城軌列車制動(dòng)系統(tǒng)正線故障應(yīng)急處理措施研究

周海濤

西安中車長(zhǎng)客軌道車輛有限公司 陜西西安 710000

1 制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)介

1.1 風(fēng)源裝置

全列車共有兩個(gè)風(fēng)源裝置，分別安裝于拖車下方。風(fēng)源裝置包括了一臺(tái)SFR10型無(wú)油渦旋空氣壓縮機(jī)和一套空氣凈化干燥裝置。SFR10無(wú)油渦旋式空氣壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，采用兩級(jí)壓縮、空氣冷卻。

1.2 制動(dòng)控制系統(tǒng)

JK02架控制動(dòng)控制單元是空氣制動(dòng)系統(tǒng)的主要部件，其氣動(dòng)控制單元PBCU與其微機(jī)控制單元EBCU組成一個(gè)閉環(huán)控制，能夠根據(jù)空氣制動(dòng)力需求，準(zhǔn)確而穩(wěn)定地控制制動(dòng)缸壓力。制動(dòng)控制單元按照功能分為主閥和輔閥。主閥具備輔閥的全部功能，同時(shí)還具有網(wǎng)絡(luò)通信功能、制動(dòng)管理功能及故障記錄等功能。列車采用架控制動(dòng)控制系統(tǒng)，即每個(gè)轉(zhuǎn)向架配置一個(gè)JK02閥。JK02架控制動(dòng)控制單元接收列車網(wǎng)絡(luò)以及指令線所發(fā)的常用制動(dòng)或快速制動(dòng)指令，根據(jù)制動(dòng)級(jí)位、空氣彈簧壓力等各項(xiàng)因素，算出列車所需的空氣制動(dòng)力，然后EBCU控制中繼閥的預(yù)控壓力，在預(yù)控壓力的控制下，中繼閥按比例輸出壓力空氣到制動(dòng)缸[1]。

1.3 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

基礎(chǔ)制動(dòng)采用踏面制動(dòng)方式，由踏面制動(dòng)單元、帶停放的踏面制動(dòng)單元及閘瓦組成，其中一半踏面制動(dòng)單元帶有停放功能。滿足列車超員情況在線路35‰坡道上及空載列車在40‰坡道上能停住車（不溜車）的要求。

2 地鐵制動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)向

制動(dòng)系統(tǒng)是城軌車輛關(guān)鍵系統(tǒng)之一，直接關(guān)系到列車的運(yùn)行安全。即使列車在運(yùn)行中制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也要保證列車的安全。故障導(dǎo)向安全設(shè)計(jì)的基本原則為當(dāng)在列車牽引運(yùn)行或惰行時(shí)，要避免產(chǎn)生不期望的制動(dòng)力，以使列車能夠維持運(yùn)行；當(dāng)列車制動(dòng)停車時(shí)要保證有足夠的制動(dòng)力，確保列車能夠安全停車。按照上述故障導(dǎo)向安全原則，在城市軌道交通車輛制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及研制階段，對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)各部件故障模式進(jìn)行了全面的評(píng)估，并通過(guò)采用軟硬件的冗余及軟件降級(jí)保護(hù)等策略，進(jìn)行了完善的制動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全設(shè)計(jì)[2]。

3 地鐵制動(dòng)系統(tǒng)正線故障應(yīng)急處置措施

列車在正線運(yùn)行出現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，基于保證列車行駛安全及對(duì)線路運(yùn)行影響最小的前提下，下面分別給出相應(yīng)的建議處置措施。

（1）第I類故障：制動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)到故障，故障發(fā)生后列車制動(dòng)性能不受影響。此類故障又可以分為以下2種情況，一種是制動(dòng)系統(tǒng)具有硬件冗余設(shè)計(jì)，利用冗余設(shè)備繼續(xù)保持制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，另一種是軟件里設(shè)計(jì)了相應(yīng)的故障功能降級(jí)保護(hù)設(shè)計(jì)，當(dāng)某個(gè)部件出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)采用其他的策略進(jìn)行計(jì)算及控制，不影響該轉(zhuǎn)向架制動(dòng)力的輸出。建議應(yīng)急處置措施：此類故障發(fā)生后，對(duì)列車的制動(dòng)功能沒(méi)有影響，正線無(wú)需采取任何措施，可在完成當(dāng)日運(yùn)營(yíng)后，回庫(kù)進(jìn)行檢修[3]。

