LCU在城轨列车上的应用效果

摘 要：根据LCU在城轨列车上的使用情况，结合笔者自身在工作中对LCU的接触，表现出对LCU广泛用于地铁列车前景的肯定。

关键词：城轨;LCU;继电器

1 LCU的认识与介绍

城轨列车运行，继电器多用于车辆与信号专业，且根据近几年各城市轨道交通车辆运行，不难发现由于继电器的偶发故障，导致列车发生不明原因的故障不可避免。比如：车辆最为关键的由于继电器触点接触不良导致列车在正常运行期间产生不明原因紧制，后故障自动恢复，最终检查相关线路或继电器均无异常，导致故障原因很难捕捉。同样城市轨道交通信号专业也会采用一些继电器，当然该继电器有时也会出现触点接触不良，本着故障—安全的原则，也会让列车立即制动。而由于这种制动触发的本质条件并非真的由信号系统做出判断，张应该执行的指令，而是出于设备本身的可靠性考虑，即：即使这些设备故障了，坏了，不工作了，信号系统都能保证列车安全的停下来，不会造成其它重大损失。这就提出来本文中新的概念—逻辑控制单元（Logic Control Unit），简称LCU。

目前LCU已开始应用在城轨列车上，来代替部分或者全部的继电器（依业主需求），城轨信号系统有些厂家也会用到类似LCU来代替继电器的板卡类设备。

2 LCU在地铁列车中的应用

首先，LCU设备集成于一个机箱内，且一般分为两类，头车一般用带MVB通讯功能的机箱，中间车一般用不带MVB通讯功能的机箱。两端的LCU实现与车辆控制单元的数据通信，将LCU的状态与故障信息实时反馈至司机台，每节车之间通过相互冗余且完全独立的CAN总线进行数据交互，如下图1所示：

对司机室占有、升降弓、列车牵引制动控制、警惕控制、方向控制、连挂控制等车辆控制回路中的中间继电器和时间继电器替换。下图2为LCU代替继电器的两个简单模型图。

其中：红色虚线框为已取代的备份电路;

蓝色小圆点为输入点位信号;

红色小圆点为输出点位信号。

LCU具有代表性的设计优势：

单双日轮流升主：LCU采用单双日A、B组板卡轮流升主的策略，奇数天A组板卡主用，偶数天B组板卡主用。若设备跨天运行，则必须断电重启后，系统才会发生切换。且系统上电后，主备用板卡均会进行自检，若发现故障会上报HMI屏。采用与制动系统中空压机启动相近的單双日交替原则。

强制A/B切换：列车A、B组LCU系统具备手动切换功能，位于司机室继电器柜内（LCU模式选择旋钮：A-自动-B），当开关在A位时，各节车的LCU切换至A组LCU功能块工作，当开关在B位时，各节车的LCU切换至B组LCU功能块工作，且LCU的板卡工作信息在HMI屏的维护界面中都有显示，方便维护人员查看与了解系统工作状态。

LCU具有一个提高可靠性的关键功能，即：冗余功能。每套LCU采用冗余设计，包含软硬件完全一致功能相同的两组（A组、B组）控制系统，每组控制系统的正极线和空开等供电线路完全独立，自主运行。任一组LCU供电线路的任一节点故障不影响另一组LCU的正常供电。包括单块IO板卡、中控板、电源板，均具有冗余功能，在内部通讯上，采用CAN网通讯，同样具有冗余功能。功能板卡采用热备的方式，且主用发生故障切换至备用时，切换时间约为20ms，系统仍能继续运行。

宁波3号线试运行半年以来。累计正线发生2起LCU故障，其中影响运营的有1起，后续将在软件方面进行优化处理，避免问题再次发生。库内故障5起，均为板卡本身故障，且在司机台HMI屏有提示，更换对应故障板卡后，功能恢复正常，这也恰恰体现了LCU故障容易锁定和方便处理。对于偶发故障，通过下载板卡底层数据分析，找到解决方案，在软件方面进行优化，相比继电器而言，在维护和故障查找方面有很大的益处。

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