關于數(shù)字化的地鐵車輛的制動靜態(tài)調試分析

李忠浩

摘 要：利用數(shù)字化的方法對地鐵車輛的制動進行靜態(tài)調試分析，需要收集地鐵車輛的數(shù)字模擬信號以及壓力測試數(shù)據(jù)，然后根據(jù)直接收集到的數(shù)據(jù)獲得地鐵車輛的防滑曲線、壓力曲線等相關曲線圖，所有數(shù)據(jù)可靠性比較強。應用數(shù)字化系統(tǒng)以后，地鐵車輛制動靜態(tài)調試的效率大大提高，調試時間縮短，調試工作量減少，所得數(shù)據(jù)準確性提高，為靜態(tài)調試分析提供基本條件。

關鍵詞：數(shù)字化；地鐵車輛；制動；靜態(tài)調試

中圖分類號：U213 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0080-01

1 傳統(tǒng)靜態(tài)調試分析方法的缺點

傳統(tǒng)的靜態(tài)調試分析方法是使用老式的指針壓力表進行測量，主要存在以下幾個缺點：（1）快速插頭插拔的頻率較高，會浪費許多時間，導致調試效率不高。（2）在進行通電調試時，危險程度會比較高。（3）測試的結果只來源于當場的讀數(shù)，測試完成以后無法對數(shù)據(jù)的準確性進行驗證，也沒有原始記錄可供查詢。

對此，必須要將數(shù)字化系統(tǒng)應用到靜態(tài)調試分析當中，為靜態(tài)調試分析提供更快捷、更準確的數(shù)據(jù)[1]。

2 數(shù)字化地鐵制動靜態(tài)調試系統(tǒng)結構設計

數(shù)字化地鐵制動靜態(tài)調試系統(tǒng)主要有主控制器手柄數(shù)據(jù)的收集與調整、制動缸壓力數(shù)據(jù)的收集與調整、總風管路壓力數(shù)據(jù)的收集與調整、空氣壓縮機壓力數(shù)據(jù)的收集與調整、停放制動壓力數(shù)據(jù)的收集與調整、開關量數(shù)據(jù)的收集與調整以及數(shù)據(jù)的儲存、處理與結果分析等。

2.1 硬件設計

2.1.1 主控制手柄設計

主控制手柄的設計主要有兩種：一種是固定形成110V直流電的控制指令，另一種是可以根據(jù)手柄的位置形成對應電壓的模擬控制指令，經由編碼器變換以后成為PWM信號。對于這兩種信號都可以通過降壓電阻、濾波電容的調節(jié)實現(xiàn)光電隔離，電壓和電流則需要根據(jù)采集卡的標準進行選擇。

2.1.2 壓力采集設計

壓力采集使用的是MPM4730壓力傳感器，工作電壓為12V，輸出電流為4-20mA。

2.1.3 壓力控制設計

（1）總風壓力開關控制：當總風壓力低于600kPa時，地鐵會自動開啟緊急制動模式；而總風壓力高于700kPa時，緊急制動系統(tǒng)將會自行緩解。（2）停放制動壓力開關控制：當?shù)罔F長時間停止運行時，其總風壓力會不斷減小，減小到所設定的最低標準值時，停放制動系統(tǒng)會自動開啟，提高總風壓力，保證地鐵停放安全。（3）空氣壓縮機開關控制：當總風壓力偏低時，空氣壓縮機會自動開啟，增大地鐵車輛的總風壓力；當總風壓力升高都一定程度時，空氣壓縮機自動關閉，停止打風[2]。（4）輔助空氣壓縮機的壓力開關控制：輔助空氣壓縮機的控制原理與主空氣壓縮機的控制原理相同，總風壓力過低時開啟，總風壓力升高到某一值時則自動關閉。

2.2 軟件設計

在系統(tǒng)硬件設施安裝完畢以后，對系統(tǒng)進行通電，然后將軟件初始化，調整參數(shù)，從第一輛地鐵車輛開始發(fā)出指令，檢查通信系統(tǒng)的反應速度及通信質量，檢查合格以后即可開始進行數(shù)據(jù)采集、處理及顯示。

2.3 性能指標

（1）空氣壓縮機壓力采集的精確度要控制在0.5kPa以內。（2）空氣壓縮機壓力采集的響應時間要在10ms以內。（3）單次主控制手柄的PWM信號收集時間要控制在100ms以內。（4）數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x要在1500m以上。（5）對于異常試驗部分要設計自動警報系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)異常立即發(fā)出警報。

3 實驗驗證

將1號傳感器PS1與總風管路相連接，配合空壓啟動開關量，檢測總風壓力，獲得初次充風時間；將PS2與停放壓力開關相連接，配合停放壓力開關量，檢驗停放壓力開關關閉的詳細數(shù)值；將PS3與減壓閥出口端相連接，配合PS1檢測溢流閥開啟時的壓力條件以及減壓閥出口端的壓力；將PS4與緊急壓力開關相連接，配合緊急壓力開關量，檢驗緊急壓力開關關閉時的具體數(shù)值，最終得到以下曲線圖（圖1）。

圖1為初次充風以后的壓力變化曲線，從圖中可以看出，D11的上升沿對應時間與下降沿對應時間之差即就是初次充風的時間，上升沿對應時間19分25秒，下降沿對應時間32分34秒，兩者相差13分09秒，所以初次充風的時間就為13分09秒。D12上升沿就是停放壓力開關的關閉值，從圖中可以看出，此時對應的總風壓力為5.08bar。

使用同種試驗方式，還可以獲得不同負載狀態(tài)下的制動缸壓力變化、緊急壓力開關斷開所需要的壓力、空氣壓縮機開關斷開所需要的壓力等數(shù)據(jù)。

4 結語

將數(shù)字化系統(tǒng)應用于地鐵制動靜態(tài)調試分析對于保障地鐵穩(wěn)定運行起到重要作用。利用數(shù)字化系統(tǒng)進行制動調試分析，其試驗數(shù)據(jù)來源有詳細記錄，且大大降低了人為操作對試驗結果的影響，使得試驗結果準確性提高。所以，應該大力推廣數(shù)字化靜態(tài)調試分析方法，縮短調試時間，減少調試工作人員的工作量，提高調試的準確性，從而保證地鐵運行的安全和穩(wěn)定。

參考文獻

[1]曾建.成都地鐵1號線的列車調試[J].城市軌道交通研究，2012，15（09）：134-136.

[2]陳愛麗，王艷伍.城市軌道交通車輛試驗實踐及總結[J].鐵道車輛，2016，54（06）：22-25+4-5.