關(guān)于地鐵車輛制動(dòng)控制的探討與研究

郭 帥 白雁翔

武漢地鐵集團(tuán)運(yùn)營(yíng)有限公司 湖北 武漢430000

1 導(dǎo)言

隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)度的不斷加快,大量的人流涌入城市促進(jìn)了超級(jí)大都市的形成,也帶動(dòng)了大城市的發(fā)展,現(xiàn)如今新一線城市的地鐵、輕軌規(guī)劃已經(jīng)非常成熟,多個(gè)一線城市也逐步進(jìn)行了地鐵的修建以及城市交通線路網(wǎng)絡(luò)的完善。地鐵成為了很多人日常生活中必要的一環(huán),在動(dòng)輒十幾公里的上班路上不僅方便了人們的出行,也為城市帶來(lái)了流動(dòng)活力。軌道交通的建設(shè)如今可謂是如火如荼,為了更加安全、合理的使用地鐵軌道交通,下文對(duì)地鐵制動(dòng)方面做了一些研究。

2 停車對(duì)標(biāo)中的制動(dòng)

地鐵車輛的停車基準(zhǔn)通常是指運(yùn)營(yíng)車輛在正線站點(diǎn)站臺(tái)上的準(zhǔn)確停車。準(zhǔn)確的停車基準(zhǔn)是確保系統(tǒng)運(yùn)行效率的要求之一,也是保障地鐵運(yùn)營(yíng)滿足乘客優(yōu)質(zhì)乘坐質(zhì)量的關(guān)鍵因素,還是保障乘客及時(shí)上車下車的服務(wù)之一。在武漢、寧波現(xiàn)有的一些項(xiàng)目中,屏蔽門(mén)設(shè)置在地下站,安全門(mén)設(shè)置在高架站。站臺(tái)屏蔽門(mén)/安全門(mén)的布局會(huì)影響停車精度,其中不帶PSD (軌道交通站臺(tái)屏蔽門(mén)系統(tǒng))系統(tǒng)的站臺(tái)停車誤差大約為一米到兩米,不方便乘客的上下車,帶PSD系統(tǒng)的站臺(tái)可以把停車誤差縮小到正負(fù)零點(diǎn)三米以內(nèi)。當(dāng)?shù)罔F車輛的側(cè)門(mén)與PSD系統(tǒng)的屏蔽門(mén)/安全門(mén)中心線之間的偏差超過(guò)±0.5 m 時(shí),列車車廂的側(cè)門(mén)和PSD系統(tǒng)屏蔽門(mén)/安全門(mén)不能聯(lián)動(dòng)打開(kāi),只有手動(dòng)調(diào)整相應(yīng)標(biāo)記后才能打開(kāi)車門(mén)與站臺(tái)屏蔽門(mén)/安全門(mén)。

地鐵停車對(duì)標(biāo)功能中除了自動(dòng)對(duì)標(biāo)還有人工對(duì)標(biāo),就是人工駕駛來(lái)進(jìn)行對(duì)標(biāo)工作,司機(jī)遵循DMI的顯示駕駛車輛,進(jìn)行停車制動(dòng)工作的時(shí)候需要根據(jù)要求使車輛緩慢降速進(jìn)入站臺(tái)然后精確停車對(duì)標(biāo)對(duì)齊。在司機(jī)制動(dòng)過(guò)程中要求過(guò)標(biāo)距離大于零點(diǎn)五米的時(shí)候主控CC不給予開(kāi)門(mén)信號(hào),這時(shí)候需要司機(jī)繼續(xù)操作司控器進(jìn)行稍微的移動(dòng),完成對(duì)標(biāo)后再進(jìn)行開(kāi)門(mén)工作。如果制動(dòng)中沖標(biāo)超過(guò)五米則沒(méi)辦法繼續(xù)進(jìn)行推進(jìn),必須采取緊急制動(dòng)。緊急制動(dòng)模式需要切除ATP模式轉(zhuǎn)化為RM 模式再運(yùn)行,一定情況下可以選擇放棄此次開(kāi)門(mén)到下一站停車。所以無(wú)論是自動(dòng)停車對(duì)標(biāo)還是人工駕駛停車對(duì)標(biāo),都需要制動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到一定的精準(zhǔn)度控制好停車位置,還要使車輛減速時(shí)能夠平穩(wěn)緩和保證舒適性。

