城市軌道交通車輛牽引與制動系統(tǒng)接口的優(yōu)化

蔣宏姍

摘要：城市軌道交通車輛牽引與制動系統(tǒng)是其核心系統(tǒng)之一，對于城市軌道交通的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著極為重要的影響，尤其是基于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)階段城市軌道交通所面臨的更加復(fù)雜的發(fā)展環(huán)境與挑戰(zhàn)基礎(chǔ)下，對其接口優(yōu)化的探討更具現(xiàn)實(shí)意義。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，通過闡述城市軌道交通中較為常用的牽引與制動系統(tǒng)的接口方案，對于其中存在的問題與利弊進(jìn)行具體分析，繼而提出相對可行的加強(qiáng)及優(yōu)化方案，從理論的角度為城市軌道交通車輛的可靠性提升提供參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;牽引與制動系統(tǒng);接口優(yōu)化

引言：

目前我國城市軌道交通的控制與管理系統(tǒng)一般情況下都是由國產(chǎn)的車輛供應(yīng)商直接提供的，一方面這是由于其本身的設(shè)計與編程借鑒于歐洲國家，相對較為成熟可靠，另一方面在國產(chǎn)化的道路上，我國已經(jīng)逐步積累到的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，因此基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，但總體而言，還是有所欠缺，需要在實(shí)際運(yùn)營過程中，逐步來驗(yàn)證完善。但基于實(shí)際情況的不同，本文僅從理論層面出發(fā)，做簡要分析與系統(tǒng)化的闡述。

一、優(yōu)化方案及制動系統(tǒng)的功能介紹

基于現(xiàn)階段我國城市軌道交通的實(shí)際發(fā)展情況，在牽引與制動系統(tǒng)接口的優(yōu)化方案上，主要是通過增加硬線接口的方式，來強(qiáng)化其可靠性，并通過簡單的布設(shè)，來降低對其日常維護(hù)的影響。

其關(guān)鍵在于，通過硬線信號，能夠使其在運(yùn)營過程當(dāng)中，如果TCMS發(fā)生了故障無法傳輸信號時，信號仍然能夠進(jìn)行傳遞，從而基于緊急情況下，確保其車輛能夠處于正常運(yùn)營的狀態(tài)之中[1]。

在實(shí)際的運(yùn)營過程中，牽引與制動系統(tǒng)主要是由空氣供給設(shè)備、制動控制設(shè)備、基礎(chǔ)制動設(shè)備、空氣懸掛涉筆、車輪滑行保護(hù)設(shè)備以及汽笛設(shè)備、車鉤驅(qū)動設(shè)備等相關(guān)部件組成。優(yōu)化后的系統(tǒng)與原系統(tǒng)相比，一方面，線路實(shí)際運(yùn)用上得到較好的補(bǔ)充，另一方面，增加接口可以促使制動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)采集，對于后續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)的參考有著一定的積極意義。

二、控制信號傳遞

（一）制動類型

制動類型主要分為五大類，分別是常用制動、快速制動、緊急制動、保持制動以及混合制動。

其中，常用制動是指列車運(yùn)營過程中，通過解析PWM信號來執(zhí)行。快速制動與常用制動相類似，是相對正常的一種制動模式。緊急制動則是指通過空氣制動來達(dá)到制動效果，需要注意的是，緊急制動中牽引系統(tǒng)是不參與其中的[2]。保持制動出現(xiàn)在列車停車的時候，通過單方施加空氣制動來達(dá)到效果?；旌现苿右脖环Q為空電混合制動，即通過電制動與空氣制動的配合，達(dá)到預(yù)期的效果。

在制動過程中，需要根據(jù)負(fù)載信號和實(shí)際的需求，通過發(fā)送信號到指定的單元，然后再通過單元來實(shí)現(xiàn)信號的傳輸，進(jìn)而完成相關(guān)的計算工作，達(dá)到預(yù)期效果。

（二）可用值

根據(jù)負(fù)載信號和制動需求，在傳輸信號到單元再傳輸計算的過程，實(shí)際上就是對于制動力可用值的計算過程。而這個信號就是AO_BEA信號，該信號的存在就是避免由于額外的制動施加，造成的過度損耗的情況發(fā)生。

（三）防滑保護(hù)

在上文中提到的優(yōu)化接口方案中，硬線模式下，制動系統(tǒng)能夠通過硬線來基于信號傳輸?shù)墓ぷ?，并未車輛提供參考速度，而參考速度同樣是需要通過采樣計算的方式，來實(shí)際計算。

