動車組制動系統(tǒng)故障診斷及安全措施

李卓亮

摘要：鐵路關(guān)系到我國人員和貨物的流動速度，為我國的發(fā)展作出了重大貢獻，其安全問題越來越受到重視。本文從動車組制動系統(tǒng)的操作系統(tǒng)開始，講解如何診斷動車組制動系統(tǒng)錯誤以及如何實施安全措施，優(yōu)先考慮電動火車的各種常見故障及其可能的后果。對動車交通安全進行識別、檢測和控制措施，確保電動列車正常運行，希望本文能為我國動車組制動系統(tǒng)故障的診斷提供一些參考。

關(guān)鍵詞：動車;制動系統(tǒng);故障診斷;安全對策

引言

制動系統(tǒng)是道路安全的支柱，列車制動系統(tǒng)是列車運行效率的基礎(chǔ)。必須選擇安全性高、性能優(yōu)良的制動機，然而，任何系統(tǒng)都不是不變的，故障經(jīng)常發(fā)生。列車制動系統(tǒng)故障的原因及各種故障的后果是什么？如何確保列車運行過程中的安全？本文將討論這些問題。

1動車組制動系統(tǒng)構(gòu)成

現(xiàn)階段，我國有電網(wǎng)CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380等，同步形成CRH系列。CRH系列動車組制動系統(tǒng)均為電空復合制動，由電指令和微電腦控制，是一種與集成動力相結(jié)合的動車組制動動力。動態(tài)制動是電動制動的一部分，在電動汽車中以再生制動的形式提供。制動（再生）制動器廣泛應用于動車組制動系統(tǒng)，制動過程最初依賴于制動器，當制動能力不足時，采用空氣制動。列車低速行駛時，制動力會減弱，可能為零，在低速階段，空氣制動逐漸取代動力制動，起到動車組制動力的作用。

2動車制動系統(tǒng)的故障診斷

2.1制動系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)介紹

制動系統(tǒng)故障檢測是一個獨立的系統(tǒng)，診斷內(nèi)容包括中間診斷總線（MVB）、制動控制單元（BCU）、自檢板和車載單元診斷（如壓力傳感器、速度傳感器）等，卡間CAN通訊診斷、診斷子系統(tǒng)（例如，防滑系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等）和系統(tǒng)級診斷（列車配置、列車制動性能、列車制動功率分配等）之間的CAN交互。每輛汽車的制動控制單元都有自己的診斷結(jié)果，儲存內(nèi)容通常包括問題的確切時間、問題代碼、解決問題所需的時間以及出現(xiàn)的次數(shù)。從外部看，這些數(shù)據(jù)有助于分析故障原因，或者，他們可以記錄故障期間的列車性能狀況并獲取故障統(tǒng)計信息。

2.2制動系統(tǒng)的診斷功能

動車組制動系統(tǒng)錯誤檢測有兩個功能：

2.2.1制動系統(tǒng)的故障診斷和監(jiān)測

由制動系統(tǒng)引起的故障，如列車線路泄漏、未松開制動器或未使用駐車制動器等。這種類型的故障作為代碼存儲在BCU中，然后通過MVB診斷傳輸?shù)搅熊囋\斷系統(tǒng)。

2.2.2制動系統(tǒng)的狀態(tài)診斷

有時，某些制動系統(tǒng)功能和其他當前部件狀況，雖然這些狀況不能正常工作，但在某些情況下會導致故障，例如乘客的緊急手柄被按下或隔離塞門關(guān)閉等。

2.3制動系統(tǒng)的故障診斷任務

2.3.1開車前的系統(tǒng)檢查

在動車組啟動之前，必須對制動系統(tǒng)進行手動或自動測試，以全面評估列車制動系統(tǒng)的各項功能。該系統(tǒng)將存儲測試結(jié)果，向動車組的中央診斷系統(tǒng)發(fā)送報告并向駕駛員提供制動測試結(jié)果。

2.3.2動車組運行過程中的實時診斷

一旦動車組開始行駛，相關(guān)的過程數(shù)據(jù)、性能參數(shù)和錯誤數(shù)據(jù)將通過MVB接口傳送到中央實時診斷系統(tǒng)，以便及時發(fā)現(xiàn)和檢測動車組引起的錯誤。

2.3.3系統(tǒng)檢查和維修時的診斷

當每天檢查和維護制動系統(tǒng)時，制動系統(tǒng)提供的診斷信息和操作建議可為維修人員提供一些支持。

3動車制動系統(tǒng)的安全對策

3.1根據(jù)常用制動有效率動態(tài)分配列車制動力

在列車運行過程中，每輛車的剎車都會通過診斷系統(tǒng)實時監(jiān)控，列車的制動力會根據(jù)剎車的有效運行情況均勻分配。通常，制動性能使用以下公式計算：

η′=（n÷N）×100%

式中：列車制動器的有效速度用η’表示;能夠有效進行行車制動的車輛數(shù)量用n表示;N是火車上的車輛總數(shù)，以CRH3動車組為例。其制動方式為氣/電一體化模式，配套齊全，剎車時，先給電剎車。如果電剎車不靈或剎車力度不夠，此時使用空氣剎車，作為列車運行的附加力，空氣制動可以減少摩擦制動排放，減少損失。在整個汽車制動過程中，行車制動器的效率被作為空氣制動器在每輛車上分配的依據(jù)。

3.2設(shè)置列車安全環(huán)路保證列車在緊急情況下停車

為確保列車行車的最大安全性，電動列車設(shè)有多個安全區(qū)域，例如：盡量減少剎車的區(qū)域;火警區(qū)域;區(qū)域停車控制制動器;一系列緊急乘客剎車;轉(zhuǎn)向架控制電路等。在緊急情況下，緊急泄壓閥動作以迫使列車應用緊急制動。每個列車回路都伴隨著一個安全回路，它是列車控制系統(tǒng)中一個獨立的控制功能。這個循環(huán)是通過控制從頭到尾的所有形狀中發(fā)現(xiàn)的通信元素來執(zhí)行的，車輛末端的第二條列車控制線接收來自返回線的信息?？刂凭€路在整個鏈中按順序傳輸信息，并允許線路狀態(tài)檢查器查看實際回路狀態(tài)。由于當電路斷開時電路線路將失效，將向電路部分發(fā)送消息以應用緊急列車制動。

3.3制動故障時的列車限速措施

在診斷制動系統(tǒng)錯誤時，行車安全是一個非常重要的考慮因素。表1列出了制動系統(tǒng)最常見的六個錯誤。

結(jié)語

動車組制動系統(tǒng)具有完善的比較監(jiān)控、錯誤檢測、報警和基于錯誤的安全功能。如果制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，監(jiān)視器將診斷并發(fā)出信息和警報。通過一系列的故障排除措施，最終保證了電動列車的運行安全。盡管動車組制動系統(tǒng)具有自身的診斷和錯誤管理能力，但它仍然需要改進現(xiàn)實世界中錯誤的檢測和處理能力。目前對系統(tǒng)制動誤差的識別和人工減速方法不能完全保證動車組的安全運行，需要動車組制動人員采取有效的安全措施。

參考文獻：

[1]李萬新，章陽，林榮文，王樂.和諧號動車組制動系統(tǒng)故障診斷及安全措施[J].鐵道機車車輛，2011，31（05）：39-42.

[2]張師旗.新型動車組制動系統(tǒng)故障分析[D].蘭州交通大學，2021.