高速动车组制动试验优化探讨--中国期刊网

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高速动车组制动试验优化探讨

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：于广洲王长鹏

[导读] 摘要：制动试验是动车组的核心系统之一，其性能决定车辆运行安全，为确保动车组运行中制动系统功能正常，在车辆出库前需要进行制动试验验证。

        中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段山东青岛 266000
        摘要：制动试验是动车组的核心系统之一，其性能决定车辆运行安全，为确保动车组运行中制动系统功能正常，在车辆出库前需要进行制动试验验证。本文通过既有动车组制动试验的对比，设计了高效的制动自检试验，为动车组制动系统自检试验设计提供了参考。
        关键词：动车组；制动试验；运用维修；优化
        引言
        我国多平台动车组共用、长交路跨线运行、交叉检修等情况与国外不同，在制动试验方面对跨平台的横向管理提出了新要求，存在尚待优化的一些问题。配套运用维修技术体系无经验可借鉴，需要开展大量的研究工作。
        1动车组制动试验待优化问题
        1.1验跨平台差异需统一
        前期相关技术规范中已对制动试验进行过一轮优化，提出了全部制动试验和简略制动试验的整体概念。多平台动车组混合运用中发现各平台动车组同范畴技术项点存在较大差异，现场使用不方便。如各平台动车组制动试验项目名称、不同工况下的试验内容需要形成相对一致的管理体系，以降低一线人员工作难度。
        1.2况试验要求有待细化，试验总频次需优化
        动车组制动试验涉及的工况较多，具体工况下试验项目存在不明确之处。如动车组出所联合检查等工况下，司机应该做哪些制动试验项目？一级检修时头车司机室完成制动试验后，尾端是否还需进行试验，做哪些试验？部分动车组如CRH2A/2C/380A平台动车组一级检修原试验规范中采用了对制动缸压力逐车核定的方式，需进一步提升可操作性。从现场技术管理的实际情况看，顶层规章不明确时原则上均从严处理。不同工况试验叠加，总频次偏高。
        1.3内各批次动车组制动试验需简统
        以CRH2A/2C/380A及CRH6A平台动车组为例，原制动试验标准可划分为14次，含CRH2A型动车组（2001-2020\2151-221）CRH2A统型动车组一阶段（2061-2090）、CRH2C型动车组二阶段（2091-2110.2141-2150）、CRH2E型动车组（2121-2140）、CRH2E改型动车组、CRH2B型动车组（2111-2120）、CRH2B统型动车组（4096-4105）、CRH2G型动车组、CRH380A（L）型动车组、CRH380A统型动车组、CRH6A型动车组、CRH6F型动车组等。但无论在网络还是在制动系统软件中均未有相应的试验合格逻辑判断，要求人工核定。不同车型批次、不同动拖车属性、不同空簧压力、不同制动级位下的压力均需要逐个按车厢核定。仅试验标准就包括28张制动缸压力范围表。另外，各平台动车组存在平台内需简统化的问题，如部分批次CRH1A平台动车组试验时需降弓，CRH380B平台不同批次动车组试验软件版本差异大等问题。
        2各平台动车组制动系统结构特点
        2.1CRH3C型动车组制动系统
        CRH3C型动车组制动系统采用电空联合制动，优先使用电制动，空气制动补偿。空气制动使用了复合结构，以直通式电空制动作为主体，在紧急制动等工况下有1套冗余列车管减压制动式的间接制动系统同时起作用，以提高动车组的安全性。直接制动与间接制动预控制压力空气通过双向止回阀后导入中继阀，再经容量放大后由制动夹钳实施制动。