防滑性保護(hù)在實(shí)際中分為兩個部分，一部分是拖車，一部分是動車。其中，拖車防滑保護(hù)相對較為簡單，只單一通過制動控制單元來完成激活即可，而動車的防滑性保護(hù)則相對較為復(fù)雜，是需要牽引變流器和制動控制單元來共同完成，兩者需要有較好的計算與配合。防滑保護(hù)過程中，列車實(shí)際運(yùn)行的速度與實(shí)時速度在每個軸上的具體體現(xiàn)之間的差異性會作為速度信號，由制動器進(jìn)行傳輸，進(jìn)而發(fā)送給牽引變流器，隨后基于實(shí)際情況，對其完成基本的控制[3]。

需要注意的是，當(dāng)制動控制單元收到的滑行信號超過了一定的具體規(guī)范時間時，就會引導(dǎo)這一保護(hù)機(jī)制，并且主動切除電制動，來達(dá)到防滑性保護(hù)的目的。

而當(dāng)輪對滑行時，電制動由于被切除，因此動力減少，但是與此同時，基于防滑性保護(hù)，一旦出現(xiàn)指令消除的情況，那么其將快速回復(fù)，大約在指令之前七成以上的運(yùn)營速度，但與此同時，如果在很短間隔內(nèi)又再一次產(chǎn)生了滑行指令，那么前指令將被消除，且將進(jìn)一步黏著作用，以便更好地適應(yīng)軌道。

（四）淡入點(diǎn)和淡出點(diǎn)

一般情況下，常規(guī)的城市軌道交通車輛牽引與制動系統(tǒng)所采用的是一電一空制動，即在高速時采用電制動，而進(jìn)入低速時，則采用空氣制動，兩者之間又存在一定的聯(lián)動性，即由高速進(jìn)入到低速階段時，電制動就會淡出，而空氣制動則同樣的時機(jī)內(nèi)淡入，進(jìn)而形成制動的淡出與淡入。

簡單來說，如果當(dāng)列車的速度處于7km/h時，則信號設(shè)為高電平，在一定演示后，電制動力就會開始對應(yīng)的減少，直至車輛轉(zhuǎn)化為3km/h這一階段，成為低電平信號[4]。與此同時，如果制動不是家，電制動將會在一定時間段內(nèi)，呈現(xiàn)出線性縮小的趨勢，空氣制動則與之相反，呈現(xiàn)出線性上升的趨勢來。

（五）制動釋放與牽引力施加

有一種情況是當(dāng)列車本身處于坡道上起動時，就會觸發(fā)防倒退控制功能的機(jī)制，即在牽引變流器受到基礎(chǔ)信號后，制動力開始增加，進(jìn)而保持在施加相對百分百的制動力，而當(dāng)列車速度整體低于某一具體數(shù)值時，則變流器不負(fù)責(zé)制動，只負(fù)責(zé)作為牽引。而在具體的延時后，空氣制動則完成釋放，完成整個防倒退控制機(jī)制。在整個過程中，制動系統(tǒng)始終承擔(dān)著保持制動的重要責(zé)任。

三、結(jié)束語

綜上所述，本文僅從理論角度，通過就增加硬線接口這一優(yōu)化方式探討了基于故障狀態(tài)下，車輛如何實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，以及對其具體的牽引與制動系統(tǒng)展開了相對系統(tǒng)的介紹，并進(jìn)行了簡單的距離說明。然而，基于特殊情況和地域差異，部分時間、引力、速度等內(nèi)容的數(shù)值不同，因此實(shí)際制動的作用與發(fā)生效果也不相同，還需要圍繞具體內(nèi)容，展開更具實(shí)際性的探討，故望相關(guān)工作者能夠繼續(xù)深入探討，提出更多理論建議與意見。

參考文獻(xiàn)

[1]城市軌道交通牽引系統(tǒng)[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2019（05）：117-118.

[2]馮準(zhǔn)，時龍震.城市軌道交通車輛牽引電動機(jī)無位置控制探究[J].智能城市，2018（13）：65-66.

[3]王宗武.城市軌道交通車輛段調(diào)度中心的優(yōu)化[J].新商務(wù)周刊，2018（04）：73-74.

[4]張明松.關(guān)于城市軌道交通車輛電氣牽引技術(shù)發(fā)展[J].商品與質(zhì)量，2018（13）：140-140.

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