引言

针对某型机车在运行途中突然起惩罚制动，微机显示屏出现故障提示：“LKJ2000监控系统的惩罚制动请求”，监控屏无惩罚制动提示，制动屏提示安全类惩罚制动。乘务员尝试应急处置监控系统无效，断蓄电池复位机车控制系统正常。机车入库后检查，发现微机系统的SKS3节点故障而不是电务监控设备故障导致了这次行车设备故障。

本文对某型机车出现惩罚制动而微机系统报“LKJ2000监控系统的惩罚制动请求”故障原因进行分析，并提出惩罚制动优化改造方案及应急处置优化建议，为解决此故障提供依据，减少相关的行车设备故障。

1 原因分析

图1和图2是某型机车微机系统和监控系统惩罚制动电路，电路设计方面，微机系统惩罚制动、监控系统惩罚制动回路精简在一起，惩罚施加反馈继电器是机务和电务设备惩罚制动共用的继电器，微机系统通过惩罚施加反馈继电器采集惩罚制动反馈施加信号。

正常情况下某型机车监控系统发出惩罚制动请求时输出电压使监控惩罚继电器（代号43-A13-K02）得电，其一组常开触头闭合接通电源进入制动系统，制动系统响应惩罚制动并显示安全类惩罚制动，另一组常开触头闭合接通电源使惩罚施加反馈继电器得电，监控屏伴随有视觉和听觉提示惩罚制动。

微机系统的无人警惕中继和CCU惩罚制动回路串联在一起，无人警惕中继回路和司机室1端、2端警惕故障隔离回路三者并联在一起，正常情况下警惕装置必须投入，所以警惕故障隔离开关为正常位，处断电状态。无人警惕导致的惩罚请求时，微机系统的SKS3的A140_03（无警惕功能惩罚制动请求）节点断开使无人警惕继电器（代号43-A18-K02）失电，其常开触头断开使CCU惩罚继电器（代号43-A19-K02）失电断开。CCU惩罚制动请求时，SKS3的A13E_06（无CCU惩罚制动请求）节点断开使CCU惩罚继电器失电断开。无人警惕和CCU惩罚制动请求，最终都是CCU惩罚继电器失电断开，其一组常闭触头闭合接通电源进入制动系统，制动系统响应惩罚制动并显示安全类惩罚制动，另一组常闭触头闭合接通电源使惩罚施加反馈继电器得电。

微机系统或者监控系统导致的惩罚施加反馈继电器得电，其常开触头闭合接通电源使微机系统CIO1和CIO2相关节点得电，微机系统根据自身逻辑控制运算判断惩罚制动原因，无微机系统的逻辑控制运算则判定为监控LKJ系统惩罚制动。但监控和微机系统并无通讯协议，不在微机系统逻辑控制运算中。即微机系统判定为监控LKJ系统惩罚制动的条件为微机系统的逻辑运算无惩罚制动请求，并未考虑到电路故障问题，具体情况分析如下（电路窜电情况本文暂不予分析）。

1.1 监控惩罚继电器控制回路（监控系统）故障

监控惩罚继电器为得电惩罚，监控系统控制出现混乱，可能会出现监控屏虽未提示惩罚制动请求，但实际监控系统已经输出电压至监控惩罚继电器。监控惩罚继电器两组常开触头同时出现粘连或者短路情况时，制动系统响应惩罚制动并显示为安全类惩罚制动，微机屏提示为LKJ2000监控系统的惩罚制动请求，而监控屏并无提示。

1.2 CCU惩罚继电器控制回路（微机系统）故障

CCU惩罚继电器为失电惩罚，正常情况下机车没有无人警惕或CCU惩罚制动要求时，A140_03节点、无人警惕继电器、A13E_06节点、CCU惩罚继电器为高电平，CCU惩罚继电器得电常闭触头断开。但当实际电路中因故障出现失电时会导致CCU惩罚继电器失电。CCU惩罚继电器两组常闭触头出现粘连或者短路时，制动系统响应惩罚制动并显示安全类惩罚制动，微机屏提示为LKJ2000监控系统的惩罚制动请求，而监控屏并无提示。CCU惩罚继电器控制回路相关配件多，线路很多，包括A140_03节点、A13E_06节点、CCU惩罚继电器、无人警惕继电器、线路等。

从故障发生的可能性而言，CCU惩罚继电器控制回路故障发生的概率明显大于监控惩罚继电器控制回路，原因有两方面:一是CCU惩罚继电器控制回路相关配件数量和种类多，既有牵涉到软件、弱电等容易干扰的微机控制系统方面的配件，也有继电器、线路等110V控制回路配件，而且接插点很多，故障概率增大。二是CCU惩罚继电器为失电惩罚，相对监控惩罚继电器的得电惩罚，电路失电可能性远大于得电。从已经发生的多次故障经历来看，乘务员断电复位监控无效，断蓄电池电源复位整个微机系统后机车恢复正常证明了这个论断。微机系统的A140_03节点、A13E_06节点，是微机系统主要动态故障源。