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(1)电空制动电空制动方面，除设置产生精确预控制压力的电空阀以外，各车厢设有紧急制动阀，以提高紧急制动响应速度和安全性。间接制动在无动力回送（拖拽）、严重事件救援以及电空制动严重故障的情况下亦可作为备用制动系统，提高可用性。在故障情况下各车厢制动可以单独实施切除。(2)通信制动通信控制方面，通信总线采用TCN标准，系统构建基于IEC61375-1-2012《铁路电气设备列车总线国际标准》。列车网络分WTB及MVBＭ两级，均为两路冗余。WTB网络负责整车级通信，设置有动态节点配置功能，可根据动车组编组情况自动进行节点配置，满足动车组重联及解编的要求。WTB通过网关同MVB进行通信，网关集成在CCU中。车辆级MVB网络未局限于单节车厢，而是贯穿整个牵引单元。为保障在控制计算机故障、网络通信异常等极端情况下动车组的运行安全，在设置通信总线网络的同时引入由传统接触器控制技术实现的“安全回路”，安全回路自身无软件参与，且可保证系统保护响应速度，可直接连接至末端响应元件。另外，安全回路提供了部分独立于列车总线通信控制系统的监控功能，最大程度保障运行安全。(3)制动试验制动试验方面，为提高制动系统安全性，CRH3C型动车组除了根据运行中制动故障的具体情况限制车速外，提高了制动试验要求。软件层面纳入定期对制动系统进行全面试验、记录和诊断的程序，对制动可用性进行预评估。根据制动率限制最高运行速度。
        2.2CRH1A/2A/5A型动车组制动系统
        CRH1A型动车组未设置间接制动系统，采用电空制动系统，系统根据制动指令和动力制动性能执行混合制动功能，并设置有紧急制动安全回路。CRH2A型动车组设有独立于牵引单元的制动单元，在制动单元内部进行动力制动和电空制动的混合，设有快速制动（EB）和紧急制动(UB）。为提升控制系统故障时的可用性，设有辅助制动模式。基础制动装置初期设有气液转换缸，使用液压夹钳。CRH5A型动车组制动系统包括1套由TCMS控制的直通式电空制动系统。该系统的制动力取决于制动指令和动力制动性能。制动子系统设有自身的制动总线，仅通过头尾车的BCU连接到TCMS中。
        3优化设计
        在中国既有和谐号动车组中，CRH3系列、CRH5系列动车组均具有MBT制动试验功能，由于试验项目较多，CRH3系列和CRH5系列动车组一端进行一次MBT制动试验分别需要18min和16min，两个端车各进行一次则需30min以上。当制动试验不通过时，司机屏幕仅显示制动试验失败，不能给司机贡多有效提示信息，导致无法及时快速判定故障。因此，CRH3系列和CRH5系列动车组存在制动试验耗时久、故障不易处理等问题。CRH2、CRH6系列动车组虽然试验快速，但属于人为主管判断，试验结果不够准确客观。因此，借鉴既有动车组不同车型的优缺点，需要设计自动高效并能快速定位故障的制动试验，既能达到及时发现制动系统隐形故障并能快速准确定位的目的，又能最大限度不影响车辆运用效率。实施思路（1）仅对使用频次最高的出库试验进行优化，保证检测出制动系统性能的基础上，设置自动高效的试验，最大限度的保证车辆运营效率。对于需完整检测制动性能的试验可保持原车程序，如CRH2系列的制动试验、CRH3系列的ABT等。（2）司机室显示器设置“制动自检试验开始”按钮，司机通过按钮确定是否进行制动自检试验。（3）BCU根据网络下发的“制动自检试验开始”信号确定是否进入制动自检试验模式；并实时向网络发送试验状态和试验结果，司机可以清楚的确认试验状态及试验故障项。
        结语
        制动系统是动车组的核心系统之一，制动试验既要能及时发现制动系统故障，又最大限度不影响运用效率，本文通过对既有车型制动试验的对比，对使用频次最高的出库制动试验进行优化，保证检测出制动系统性能的基础上，设置自动高效的检测试验，司机既可以清楚的了解试验状态及试验故障点，又最大限度的保证了车辆运营效率。本文为动车组制动系统自检试验设计提供了参考。
        参考文献:
        [1]章阳.和谐号动车组制动系统制动试验方法[J]．铁道机车车辆，2011,(315):73-76.