蔣宏姍

摘要：城市軌道交通車(chē)輛牽引與制動(dòng)系統(tǒng)是其核心系統(tǒng)之一，對(duì)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(duì)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(guò)闡述城市軌道交通中較為常用的牽引與制動(dòng)系統(tǒng)的接口方案，對(duì)于其中存在的問(wèn)題與利弊進(jìn)行具體分析，繼而提出相對(duì)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(chē)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(dòng)系統(tǒng);接口優(yōu)化

引言：

目前我國(guó)城市軌道交通的控制與管理系統(tǒng)一般情況下都是由國(guó)產(chǎn)的車(chē)輛供應(yīng)商直接提供的，一方面這是由于其本身的設(shè)計(jì)與編程借鑒于歐洲國(guó)家，相對(duì)較為成熟可靠，另一方面在國(guó)產(chǎn)化的道路上，我國(guó)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(guó)產(chǎn)化，但總體而言，還是有所欠缺，需要在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，逐步來(lái)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(jiǎn)要分析與系統(tǒng)化的闡述。

一、優(yōu)化方案及制動(dòng)系統(tǒng)的功能介紹

基于現(xiàn)階段我國(guó)城市軌道交通的實(shí)際發(fā)展情況，在牽引與制動(dòng)系統(tǒng)接口的優(yōu)化方案上，主要是通過(guò)增加硬線(xiàn)接口的方式，來(lái)強(qiáng)化其可靠性，并通過(guò)簡(jiǎn)單的布設(shè)，來(lái)降低對(duì)其日常維護(hù)的影響。

其關(guān)鍵在于，通過(guò)硬線(xiàn)信號(hào)，能夠使其在運(yùn)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中，如果TCMS發(fā)生了故障無(wú)法傳輸信號(hào)時(shí)，信號(hào)仍然能夠進(jìn)行傳遞，從而基于緊急情況下，確保其車(chē)輛能夠處于正常運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)之中[1]。

在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，牽引與制動(dòng)系統(tǒng)主要是由空氣供給設(shè)備、制動(dòng)控制設(shè)備、基礎(chǔ)制動(dòng)設(shè)備、空氣懸掛涉筆、車(chē)輪滑行保護(hù)設(shè)備以及汽笛設(shè)備、車(chē)鉤驅(qū)動(dòng)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(xiàn)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(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)采集，對(duì)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(hào)傳遞

（一）制動(dòng)類(lèi)型

制動(dòng)類(lèi)型主要分為五大類(lèi)，分別是常用制動(dòng)、快速制動(dòng)、緊急制動(dòng)、保持制動(dòng)以及混合制動(dòng)。

其中，常用制動(dòng)是指列車(chē)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，通過(guò)解析PWM信號(hào)來(lái)執(zhí)行?？焖僦苿?dòng)與常用制動(dòng)相類(lèi)似，是相對(duì)正常的一種制動(dòng)模式。緊急制動(dòng)則是指通過(guò)空氣制動(dòng)來(lái)達(dá)到制動(dòng)效果，需要注意的是，緊急制動(dòng)中牽引系統(tǒng)是不參與其中的[2]。保持制動(dòng)出現(xiàn)在列車(chē)停車(chē)的時(shí)候，通過(guò)單方施加空氣制動(dòng)來(lái)達(dá)到效果。混合制動(dòng)也被稱(chēng)為空電混合制動(dòng)，即通過(guò)電制動(dòng)與空氣制動(dòng)的配合，達(dá)到預(yù)期的效果。

在制動(dòng)過(guò)程中，需要根據(jù)負(fù)載信號(hào)和實(shí)際的需求，通過(guò)發(fā)送信號(hào)到指定的單元，然后再通過(guò)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，進(jìn)而完成相關(guān)的計(jì)算工作，達(dá)到預(yù)期效果。

（二）可用值

根據(jù)負(fù)載信號(hào)和制動(dòng)需求，在傳輸信號(hào)到單元再傳輸計(jì)算的過(guò)程，實(shí)際上就是對(duì)于制動(dòng)力可用值的計(jì)算過(guò)程。而這個(gè)信號(hào)就是AO_BEA信號(hào)，該信號(hào)的存在就是避免由于額外的制動(dòng)施加，造成的過(guò)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(xiàn)模式下，制動(dòng)系統(tǒng)能夠通過(guò)硬線(xiàn)來(lái)基于信號(hào)傳輸?shù)墓ぷ?，并未?chē)輛提供參考速度，而參考速度同樣是需要通過(guò)采樣計(jì)算的方式，來(lái)實(shí)際計(jì)算。

