基于數(shù)字化的地鐵車輛制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試方法

李雪剛

摘 要：地鐵是當(dāng)前城市緩解交通壓力的重要運(yùn)輸工具，而對(duì)地鐵制動(dòng)技術(shù)靜態(tài)調(diào)試的研究是確保地鐵安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。本文從我國城市地鐵車輛制動(dòng)技術(shù)的現(xiàn)狀出發(fā)，分析了當(dāng)前靜態(tài)調(diào)試出現(xiàn)的問題，指出了技術(shù)問題和觀念問題兩個(gè)不足之處，并在此基礎(chǔ)上提出了通過改進(jìn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)性能指標(biāo)等方面進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試。

關(guān)鍵詞：城軌車輛；制動(dòng)系統(tǒng)；靜態(tài)實(shí)驗(yàn)；調(diào)試方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.117

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市人口數(shù)量劇增，給城市交通的運(yùn)輸帶來很大壓力。地鐵作為一種環(huán)保高效的運(yùn)輸方式，越來越受到大中城市的青睞[1]。我國城市地鐵軌道的發(fā)展尚處于起步階段，與發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距，尤其是在地鐵車輛調(diào)試技術(shù)的方面，許多問題有待進(jìn)一步研究和方法。地鐵制動(dòng)是提高地鐵穩(wěn)定性的重要內(nèi)容，對(duì)其靜態(tài)調(diào)試方法的研究具有重要意義。

1 我國城市地鐵車輛制動(dòng)技術(shù)的現(xiàn)狀

供風(fēng)系統(tǒng)和用風(fēng)系統(tǒng)是目前對(duì)軌道交通的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)調(diào)控的兩個(gè)主要方面。供風(fēng)系統(tǒng)主要由變壓控制開關(guān)、空氣壓力機(jī)、檢測接口、空氣簧等構(gòu)成。而用風(fēng)系統(tǒng)涵蓋常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)以及停放制動(dòng)系統(tǒng)等方面，兩者互相區(qū)別、相互配合共同促進(jìn)地鐵制動(dòng)系統(tǒng)的良好運(yùn)行。目前在進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試過程中使用的檢測技術(shù)具有很多缺點(diǎn)。往往占用過多檢修時(shí)間，導(dǎo)致了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效率的降低[2]。在進(jìn)行通電測試時(shí)，缺乏相關(guān)防護(hù)措施，使得技術(shù)操作具有一定的危險(xiǎn)性。此外，檢測結(jié)果缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，難以進(jìn)行可以的預(yù)測和分析。因此，必須加強(qiáng)對(duì)地鐵制動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)化試驗(yàn)的研究，確保高效、科學(xué)地完成制動(dòng)系統(tǒng)的檢修工作。對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試的研究，促進(jìn)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，確保地鐵軌道性能的可靠性，降低維護(hù)成本，提高地鐵的使用效率，對(duì)于城市發(fā)展有著重要的意義。

2 地鐵車輛制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試出現(xiàn)的問題

（1）技術(shù)問題。在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，對(duì)地鐵車輛進(jìn)行靜態(tài)化的試驗(yàn)方法，對(duì)于提升目前軌道交通的利用率，降低檢修和維護(hù)成本具有重要的作用。但是目前在制動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài)化調(diào)試方面，還有許多技術(shù)問題亟待解決。從基于數(shù)字化制動(dòng)系統(tǒng)的概念來看，我國基礎(chǔ)理論的演化與西方國家有一定的差距，仍處于較低水平。進(jìn)而使得在制動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)的實(shí)踐中，拉大了與國外相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的差距，缺乏相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而限制了制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和完善[3]。因此，在我國制動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)方法的研究過程中，要從實(shí)踐的角度出發(fā)，吸取和借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，更好地促進(jìn)我國地鐵制動(dòng)系統(tǒng)的建設(shè)，提高城市交通運(yùn)輸?shù)目煽啃浴?/p>

（2）觀念問題。由于國內(nèi)對(duì)地鐵安全性能和穩(wěn)定性能缺乏一定的了解，重視程度不夠，使得我國數(shù)字化制動(dòng)系統(tǒng)在觀念上較為落后，難以集合充足的資源和人員投入到制動(dòng)技術(shù)的靜態(tài)試驗(yàn)中去，造成了目前地鐵制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)營和檢測的低水平，影響城市軌道系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。目前對(duì)地鐵制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)研究的科研經(jīng)費(fèi)投入短缺，技術(shù)人員缺乏研究動(dòng)力。由于資金條件的限制，使得很多實(shí)地調(diào)研和實(shí)踐無法順利進(jìn)行，制約了制動(dòng)技術(shù)靜態(tài)調(diào)試方法的進(jìn)一步發(fā)展，由此導(dǎo)致了調(diào)試技術(shù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性降低，難以滿足地鐵制動(dòng)系統(tǒng)日益增加的需求。