2 优化方案

因某型机车微机系统和监控惩罚制动容易混淆，制动屏显示都为安全惩罚制动，给乘务员判定带来麻烦，因此可以优化设计。微机和监控惩罚制动反馈共用一个继电器，这是微机系统报LKJ2000监控系统的惩罚制动请求的主要原因，且进入制动系统也是同一个点位，制动系统也无法区分微机或监控的惩罚制动。可以通过改造电路的方式将微机和监控的惩罚制动区分开来会更加稳定，建议方案有两种。

2.1 优化改造微机和监控惩罚制动进入制动系统电路

原监控惩罚继电器和CCU惩罚继电器辅助触头最后进入制动系统同一个点位，增加电路，将二者分开，各自进入制动系统不同的点位，如图3所示。升级制动机和微机系统程序，优化制动机和微机系统惩罚制动判定以及微机和制动机通讯协议。

2.2 优化改造微机和监控惩罚制动反馈电路

选取微机系统SKS3反馈信号备用点位，将二者区分开来，如图4所示。

将监控惩罚继电器常开辅助触头6BK输出线从作为惩罚施加反馈继电器电源改为直接进入微机系统SKS3反馈信号备用点，如SKS3的=24-A30.18模块的E138_15和=24-A30.19模块的E139_13、E139_15，如下图5所示。

取消惩罚施加反馈继电器或者CCU惩罚继电器，二者只保留其中一个继电器，建议保留原CCU惩罚继电器，原惩罚施加反馈继电器进入微机系统反馈信号节点改动至为由CCU惩罚继电器进入，如下图6所示。最后升级制动机和微机系统程序。

3 应急处置建议

某型机车作为货运干线主力，牵引辆数多、吨位重，途中发生任何原因导致的惩罚制动时，停车距离和时间以及制动管路缓解和重新牵引提速需要时间相对较长，再加上应急处置所需时间，几乎可以说发生的每一个惩罚制动，都是一个行车设备故障，因此让乘务员精准判断和快速应急处置就显得非常必要。

考虑到乘务员行车途中复杂的环境因素，如吵杂的声音、对行车安全瞭望的要求、突然出现惩罚制动导致的乘务员惊慌失措以及微机屏出现LKJ2000监控系统的惩罚制动请求而监控屏无惩罚提示带来的疑惑等。另外还要考虑乘务员的业务能力和应急处置水平，尤其是当机车停于分相区或隧道等不利于救援的位置。而对于微机屏报LKJ2000监控系统的惩罚制动请求而监控屏无提示时，除了按照监控应急处置外还可对微机惩罚制动进行处置，因此适当改进应急处置建议如下：⑴出现任何惩罚时立刻隔离警惕故障开关；⑵常规应急无效后拆除CCU惩罚继电器。

3.1 出现任何惩罚时立刻隔离警惕故障开关

CCU惩罚继电器控制回路可分为无人警惕中继和CCU惩罚制动回路。由原理图可知，1端和2端司机室警惕故障隔离开关、无人警惕继电器辅助触头三者并联，当CCU惩罚继电器控制回路中无人警惕回路存在失电故障时，可以将1端或2端警惕故障隔离开关放置于隔离位。此操作可以迅速消除无人警惕中继回路失电故障，且可不停车处置。由于暂时隔离无人警惕不影响机车操作，因此乘务员遇到任何惩罚制动时可以直接进行此项操作，待时间充裕时再根据实际情况考虑是恢复还是继续隔离。根据铁路行车相关规定，正常情况下无人警惕装置必须投入，但考虑应急处置故障的特殊性，暂时关闭无人警惕也并不违规，当然需要乘务员在后续行车中关注机车状态。

3.2 常规应急处置无效后拆除CCU惩罚继电器继电器

当监控、警惕隔离、断蓄电池复位机车微机系统等常规应急处置无效时，机车无法牵引，制动系统不能缓解等，由此可能导致故障事态升级。此时可采取拆除低压电气柜CCU惩罚继电器方式，将微机惩罚制动请求全部甩开，乘务员需要在后续行车中根据情况及时操作制动系统。注意进入低压电器柜时必须保证安全，断主断路器、降受电弓，可进一步关闭蓝钥匙或电钥匙等。

上述应急处置步骤可以简述为：出现任何惩罚制动均可第一时间关闭无人警惕故障隔离开关，若处置无效则可以拆除CCU惩罚继电器，由此保障机车继续行进。

4 结语

对微机系统和监控系统惩罚制动电路优化完善，微机系统判定监控系统惩罚制动将更加准确，缩短了乘务员故障判断时间。采取以上应急处置建议后，因微机系统原因报LKJ2000监控系统的惩罚制动请求导致的机破事件将会明显下降，保证了机车的正常运用，若有分析不足之处，望能共同探讨。

参考文献：

1. [1]《和谐型交流传动机车技术丛书》编委会.HXD1B型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,2019.
2. [2]杨志刚.LKJ2000型列车运行监控装置操作手册[M].北京:中国铁道出版社,2003.
3. [3]马骏.和谐系列机车LKJ输出常用制动后不缓解原因分析及措施[J].机车电传动,2018(01):111-113.