防滑性保護(hù)在實(shí)際中分為兩個(gè)部分，一部分是拖車(chē)，一部分是動(dòng)車(chē)。其中，拖車(chē)防滑保護(hù)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，只單一通過(guò)制動(dòng)控制單元來(lái)完成激活即可，而動(dòng)車(chē)的防滑性保護(hù)則相對(duì)較為復(fù)雜，是需要牽引變流器和制動(dòng)控制單元來(lái)共同完成，兩者需要有較好的計(jì)算與配合。防滑保護(hù)過(guò)程中，列車(chē)實(shí)際運(yùn)行的速度與實(shí)時(shí)速度在每個(gè)軸上的具體體現(xiàn)之間的差異性會(huì)作為速度信號(hào)，由制動(dòng)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(duì)其完成基本的控制[3]。

需要注意的是，當(dāng)制動(dòng)控制單元收到的滑行信號(hào)超過(guò)了一定的具體規(guī)范時(shí)間時(shí)，就會(huì)引導(dǎo)這一保護(hù)機(jī)制，并且主動(dòng)切除電制動(dòng)，來(lái)達(dá)到防滑性保護(hù)的目的。

而當(dāng)輪對(duì)滑行時(shí)，電制動(dòng)由于被切除，因此動(dòng)力減少，但是與此同時(shí)，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(yíng)速度，但與此同時(shí)，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(chē)輛牽引與制動(dòng)系統(tǒng)所采用的是一電一空制動(dòng)，即在高速時(shí)采用電制動(dòng)，而進(jìn)入低速時(shí)，則采用空氣制動(dòng)，兩者之間又存在一定的聯(lián)動(dòng)性，即由高速進(jìn)入到低速階段時(shí)，電制動(dòng)就會(huì)淡出，而空氣制動(dòng)則同樣的時(shí)機(jī)內(nèi)淡入，進(jìn)而形成制動(dòng)的淡出與淡入。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果當(dāng)列車(chē)的速度處于7km/h時(shí)，則信號(hào)設(shè)為高電平，在一定演示后，電制動(dòng)力就會(huì)開(kāi)始對(duì)應(yīng)的減少，直至車(chē)輛轉(zhuǎn)化為3km/h這一階段，成為低電平信號(hào)[4]。與此同時(shí)，如果制動(dòng)不是家，電制動(dòng)將會(huì)在一定時(shí)間段內(nèi)，呈現(xiàn)出線(xiàn)性縮小的趨勢(shì)，空氣制動(dòng)則與之相反，呈現(xiàn)出線(xiàn)性上升的趨勢(shì)來(lái)。

（五）制動(dòng)釋放與牽引力施加

有一種情況是當(dāng)列車(chē)本身處于坡道上起動(dòng)時(shí)，就會(huì)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(hào)后，制動(dòng)力開(kāi)始增加，進(jìn)而保持在施加相對(duì)百分百的制動(dòng)力，而當(dāng)列車(chē)速度整體低于某一具體數(shù)值時(shí)，則變流器不負(fù)責(zé)制動(dòng)，只負(fù)責(zé)作為牽引。而在具體的延時(shí)后，空氣制動(dòng)則完成釋放，完成整個(gè)防倒退控制機(jī)制。在整個(gè)過(guò)程中，制動(dòng)系統(tǒng)始終承擔(dān)著保持制動(dòng)的重要責(zé)任。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文僅從理論角度，通過(guò)就增加硬線(xiàn)接口這一優(yōu)化方式探討了基于故障狀態(tài)下，車(chē)輛如何實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，以及對(duì)其具體的牽引與制動(dòng)系統(tǒng)展開(kāi)了相對(duì)系統(tǒng)的介紹，并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的距離說(shuō)明。然而，基于特殊情況和地域差異，部分時(shí)間、引力、速度等內(nèi)容的數(shù)值不同，因此實(shí)際制動(dòng)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(kāi)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(jiàn)。

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(shí)龍震.城市軌道交通車(chē)輛牽引電動(dòng)機(jī)無(wú)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(chē)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(chē)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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