（中车南京浦镇车辆有限公司设计开发部 江苏南京 210031）
摘要：在地铁运营中，当列车发生故障且不能依靠自身旁路功能继续运行时，需由正常列车通过车钩联挂方式，将故障列车快速的救援回库。这就需要在地铁车辆电路中进行联挂救援电路设计，以满足联挂救援时的电气需求。通过分析救援过程中的功能需求，设计了PIS通信、紧急制动及停放制动联挂电路，以满足联挂列车的司机对讲、乘客紧急广播、紧急制动及停放制动的施加和缓解，以及脱钩自动施加制动及报警的功能。从而保证救援的高效性和联挂列车的安全运行。
关键词：地铁车辆；联挂救援；电路设计
引言
地铁运营现场会遇到多种工况需要列车联挂运行，其中较常见的一种为救援工况。即在地铁运行线路上有一列车故障且不能通过旁路功能维持列车继续运行，须由正常列车通过车钩联挂方式，将故障列车快速的运转回库[1]。这就需要在地铁车辆的电路中进行联挂救援电路设计，以满足以下电气功能需求，保证联挂列车安全、高效的运行：
（1）对列车联挂状态实施监测（包括脱钩）并输出相应状态；
（2）所有司机室之间可以实现对讲，救援列车能对所有客室进行紧急广播；
（3）救援列车能控制被救援列车停放制动和紧急制动的施加和缓解；
（4）当联挂列车发生无意识脱钩时，救援车自动施加紧急制动，被救援车自动施加紧急或停放制动。
1 车钩联挂电路设计
1.1 联挂操作电路
为保证联挂操作可控并给其余电气功能进行联挂状态输出，需设计联挂操作电路。考虑到救援时，故障列车的中高压电会不可用，因此联挂操作电路应由蓄电池直接供电，即使列车休眠状态也能使操作电路正常得电。通过将联挂救援开关打到联挂或停放制动位，经过两列车车钩联挂组成的通路后，给两列车联挂继电器线圈供电，进而由联挂继电器的触点开闭状态进行列车联挂状态显示及控制。此回路能够被已联挂车钩的断开而打断，并且在回路中设置了解钩按钮，解钩按钮按下则车钩动作，机械回路断开，同时联挂操作电气回路也会断开，并将联挂继电器的状态给到网络进行司机室显示屏提示。
1.2 PIS通信联挂电路
列车广播系统的联挂线只有通信线和司机对讲及广播音频线，目的是通过联挂线缆，使救援车辆与被救援车辆的司机之间能够进行对讲，及时了解被救援车状态信息，并由救援车司机对被救援车客室进行广播[2]。
在PIS设备的主机中设置CAN或RS485联挂通信模块，一方面接收被救援车辆信息，如列车联挂端、客室端的通信信息等，解析并转发给救援车控制模块; 另一方面将救援车的信息转发出去。列车联挂后，整列车有且只有一个主机司机室，所有的控制和命令处理都由其完成，其余司机室都为子机状态。司机可以通过司机控制单元对其他司机室进行通话请求，其他任一司机室均可接通，且每次只能有两个司机室进行对讲；司机也可以通过司机控制单元对两列车客室进行广播。
另外，各客室的报警信息可以通过联挂模块附加列车号信息转发至主机端（一般为救援车），司机接通后可与乘客通话。
1.3 负母线联挂电路
两列车联挂时，若有正电线路通过车钩给另一列车供电，则需要负电母线进行联挂，从而保证整列车的电势相同。
2 紧急制动联挂电路
考虑到列车救援时，同一时间只能有一个司机室激活控制，因此故障车在救援时只唤醒供电而不会激活控制。但紧急制动的电路设计中，如果本列车无司机室激活则会施加紧急制动，因此需在紧急制动触发条件的大环路中加入紧急制动联挂电路的设计，这样可以实现联挂后，救援车和被救援车均能施加紧急制动，且在故障车不激活的情况下不触发紧急制动，保证了救援的时效和安全[3]。简化电路设计如图1所示。
图1中，K111-K114、S111-S114、K121-K124均为紧制回路触发条件的各个继电器/按钮触点，K131-K134为紧急制动接触器。列车联挂好后，若救援车司机室选端，且无紧急制动按钮按下，则紧制环路通过图1中橙黄色箭头标示的回路，将救援车的所有紧制触发条件和被救援车的部分紧急制动条件都检查一遍，若此回路中任一条件触发紧制（环路某一触点断开），则K131-K134失电，从而使图1中绿色箭头标示的回路触点断开，将紧急制动指令输入到救援车和被救援车的牵引、制动控制单元，使联挂的两列车执行紧急制动。同时，通过上述两条回路，也可在救援车当前司机室，进行紧制缓解操作，使K131得电，缓解联挂的两列车的紧急制动。
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图1 紧急制动联挂电路
3 停放制动联挂电路
为实现列车联挂后救援车能施加和缓解两列车的停放制动，且脱钩后被救援车能施加停放制动，需在停放制动执行列车线上增加停放制动联挂电路，且加入联挂救援开关控制。简化电路设计如图2所示。
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图2 停放制动联挂电路
车辆停放制动的施加，通过图2中的E11-E62电磁阀得电来实现。当两列车联挂后，在救援车当前司机室按下停放制动按钮（S11闭合），此时若满足列车零速等条件，K11，K21闭合，使K111线圈得电，K111触点闭合，通过联挂车钩-K31-K32，使被救援车E12-E62得电，最终使联挂的两列车施加停放制动。同时，若将救援车当前司机室停放制动按钮弹起，则上述回路失电，使联挂的两列车缓解停放制动。
联挂车辆脱钩时，被救援车的K32失电闭合，S22在PBA位闭合，使K112线圈得电，其触点闭合，使E12-E62电磁阀得电，被救援车施加停放制动。同时，救援车K31失电闭合，S21在CTE位断开，K111线圈失电，其触点断开，E11-E61电磁阀失电，救援车无法施加停放制动，且此时由于紧制联挂电路的存在，救援车脱钩施加紧急制动。
4 结论
在地铁运行中，列车发生故障情况需要联挂救援时，通过上述几部分联挂电路的设计，能够满足联挂列车的PIS通信、紧急制动及停放制动的施加和缓解，以及脱钩时自动施加制动及报警的功能。这在救援清障时，不仅能够高效快速的实现相关电气功能，且能够保证联挂列车的运行安全，经众多项目实施验证，此种电路设计高效可靠，符合运营要求。
参考文献
[1]南玉才.深圳地铁列车救援联挂电路的改进[J].电力机车与城轨车辆,2009,32(4):57.
[2]周珏凯,屠宣等.列车广播系统的联挂设计[J].电视技术,2016,40(4):105.
[3]中车南京浦镇车辆有限公司.南京地铁项目电路原理图[R].南京:中车南京浦镇车辆有限公司,2019.