針對動車組制動系統故障診斷略議安全策略

李冬軍 曹昱

摘要：鐵路運輸行業的發展至關重要，動車的正常運行直接關系到我國的人流與物流效率，還關系到我國現代化建設的未來發展，所以我們應該重點關注動車的運行安全。下面本文主要論述了動車組制動系統的組成部分，深入分析了動車組制動系統的故障診斷及安全策略，希望能夠有效提升動車組制動系統的運行安全，推動我國動車的可持續發展。

關鍵詞：動車；制動系統；故障診斷；安全策略

1引言

我們都知道，制動系統的工作狀況直接關系到行車安全，動車制動系統能夠確保動車的正常穩定運行，因此我們應該選擇安全性較高、性能較強的制動系統設備。然而，任何系統都不是一成不變的，通常會有一些故障產生，列車制動系統發生故障的原因以及不同的故障會導致怎樣的后果？列車運行過程中如何進行安全保障？這些問題都是本文論述的核心。

2動車組制動系統的組成部分

到目前為止，我國已經正常運行的動車組有很多，所有的動車組合起來形成了CRH系列。CRH系列動車組的制動系統均為電氣指令微機控制的電空復合制動，這是一種復合動力組成的動車制動力。動力制動屬于電制動的范疇，以再生制動的方式存在于動車組上。在動車制動系統中動力（再生）制動被廣泛使用，其制動過程為，最初依賴于再生制動，在其制動力不足的情況下，采用空氣制動。當列車低速運行時，動力制動能力減弱，甚至可能為零。在低速階段空氣制動逐步取代動力制動，充當動車的制動力。此外，CRH系列動車組屬于動力分散模式，其制動系統以分散的方式，設置在各個車輛上的制動子系統設備，通過有效的協同，從而使列車具有足夠的制動力，保障了行車安全。

3動車制動系統的故障診斷

3.1制動系統的故障診斷系統介紹

制動系統的故障診斷的主要任務就是完成列車總線間通訊的診斷、板卡自檢、板器件診斷（如壓力傳感器、速度傳感器等）、卡間CAN通訊診斷、子系統診斷（如防滑系統、懸掛系統等）以及系統級診斷（列車配置、列車制動有效率、列車制動力分配等）。各個車輛的制動控制單元內存儲著各自的故障診斷結果，存儲內容通常有故障產生的具體時間、故障代碼、消除故障的時間、產生該故障的次數，這些數據一方面便于分析產生故障因素，一方面能夠記錄產生故障時刻列車的運行工況，實現對故障的統計。除存儲功能之外，故障診斷的結果還能夠及時通過多功能列車總線（MVB）傳送于司機顯示屏以及列車中央控制單元（CCU），列車中央控制單元對接收到的故障信息進行判斷，分析其對對行車安全的影響程度來做出限速或者是觸發緊急停車的決策，司機需要依據顯示屏的提示采取相應的處理措施。

3.2制動系統的診斷功能

動車制動系統的故障診斷具有很多功能，主要有以下兩種：第一，制動系統具有故障診斷技監測功能。制動系統產生的故障，如列車管泄漏、制動不緩解或者是停放制動無法施加等等。此類型故障通過代碼的形式儲存于BCU中，并通過MVB診斷端口傳遞給列車診斷系統。第二，制動系統的狀態診斷。有時候制動系統的特定功能以及部件的某些當前狀態，這些情況雖然不屬于故障，但在某些特定條件下可能會引起故障，如乘客緊急拉手被拉下或者是隔離塞門被關閉等。

3.3制動系統的故障診斷任務

第一，需要在開車前進行系統檢查。動車組正常運行之前，應該按照相關要求完成制動系統的測試，全方位的檢查列車制動系統的各項功能。系統會將檢測結果存儲，上報于動車組列車中央診斷系統，并且將制動測試結果數據提供給司機。第二，動車組運行過程中的實時診斷。在動車組啟動行駛之后，其相關過程數據、運行參數以及故障數據將通過MVB接口實時上報于中央診斷系統，以便于監控并及時發現動車產生的故障與錯誤。若是檢測到制動系統故障時，列車制動控制系統將依據故障等級自動進行控制，保障列車運行的安全。列車診斷系統能夠將功能限制、故障原因以及具體的提示操作等信息傳輸至顯示屏，告知司機、列車工作人員，方便其做出應對措施。

