动车组制动安全性分析

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年第29卷2月6期   作者:刘丹 李宪君 宋小亮
[导读] 动车组在高速行驶中,到站停靠以及紧急制动时列车能够快速、安全稳定的停车,在这一系列操作过程中制动系统起到了决定性的作
        刘丹  李宪君  宋小亮
        中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春,130062
        摘要:动车组在高速行驶中,到站停靠以及紧急制动时列车能够快速、安全稳定的停车,在这一系列操作过程中制动系统起到了决定性的作用。制动系统的制动能力以及制动效果是列车是否安全、可靠的决定因素。
        关键词:动车组   制动   停止  可靠 安全
        前言:
        对动车组制动进行分析可知,其安全问题主要包括了制动系统的制动能力以及制动的可靠性那个和故障及故障诊断等。当需要停车时,通过运行制动系统使动车组在预先规定的制动距离内停止运行,从而提高动车组列车的管理效率并确保乘客安全。随着人们对出行速度和安全要求的不断提升,在了解并掌握动车组制动系统原理和种类的基础上,加强对其制动安全保障措施与诊断方法的研究已成为当前铁路运输部门和技术部门需要着重开展的关键工作。

正文:
一. 动车组制动系统概述
1、制动作用过程及制动能力
        通常,司机制动指令系统包括了制动控制其、紧急制动按钮以及ATO/ATP指令系统和乘客紧急制动手柄共同构成,其传输方式主要以网络传输与硬线传输为主,制动系统在此两种传输方式的支持下对列车内的各部分制动微机控制系统进行控制,从而确保司机制动指令能够被准确传送。需要说明的是,对于包括动车组在内的大多数列车在调速以及进站或停靠时均以常用制动为主,待制动微机控制系统接收来自司机制动系统传输的指令后,以当时的车速和列车自身质量等各方面信息对目标制动力进行计算,并将动力制动作为优先制动方式。而在出现紧急避车以及列车超速或脱钩等特殊情况时,应采用紧急制动,确保列车能够在最短时间停止运行[1]。
在基础制动方面,动车组主要以盘形制动装置为主,此种制动装置对列车的运行的速度予以良好适应,能够较好地满足动车组在高速运行状态中紧急制动的需求。在风源系统方面,国家铁路部门规定,每8辆编组的列车当中需要另外配置两套冗余的风源系统,从而确保只有在一台风源系统工作时,也能够满足该8节车厢设备的供风需求,而即便是在两套风源系统全部发生故障的情况下,也能够确保动车组列车的风缸容量较好地满足列车连续五次紧急制动的供风需求。
2、常用制动
在正常运行状态下,动车组列车以常用制动作为主要制动方式,由列车微机系统完成其制动力的计算与控制。常用制动以减速度控制方式为主,以列车当前的运行速度与司机遥控器手柄级位为依据,制动系统计算出列车组停止运行所需的实际制动力,而减速度与制动力也会随着列车速度的不同而做出相应调整。在列车进行常用制动时,将制动系统计算而得到的制动力全部供制动使用,而不足的制动力则以空气制动系统进行补充[2]。
3、紧急制动
动车组列车在进行紧急制动时,制动系统向列车施加的通常是最大制动力,从而确保列车以最大的减速度快速制动,以确保达到安全制动距离的要求。

对紧急制动进行分析可知,其是具有最高安全等级的动车组列车制动方式,其主要由紧急制动安全环路控制,进而为紧急制动的实施提供可靠保障。还需说明的是,动车组的紧急安全环路通常是带电的,当司机制动系统发出紧急制动指令时,安全环路失电,此时,紧急制动实施,而在紧急制动命令发出后,列车完全停止前是不能够停止制动过程的[3]。一般,动车组紧急制动可通过3种冗余模式施加,分别为:(1)利用与紧急制动安全环路相连的紧急电磁阀触发紧急制动;(2)BUC基本通信但愿通信子网获取紧急制动安全环路本身的状态信息,从而实现动车组的冗余紧急制动;(3)对于安装被动制动的动车组列车,将列车光压力排空后,其备用的制动系统也能够进行紧急制动。

二.动车组制动系统安全保障措施                        
为进一步确保动车组列车的运行安全,应确保制动系统以及微机系统和关键部件等具有较高可靠性的同时,还要求列车在自身安全性方面具有高度的冗余性,简单来说就是,即便制动系统出现故障,也应保证列车能够实现安全制动。对动车组制动系统常发生的故障与相应的安全措施进行分析如下:
(1)制动控制手柄出现机械故障时,应迅速操纵紧急制动按钮实现列车的紧急制动,确保列车能够安全停运;而当控制手柄出现电故障时,应确保制动手柄的电路冗余,包括相互独立的两电路板与传感器,使动车组列车的运行状态免受影响;
(2)列车制动控制单元失效时,司机因迅速操作紧急制动按钮,实施列车的紧急制动,此时,司机可借助制动控制器实施列车的紧急制动;
(3)当列车制动功能失效时,表明列车的运行受到极为严重的安全威胁,此时,整个动车组列车应采用紧急运行模式,应以备用的制动手柄实现列车紧急制动,同时,利用列车管开启自动空气制动,确保列车在规定的制动距离内迅速实现制动。

三、结论
        本文通过对动车组制动系统的制动原理和过程进行说明,在对常用制动与紧急制动两种制动类型的机理进行分析的基础上,对动车组制动系统的安全保障措施予以全面探究,同时,分析了制动诊断系统的组成和相关技术原理。研究结果表明,动车组制动系统以及制动诊断系统对确保动车组列车的行车安全具有重要作用,未来,还需进一步加强对动车组制动安全性的研究,在确保列车运行安全的同时,促进我国铁路事业健康、稳定发展。

参考文献:   
[1]亢磊,乔峰,赵杨坤.CRH380CL新一代高速动车组制动系统安全性[J].铁道机车车辆,2013,05(12):17-21.
[2]孙明录.CRH3动车组制动系统软管去除防火护套的安全性分析[J].铁道技术监督,2014,03(05):31-32.
[3]齐增强,孙环阳. CRH_(6F)型城际动车组制动系统安全性设计[J].机车车辆工艺,2014,05(15):9-11.
[4]张立国,王晓东,王洁先,等.城际动车组制动系统研制[J].机车电传动,2015,04(14):5-9.
[5]钱盈,杨建伟,姚德臣.基于GO法的高速动车组基础制动系统可靠性评估[J]. 电工技术学报,2015,01(25):550-555.
作者简介:
刘丹(1987.09-),男,吉林省长春市,中车长春轨道客车股份有限公司,技师,研究方向:高铁动车制造及检修。

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