地鐵制動系統(tǒng)控制方案分析

宋如意?楊小琳

摘要：地鐵運(yùn)行的過程中，如果沒有良好的制動性能，很容易引發(fā)各種問題，所以，我們要明確地鐵制動系統(tǒng)控制的方法，并進(jìn)一步研究地鐵制動系統(tǒng)控制方案。本文主要探討了地鐵制動系統(tǒng)控制的一些基本的思路，并總結(jié)了地鐵制動系統(tǒng)控制方案如何更好的運(yùn)用在地鐵運(yùn)行的過程中，供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵制動系統(tǒng)，控制方案

地鐵運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性和很多因素有關(guān)系，其中，地鐵的制動系統(tǒng)是非常重要的一個環(huán)節(jié)，只有做好了地鐵制動系統(tǒng)控制方案的研究工作，并提高地鐵制動系統(tǒng)控制的效果，才能夠保證地鐵安全運(yùn)行。

一、地鐵制動系統(tǒng)控制相應(yīng)邏輯

隨著城市人口的不斷增長，軌道交通也在不斷擴(kuò)增以滿足需求。列車制動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)列車減速或在目標(biāo)點準(zhǔn)確停車。實現(xiàn)方式是司機(jī)根據(jù)列車初速度以及其他外界工況，施加不同的制動級位（減速度）給制動系統(tǒng)，然后制動系統(tǒng)根據(jù)司機(jī)發(fā)送的減速度指令和通過從空氣彈簧采集的列車重量計算出列車所需要的制動力，最后系統(tǒng)按照規(guī)定方式分配制動力至各個車輛。所以為確保列車能夠在規(guī)定位置準(zhǔn)確停車，除了制動系統(tǒng)具備很高的可靠性和準(zhǔn)確性外，司機(jī)對列車制動距離/制動減速度的影響因素以及對駕駛的列車制動性能的掌握也是至關(guān)重要的。

二、地鐵制動系統(tǒng)兩種制動控制方式應(yīng)用對比

制動系統(tǒng)的傳統(tǒng)定義是為了使列車能夠施行制動或緩解而安裝于列車上的一整套設(shè)備，其中，制動的目的是人為制止物體的運(yùn)動，包括使其減速、阻止其運(yùn)動或加速運(yùn)動；而緩解的目的是對已經(jīng)實行制動的物體，解除或減弱其制動作用。但是，隨著軌道交通車輛技術(shù)的發(fā)展，制動設(shè)備越來越多地采用了電氣信號和電氣驅(qū)動設(shè)備，尤其微機(jī)和電子設(shè)備的出現(xiàn)使得制動裝更趨于無觸點化和集成化，制動控制功能融入到了其他電路中而不能獨(dú)立劃分，因此在實際中，將具有制動功能的電子線路、電氣線路和啟動控制等部分都?xì)w結(jié)為一個系統(tǒng)，統(tǒng)稱為列車制動系統(tǒng)。

制動控制單元是制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)、核心部件。目前，制動系統(tǒng)分為車控式和架控式制動系統(tǒng)。其中，車控制動系統(tǒng)是以每輛車為單位設(shè)置制動控制單元、電子和輔助部件。架控制動系統(tǒng)則以每個轉(zhuǎn)向架為單位設(shè)置制動控制單元、電子和輔助部件。

不論是車控式制動系統(tǒng)還是架控式制動系統(tǒng)，目的均是對地鐵車輛進(jìn)行精確地制動控制，滿足車輛定點停車的要求。但是，就目前應(yīng)用來看，這兩種制動系統(tǒng)在保證安全、可靠的基本原則下，在制動原理、性能方面有著各自的特點。

（一）故障影響及冗余性

1.車控式制動系統(tǒng)，每輛車有1套制動控制單元，相對于架控式部件數(shù)量較少，部件故障對整車的內(nèi)在可靠性影響相對較低，但是對列車，特別是小編組車輛的運(yùn)營可靠性和安全性影響較大。

2.架控式制動系統(tǒng)，每輛車有2套制動控制單元，每個制動控制單元僅控制本轉(zhuǎn)向架的制動。由于部件數(shù)量增加，相應(yīng)地，因部件故障對整車的內(nèi)在可靠性影響較高，但由于功能冗余，對列車的運(yùn)營可靠性和安全性的影響卻較低。對于同樣小編組車輛，一套制動系統(tǒng)故障，列車僅失去單個轉(zhuǎn)向架的制動力。列車可以通過增加其他控制單元的制動力來滿足總制動力需求，對制動距離的影響也較小。

（二）底架管路布置

1.車控式制動系統(tǒng)

車控式制動系統(tǒng)的主要控制設(shè)備集中在底架中部，制動管路由車中向兩端布置，在轉(zhuǎn)向架附近管路較少，管子布置較為簡單，設(shè)備可以合理布置。

2.架控式制動系統(tǒng)

架控式制動系統(tǒng)的主要控制設(shè)備均布置在轉(zhuǎn)向架附近，制動管路較多，布置較為復(fù)雜，會出現(xiàn)底架空間緊張，不便于調(diào)整的問題，但是由于制動控制單元輸出管路距轉(zhuǎn)向架較近，因此，空走時間變短，制動響應(yīng)速度加快，據(jù)制動供應(yīng)商實驗數(shù)據(jù)，架控制動系統(tǒng)響應(yīng)時間比車控制動系統(tǒng)響應(yīng)時間縮短約0.2S。同時，提高了制動精度，車控制動系統(tǒng)制動精度約為：±0.2×105Pa，而架控制動系統(tǒng)控制系統(tǒng)精度可達(dá)到：±0.15×105Pa。

3.與牽引系統(tǒng)的配合

地鐵車輛正常運(yùn)行時多采用電空混合制動。所謂電空混合制動，是以電制動與空氣制動相輔配合的聯(lián)合制動方式，兩者的相互關(guān)系是：車輛制動時優(yōu)先進(jìn)行電制動，當(dāng)電制動力不能滿足制動需求時，拖車進(jìn)行空氣制動補(bǔ)充，拖車空氣制動仍不能滿足制動需求時，動車參與進(jìn)行空氣制動補(bǔ)充；電制動失效時可被切除，空氣制動可獨(dú)立實施，確保車輛的減速和停車。同時，制動系統(tǒng)兼有防滑和防沖動功能。電制動系統(tǒng)與牽引系統(tǒng)實為一套系統(tǒng)。因此，列車的制動力分配方案及制動系統(tǒng)的配置須考慮牽引系統(tǒng)的控制及配合方式。

三、結(jié)束語

綜上所述，在研究地鐵制動系統(tǒng)控制方案的過程中，一定要從地鐵運(yùn)行的角度出發(fā)，探討地鐵運(yùn)行的制動需求和具體的特點，并以此提出更好的地鐵制動系統(tǒng)控制方案，才能夠使地鐵具備更好的制動效果。

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