3 地鐵車輛制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

數(shù)字化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)是指通過對(duì)數(shù)據(jù)采集過程中的物理信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過電壓感知器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行過濾和接受，確保其他相關(guān)信號(hào)一起得到量化的數(shù)據(jù)處理，確保可以將數(shù)據(jù)錄入到計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的硬件檢測方法。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是通過上述幾個(gè)板塊的協(xié)調(diào)與合作來進(jìn)行，將地鐵軌道的制動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試信息分成獨(dú)立的個(gè)體進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，通過本車的電源插座確保硬件系統(tǒng)的正常供電和運(yùn)行。在數(shù)據(jù)信息采集的過程中要注意司機(jī)主控制手柄狀態(tài)和開關(guān)量狀態(tài)采集兩個(gè)方面。針對(duì)司機(jī)主控制器由于位置差異引起的PWM信號(hào)的差異，要對(duì)產(chǎn)生的兩種制動(dòng)信號(hào)分別進(jìn)行調(diào)控和整理[4]。根據(jù)調(diào)控檢測的輸入變壓進(jìn)行采集，之后由限制的流量對(duì)電阻進(jìn)行合理的選擇，確保地鐵車輛檢測之間的穩(wěn)定連接。此外，對(duì)開關(guān)量的信號(hào)也必須進(jìn)行準(zhǔn)確的采集和調(diào)試，通過輸入變壓選擇合適的方式進(jìn)行光電隔離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻的限制和電壓的調(diào)整。

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

制動(dòng)技術(shù)的系統(tǒng)軟件目前采用的是鐵科院所生產(chǎn)的，它可以通過在使用程序的頁面預(yù)留出一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的空間，確保后續(xù)調(diào)控更加連續(xù)、高效地進(jìn)行。在系統(tǒng)使用時(shí)必須輸入相關(guān)的密碼確保安全性。本系統(tǒng)主要是通過數(shù)字化的信息收集模塊和模擬收集板塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和處理[5]。在通電之后，系統(tǒng)中的各個(gè)板塊進(jìn)行原始化設(shè)置，開始對(duì)相關(guān)設(shè)備建立數(shù)字化的聯(lián)系，從最初的地鐵車輛出發(fā)，進(jìn)行檢測指令的發(fā)送，并且對(duì)反饋時(shí)間進(jìn)行有效的控制，確保查詢時(shí)間處于可控水平。如果查詢時(shí)間超過技術(shù)人員的預(yù)估，那么需要重新建立通信狀態(tài)，執(zhí)行指令的發(fā)送和檢測，直到時(shí)間處于預(yù)定之內(nèi)。下一步對(duì)采集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和分析，然后繼續(xù)對(duì)第二輛車發(fā)送檢測指令，直至最后一輛車的數(shù)據(jù)收集完成。

3.3 系統(tǒng)性能指標(biāo)

系統(tǒng)性能指標(biāo)的的設(shè)置目的是確保制動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)控方法的科學(xué)性和有效性，通過對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信度和效度的分析，實(shí)現(xiàn)調(diào)試項(xiàng)目的準(zhǔn)確性和信息數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí)根據(jù)自身檢測的實(shí)際情況，對(duì)下一次檢測做出適當(dāng)調(diào)整，以提高檢測效率和水平。系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)主要包括對(duì)空氣的壓縮壓力信息數(shù)據(jù)的精度和頻率進(jìn)行有效控制，確保數(shù)據(jù)收集周期處于預(yù)測時(shí)間之內(nèi)，兼顧數(shù)據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱，對(duì)故障的試驗(yàn)及時(shí)做出相關(guān)的預(yù)警和提示 [6]。

4 總結(jié)

進(jìn)行地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)，確保系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)方法的有效進(jìn)行，是確保地鐵軌道安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，對(duì)于維持整個(gè)城市的交通狀況的正常發(fā)展具有積極的意義。在地鐵制動(dòng)系統(tǒng)中引入數(shù)字化的靜態(tài)檢測方法，不僅可以更加科學(xué)、系統(tǒng)地收集地鐵靜態(tài)運(yùn)營的數(shù)據(jù)信息，還可以減少試驗(yàn)強(qiáng)度，提高運(yùn)營效率，為今后地鐵運(yùn)營數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程調(diào)控和檢測打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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