求，BCUM也未施加最大常用制动；同时主CCU（CCU2）将故障代码6B1E同步到从CCU（CCU1）中，从CCU并发出了最大常用制动请求，15:
29:
06，由于5729的1车从CCU（CCU1）发送最大常用制动请求5秒后未收到最大常用制动反馈，断开转向架监控环路，进而触发了紧急制动UB。
故障结论
从CCU在故障时刻未对横向加速度报警进行有效诊断，导致从CCU发出的最大常用制动请求时主CCU未发出最大常用制动请求，造成从CCU误断开紧急制动UB环路。
故障模拟
故障发生后，我公司在铁科院试验台针对故障情况进行了模拟，将从CCU检测横向加速度报警的滤波时间由600毫秒更改为1.5秒，再在MVB中发送两次是长为1秒的横向加速度报警信号，这样主CCU可以正常接收到横向加速度报警信号，从CCU将直接将波形过滤掉。
两个CCU中记录的报警过程如下:
主CCU
第一次横向加速度报警（信号3）后，主CCU中检测产生临时报警（信号1），发出最大常用制动请求（信号4），接收到缓解信号（信号6），取消了最大常用制动请求，再次接收到横向加速度报警信息后，不再发出最大常用制动请求（与第一次常用制动请求间隔小于120秒）。
从CCU
第一次横向加速度报警（信号1）后，从CCU中未产生临时报警（信号1），未发出最大常用制动请求（信号4），再次接收到横向加速度报警信息后，从CCU中同样未检测到报警信息，主CCU中将二次报警信号同步到从CCU中，从CCU发出最大常用制动请求（信号4），但此时主CCU中未发出最大常用制动请求，故无最大常用制动施加反馈，5秒钟，从CCU发出断开转向架监控环路信号（信号5）。
2.2015年5月3日5699动车组触发紧急原因分析
故障分析
由于5699动车组安装了横向加速度报警故障跟踪Traco,Traco数据在触发紧急制动时记录主从CCU内部的相关变量。
主CCU（CCU1）中变量在故障时刻变化情况
从CCU（CCU2）中变量在故障时刻变化情况
从两组CCU数据可以看出，两个CCU均接收到横向加速度报警信号（14），产生相应限速（16），并施加了最长常用制动请求（18），司机在占用司机室将手柄推至OC位，信号通过WTB总线传到了两个组CCU（20）。
主CCU接收到第一个制动OC信号后，产生了CCU缓解最大常用制动信号（17），请取消了最大常用制动请求，全列的最大常用制动请求也随之取消。
从CCU接收第一个制动OC信号后，未产生CCU缓解最大常用制动信号（17），故未取消最大常用制动请求，由于此时的全列最大常用制动已取消，所以5秒钟后从CCU断开了转向架监控环路，从而触发了紧急制动。
故障模拟：
在我公司调试车间通过间断将手柄推OC位，在另一个牵引单元检测主从CCU重能否接收到信息（信号4），并产生缓解最大常用制动请求（信号6）。
主CCU
从CCU
可以看出，部分情况，主CCU检测到OC信号，同时产生了缓解最大常用制动信号，但从CCU检测到OC信号，但未产生缓解最大常用制动信号。
后续措施：
西门子将于2015年5月20日在CRH380B型动车组V2.0软件中优化横向加速度报警逻辑，具体优化方案告知我公司。
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