3 車輛系統(tǒng)制動(dòng)行為影響因素

在部分裸露于外部環(huán)境的線路中,車輛運(yùn)行軌道可能因?yàn)樘鞖饣颦h(huán)境因素遇到落葉、結(jié)冰、雨雪、水霧、風(fēng)沙等情景,這會(huì)改變車輛輪對(duì)與軌道間的摩擦力、粘著力等接觸力,使得車輛出現(xiàn)滑行或受阻現(xiàn)象。在列車制動(dòng)中,任何的細(xì)微因素都可能影響制動(dòng)效果,而制動(dòng)的啟動(dòng)和執(zhí)行結(jié)果必然要比平常的站臺(tái)制動(dòng)有更高標(biāo)準(zhǔn)。比如車輛在特別工況下出現(xiàn)滑行的時(shí)候,傳感器測(cè)得的某一個(gè)車軸的速度達(dá)到判定滑行值或者某一車軸的減速度達(dá)到判定滑行數(shù)值,系統(tǒng)就會(huì)對(duì)滑行軸上的制動(dòng)缸進(jìn)行一定程度的排風(fēng)從而減小滑行軸上的空氣制動(dòng)力,當(dāng)前方到達(dá)站點(diǎn)站臺(tái)需要停車時(shí)極有可能出現(xiàn)沖標(biāo)現(xiàn)象。因此,車輛處于粘著系數(shù)可能較低的工況(如雨雪、結(jié)冰)時(shí),一般盡可能的由司機(jī)人工低速駕駛,把握好減速時(shí)機(jī)與制動(dòng)級(jí)位,做到精準(zhǔn)停車保障乘客能夠及時(shí)上下車。

4 制動(dòng)形式分析

從車輛的運(yùn)行過(guò)程分析,地鐵車輛有電制動(dòng)、電空制動(dòng)、空氣制動(dòng)幾種形式,其中電制動(dòng)又可分為再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)兩種。而車輛的制動(dòng)系統(tǒng)在功能上又有常用制動(dòng)、快速制動(dòng)、緊急制動(dòng)等幾種。它們都可以使車輛達(dá)到降速停車的效果。實(shí)際運(yùn)用中,常用制動(dòng)采用電空混合制動(dòng)并優(yōu)先使用電制動(dòng)的形式,且具有沖擊率限制功能,這可以使乘客的乘坐舒適性得到改善;快速制動(dòng)也可以電制動(dòng)與空氣制動(dòng)混合使用,它能夠達(dá)到與緊急制動(dòng)相當(dāng)?shù)乃矔r(shí)減速度,但是仍舊受沖擊極限的限制,快速制動(dòng)較緊急制動(dòng)來(lái)說(shuō)更具靈活性,在車輛停車前可以對(duì)其進(jìn)行緩解;緊急制動(dòng)則完全為純空氣制動(dòng)方式,緊急制動(dòng)安全回路斷開(kāi)時(shí),列車直接施加緊急制動(dòng),且停車前不能緩解。

顯然,電空混合制動(dòng)的方式在節(jié)能經(jīng)濟(jì)應(yīng)用上更為實(shí)惠,因?yàn)樵谲囕v的制動(dòng)過(guò)程中,它把一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能與熱能,而轉(zhuǎn)化的電能又可以再次利用。此外,相比于純粹的空氣制動(dòng),它還能一定程度減少車輪與閘瓦的磨耗,延長(zhǎng)它們的使用壽命。純空氣制動(dòng)形式的緊急制動(dòng),因?yàn)樗皇軟_擊極限的限制,乘客會(huì)因?yàn)閼T性有很大的前傾感,在乘坐舒適體驗(yàn)上效果較差。地鐵的運(yùn)行過(guò)程中要考慮巨大人流時(shí)乘客的平衡感、舒適感以及安全性,所以不可能過(guò)多的進(jìn)行純空氣形式的緊急制動(dòng),一般采用電制動(dòng)優(yōu)先降速,然后空氣制動(dòng)延時(shí)接入的準(zhǔn)確停車模式,這樣可以減少機(jī)械制動(dòng)結(jié)構(gòu)的磨損與消耗,又能提升安全性能和乘坐舒適性能。

6 超速繼電器

通過(guò)對(duì)超速繼電器功能中線路的研究,嚴(yán)格執(zhí)行斷電形成7-8-9回路可以實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)功能。在超速繼電器改裝中可以改造增加二極管和觸點(diǎn)個(gè)數(shù)防止故障,最大程度上保障地鐵車輛的緊急制動(dòng)效果。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),這種改造不僅可以增加緊急制動(dòng)效果,還可以通過(guò)布線方式和功能保障緊急制動(dòng)。

7 結(jié)語(yǔ)

在地鐵制動(dòng)中首先要理解制動(dòng)方式,增強(qiáng)制動(dòng)效果,然后在良好的制動(dòng)效果下考慮制動(dòng)情況。由于地鐵的特殊性和重要交通意義,保持地鐵運(yùn)營(yíng)通?？梢员ＷC城市交通的有序與條理。而地鐵運(yùn)行中,比較不同的策略選擇合適的制動(dòng)方式,又讓地鐵車輛的運(yùn)行有條不紊。對(duì)制動(dòng)控制而言,從電制動(dòng)到空氣制動(dòng),在合理計(jì)算程序下調(diào)試到無(wú)縫對(duì)接的狀態(tài),可以使車輛對(duì)標(biāo)更為精準(zhǔn),速度曲線更為平滑;而對(duì)于地鐵的整個(gè)系統(tǒng),考慮各個(gè)系統(tǒng)之間的平和運(yùn)作,集中控制于與配合,合理安排每個(gè)信號(hào)指令的輸出,最終能夠讓乘客體驗(yàn)到最優(yōu)質(zhì)的乘坐效果。