动车组列控车载设备与车辆接口的问题研究

动车组以其运行效率高、乘坐体验好、运载量大、节能环保、准点率高等优势，成为客运交通运输体系重要组成部分。随着动车组运营里程的不断增加、运行环境的日益复杂、旅客出行品质要求的持续提升，其运行安全性和可靠性备受关注。列控车载设备作为列车运行控制系统重要组成部分，与车辆各子系统之间的接口问题直接影响着动车组的运行性能。然而，运营实践表明，结合部问题时有发生，对列车安全构成潜在威胁。有必要深入研究列控车载设备与车辆接口的问题，掌握典型接口问题的成因机理、故障表现、测试方法，为动车组列控系统运维实践提供理论支撑与技术参考。

1 列控车载设备与车辆接口概述

列控车载设备是动车组运行控制的核心系统，主要由车载主机、测速测距单元、应答器信息接收模块、无线通信单元、人机交互界面、制动控制接口等组成，用于负责接收地面信号信息、计算运行曲线、监控列车状态、实施制动控制等，对保障动车组安全高效运行具有关键作用[1]。列控车载设备功能的实现依赖于与车辆其他系统的有效交互。车辆接口作为连接列控设备与车辆系统的关键环节，涵盖机械接口、电气接口、信息接口等多种类型。以 CTCS3-300T 型列控车载设备为例，其与车辆的接口类型主要包括：（1）多功能车辆总线（Multifunction Vehicle Bus，MVB）接口，采用冗余通道实现与车辆网络的数据交互，传输牵引、制动等控制指令；（2）继电器接口，通过安全型与双极继电器实现紧急制动等关键信号传输；（3）断路器与转换开关接口，用于电源管理与功能切换。车辆接口需要满足高可靠性、实时性、兼容性等要求。近年来，车辆接口设计趋向标准化、模块化、集成化等发展，但因技术标准的差异性、接口协议的多样性以及列控系统的复杂性，列控车载设备与车辆接口问题普遍存在，并影响着动车组正常、稳定运行。

2 典型故障及其解决办法分析

在实际运营过程，常会遇到“牵引封锁：ATP 常用制动激活”“无法启动制动测试”等问题，导致动车组无法正常发车或运行。

2.1 牵引封锁：ATP 常用制动激活

2022 年4 月10 日，CRH380B 型动车组在启动准备阶段，列车信号显示单元提示“牵引封锁：ATP 常用制动激活”，列车控制与管理系统无法向车体输出牵引指令，导致列车无法正常启动。针对该问题，相关工作人员在可控条件下模拟故障场景，用以分析故障成因。结果显示，列车自动保护系统（Automatic Train Protection，ATP）设备启动后进入待机模式，后台输出SB7 最大常用制动。地面信号开放后切换至部分监控模式，后台制动变为SB4 防溜制动，模拟司机推主控手柄至“牵引”位，ATP 显示制动缓解，但车辆显示屏提示“牵引封锁：ATP常用制动激活”。手柄拉回“0”位停留数秒后再次推至“牵引”位，故障仍存在。重复试验时，若手柄快速从“0”位推回“牵引”位，故障消除。手柄在“0”位停留时间成为“牵引封锁：ATP 常用制动激活”是否出现的关键影响因素。根据列车控制与管理系统运行机制与ATP 设计规范分析，考虑该问题可能与ATP 系统防溜制动逻辑的时序冲突有关。当手柄在 "0^,9 位停留超过5 秒时，ATP 会重新施加防溜制动，此时若列车控制与管理系统在500ms内未收到制动缓解信号，就会触发牵引封锁。而快速操作手柄时，ATP 尚未完成防溜制动指令的发送，列车控制与管理系统已收到缓解信号，故不会触发封锁。测试数据显示，实际信号传输链路的物理响应时间在90～125ms范围内，但受车辆MIO 模块采样周期、CCU 处理延时等因素影响，系统整体响应时间超过500ms，提示车辆诊断参数设计存在缺陷。针对该问题，短期可通过优化司机操作规避，长期需由车辆供应商修改列车控制与管理系统逻辑，调整时间判定参数以兼容系统固有处理延时。

2.2 无法启动制动测试

动车组列控车载设备启机时需通过制动测试验证车辆接口状态，若检测到全常用制动或紧急制动反馈信号异常，ATP 将提示“无法启动制动测试”或“制动测试失败”[2]。此类问题涉及多系统交互，需对车辆制动状态、信号反馈电路、主机通信状态、继电器动作逻辑等进行系统排查。实际运营案例归纳总结发现，导致上述问题发生的原因主要有断路器故障、继电器故障、MVB 总线故障等。例如，ATPCU 空开故障将直接导致ATP 设备失电，触发紧急制动输出；MVB 总线节点故障或线路切换会导致通信中断，在启机阶段表现为系统自检卡滞；继电器触点电阻异常改变，将造成自动反馈时间延长，出现制动测试失败问题，影响列控车载设备正常运行。2023 年 1 月 5 日，CRH380B 型动车组启动阶段，车辆 DMS 系统显示“制动测试失败”。测试结果显示，紧急制动阀状态继电器因前级继电器弹簧脱位而无法吸合，导致 ATP 采集不到EB 反馈信号，从而报出“制动测试失败”。整合历史故障记录分析，确定该故障触发逻辑涉及拖拽模式控制、紧急制动环路状态等多重条件，需通过测量继电器电压、触点状态等逐级排查。针对此类问题，除通过双接点继电器改造降低故障率外，也需要在日常维护中高度重视继电器机械状态及触点导通性能检测，以确保制动反馈信号传输可靠。

结论：动车组列控车载设备与车辆接口问题对动车组安稳运行存在直接影响。现阶段，此类问题呈现出复杂性、多样性、隐蔽性等特征。需要相关工作人员积极探索问题类型与成因，并在现场维护中以系统思维进行分析，科学利用报警信息、测试方法等，处理与预防列控车载设备与车辆接口问题。

【参考文献】[1]唐乾坤,李卫锋,高俊明.列控车载设备不同工作模式下运行方案研究[J].价值工程,2024,43(29):11-13.[2]赵志鹏,褚伊郎君,徐威,等.CTCS3-300H 型列控车载设备状态在线监测与智能分析系统开发与应用[J].铁路计算机应用,2024,33(05):73-79.