4動車制動系統的安全策略

4.1結合常用制動有效率動態分配列車制動力

動車行駛過程中的制動有效性被人們實時監控起來，結合常用的制動有效率動態完成列車制動力的分配。通常制動有效率通過以下公式計算而來：η′=（n÷N）×100%式中：列車常用制動有效率用η′表示；能有效執行常用制動的車輛的數量用n表示；N代表列車編組的車輛總數。以CRH3動車組為例，其制動模式為全列車空電復合模式，進行制動時優先使用電制動，若是發生電制動失效或者是電制動力不足的情況，此時將空氣制動作為動車運行的動力補充，空氣制動模式下，能夠最大程度的降低摩擦制動產生的排放，并且最大程度的較小損耗。動車運行的整個制動過程中，以常用制動有效率作為各車的空氣制動力分配的依據，常用制動有效率不是一成不變的，需要根據具體的需求動態化的重新分配制動力。

4.2設置列車安全環路保證列車在緊急情況下停車

要想盡量提升列車的運行安全，動車組應該設置好不同的安全回路，比如說：制動緩解回路；火災報警回路；停放制動監控回路；乘客緊急制動回路；轉向架監控回路等。若是發生緊急情況，觸發緊急排風閥從而使列車進行緊急制動。整個動車的硬線回路都伴隨著安全回路，其屬于一種獨立于列車控制系統的監測功能。通過布置于整列車從頭車到尾車的監控接觸元件從而實現的該回路的執行。處于端車的第二個列車控制線接受到回路控制線傳遞過來的信息。該控制線按順序將信息傳遞到整列車，并允許線路狀態評估元件執行一個實際回路狀態探測。由于在回路斷電時回路狀態線也會失電，一個相應的信息將被送到回路元件中，從而實現動車緊急制動。

4.3進行制動試驗，確保有效實現緊急制動

在動車正常運行以前，我們應該按照要求完成制動試驗，并進一步完成制動系統有效性的確認。通過緊急制動的效率來衡量列車的緊急制動有效性。通過緊急制動、直接制動以及間接制動這三項指標來試驗動車的緊急制動效率。

4.4緊急情況下通過觸發緊急制動確保列車安全停車

動車運行過程中遇到突發情況時應該開啟自動制動或者人工緊急制動，這樣才能確保動車的安全停車。緊急制動在下列幾種情況下會緊急觸發：（1）按下司機室的緊急制動按鈕；（2）軸溫過高以及轉向架失穩的情況下，最大常用制動將會被轉向架監控回路觸發，在最大常用制動失敗的情況下，則觸發緊急制動；（3）動車運行過程中，若是施加停放制動，此時停放制動監控回路將觸發緊急制動；（4）將制動控制器推到緊急制動（EB）位置；（5）由列車保護系統或自動警惕設備觸發。

4.5其他故障導向安全措施

制動系統的安全策略除了上文中提到的幾種以外，還包含以下幾種動車組制動系統故障導向安全策略：第一，空重車調整。當空簧壓力信號低于空車質量或高于超員車質量，要確?？哲囍苿恿蛳拗谱畲笾苿恿?。第二，防滑閥連續排風.當防滑閥連續排風時間大于5s時，則切除防滑控制而投入空氣制動，以保證制動距離。第三，總風壓力過低.若總風壓力不足650kPa以下，就將導致列車的常用制動功能難以正常運行，這種情況下，動車制動系統將關閉列車中的其他用風設備，從而保證動車能夠進行緊急制動。

5結束語

由于動車組制動系統直接關系到動車的安全穩定運行，且制動系統具有較為完善的故障監測、故障診斷、報警以及故障導向安全的功能，當制動系統出現故障時，監測裝置會進行診斷并做出提示與報警，通過一系列故障處理措施，最終保障動車組的安全運行。雖然動車組制動系統自身具有故障診斷與處理能力，但在實際運營中仍需提高對故障的檢測與排查力度?，F有的制動系統故障診斷以及人工限速手段并不能充分的保證動車組安全運行，動車制動系統工作人員需要更為有效的安全防護對策。

參考文獻：

[1]石先明，張敏慧.高速鐵路列控系統安全性分析與改進[J].鐵道標準設計，2012（11）.