（2）第Ⅱ類故障：制動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)到故障，故障發(fā)生后列車制動(dòng)性能下降，需要進(jìn)行限速運(yùn)營(yíng)，但是不需要司機(jī)停車對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行隔離操作。此類故障發(fā)生后，列車的制動(dòng)性能下降，某些情況下列車的常用或緊急制動(dòng)距離變長(zhǎng)，同時(shí)如果列車是在ATO運(yùn)行模式下，可能會(huì)影響對(duì)標(biāo)精度。建議應(yīng)急處置措施：此類故障發(fā)生后，列車的制動(dòng)性能受到影響，在正線發(fā)生故障時(shí)，如果處于ATO運(yùn)行模式，需退出ATO模式，并進(jìn)行限速運(yùn)行，運(yùn)行至終點(diǎn)時(shí)退出服務(wù)。

（3）第Ⅲ類故障：制動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)到故障，故障發(fā)生后列車制動(dòng)性能下降，同時(shí)列車?yán)^續(xù)行駛存在其他安全隱患，司機(jī)必須停車檢查確認(rèn)，在故障未排除前不能繼續(xù)動(dòng)車。此類故障發(fā)生后，列車的制動(dòng)性能下降，繼續(xù)行車會(huì)存在安全隱患，司機(jī)必須停車對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查確認(rèn)，必要時(shí)隔離相關(guān)設(shè)備，如果故障無(wú)法修復(fù)，需要報(bào)行車調(diào)度申請(qǐng)救援。建議應(yīng)急處置措施：此類故障發(fā)生后，列車?yán)^續(xù)行車存在重大安全隱患，在正線發(fā)生故障時(shí)，司機(jī)必須停車進(jìn)行檢查處理，確認(rèn)故障后隔離故障制動(dòng)單元，隔離后進(jìn)行限速運(yùn)行，運(yùn)行至終點(diǎn)時(shí)退出服務(wù)。如果隔離后故障仍無(wú)法修復(fù)，需申請(qǐng)救援。

（4）第Ⅳ類故障：制動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)到故障，故障后自動(dòng)實(shí)施緊急制動(dòng)，停車后不能繼續(xù)運(yùn)行。該類故障發(fā)生時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)緊急制動(dòng)，緊急制動(dòng)過(guò)程中，利用列車制動(dòng)風(fēng)缸的保壓量，其制動(dòng)力并沒(méi)有下降。因此，其制動(dòng)過(guò)程是安全的。該類故障發(fā)生后，在故障未排除前將無(wú)法動(dòng)車，需申請(qǐng)救援。建議應(yīng)急處置措施：此類故障發(fā)生后，確認(rèn)無(wú)法修復(fù)后，申請(qǐng)救援[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通車輛的制動(dòng)系統(tǒng)是集機(jī)械、電子、自動(dòng)控制等多學(xué)科于一體的產(chǎn)品，制動(dòng)系統(tǒng)自身具有非常完備的故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警和故障導(dǎo)向安全的控制功能，當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)的某一部件發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)測(cè)裝置會(huì)提示及報(bào)警，并采取相應(yīng)的故障處理措施，保證地鐵的安全運(yùn)行。盡管地鐵制動(dòng)系統(tǒng)具有完善的安全保障措施，但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中仍需考慮其故障后的安全性，在出現(xiàn)故障后，需根據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)的原理，深入進(jìn)行分析，全面評(píng)估對(duì)列車運(yùn)行的影響，采取有效的安全處置及防護(hù)措施，將對(duì)線路運(yùn)營(yíng)的影響降到最小。