DOI:103969 / jissn1009-9492202008093
魏调忠. 地铁车辆LCU 冗余技术探讨[J]. 机电工程技术,2020,49 (08):278-280

地铁车辆LCU 冗余技术探讨
魏调忠
(佛山市铁路投资建设集团有限公司,广东佛山 528000)

摘要:广佛地铁既有列车的低压控制系统采用传统的继电器控制方式,其故障率高且运维难度大?为了提高列车可靠性,提出对增购车低压控制系统进行改良,结合列车控制系统的特点,在列车关键控制电路采用“二乘二取二”的冗余框架,非关键电路采用“双机热备”冗余的方式,满足了关键控制回路的高冗余需求,同时保障了LCU 整体可用性和经济性?
关键词:地铁车辆;LCU;冗余技术
中图分类号:U231   文献标志码:A   文章编号:1009-9492 (2020)08-0278-03

引言
广佛线是城际间的地铁线路,横跨广州?佛山两市五区,自2010 年投入运营以来成为了广佛两市间的交通大动脉,为广佛同城发挥了重要的作用?随着2018 年底全线的贯通运营,客流量也急剧攀升,也给广佛线的运营提出了更高的要求?
广佛线目前配属列车共计有51 列,其中一期27 列?二期6 列,均采用2 动2 拖编组?广佛线既有列车低压控制系统采用传统继电器控制的方式,根据功能和应用场景,装有5 个厂家共计16 种类型的继电器,每列车的继电器数量超过200 个,其中有超过600 个触点被使用?
继电器是列车控制系统的关键组成部件,其动作频繁并缺乏冗余功能,并且长期在高温?潮湿?振动等环境中工作,故障率高且影响大?广佛一期列车运营10 年以来,平均每年继电器故障约30 起,占列车正线故障的60% ,严重影响了线路的运营服务质量?由于继电器属于被动元件,其不具备故障自检功能,地铁运营单位难以有效地对继电器状态进行检测?目前,仅能通过采取每年定期排查,通过按继电器的重要程度进行分级,采取三年?五年等周期进行定期更换等手段进行计划性维修,不仅维护工作量大,而且维护成本过高?
为解决广佛线既有列车继电器故障高的难点,广佛地铁公司在新增购的18 列车中采用LCU 技术,并充分提升LCU 的冗余性能,保障列车低压控制系统的安全性和稳定性?

结束语
广佛线增购列车通过采用LCU 替代继电器进行低压回路的控制,从根本上杜绝了因继电器卡滞?接触不良等异常导致列车控制失效的情况,提升了列车控制电路的可靠性,并很大程度上降低了列车控制回路中全寿命周期的运维成本?
广佛线增购列车的LCU 系统在“双机热备”冗余的基础上,在关键逻辑控制中采用更安全的“二乘二取二”冗余框架,避免了温度异常?电源波动等共因失效导致的系统异常,进一步提升了LCU 的安全性和可靠性?此外,广佛线增购列车的LCU 在设计上采用双电源冗余供电?CAN 总线冗余通信等方式,减少了单点故障对系统功能的影响,提升了地铁列车控制电路的整体可靠性,对提升广佛线的运营安全和服务质量,以及提升乘客的乘车体验发挥着重要的作用?