天津地鐵車輛國產(chǎn)化制動系統(tǒng)安全提升改造研究

劉崢

摘 要：地鐵車輛制動系統(tǒng)關(guān)乎運營安全，目前天津地鐵主要采用進(jìn)口克諾爾和國產(chǎn)鐵科院兩種制動產(chǎn)品，其中國產(chǎn)制動系統(tǒng)屬初次使用，難免存在一些待優(yōu)化的方面。本文主要介紹針對制動不緩解的設(shè)計改造與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；制動系統(tǒng)；不緩解

中圖分類號：U270 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 研究的意義和目的

天津地鐵3號線車輛共27列，其中有5列車采用了國產(chǎn)鐵科制動系統(tǒng)，其余22列為進(jìn)口制動系統(tǒng)。由于國產(chǎn)制動系統(tǒng)采用車控方式與進(jìn)口制動系統(tǒng)采用架控方式的區(qū)別，盡管國產(chǎn)制動系統(tǒng)做了很多工作來適應(yīng)接口，但還存在如下問題影響天津地鐵正線運營：

1.1 制動截斷塞門操作后，其對應(yīng)制動缸緩解后的壓力無法在TMS上顯示，存在司機(jī)判斷上困難，因而影響行車。

1.2 當(dāng)列車因制動不緩解故障需操作制動截斷塞門隔離故障單元時，必須同時開啟制動不緩解旁路，列車牽引回路才可建立，影響運營質(zhì)量。

1.3 司機(jī)對進(jìn)口與國產(chǎn)車輛制動不緩解后應(yīng)急處理方式不一致。

以上問題雖不影響行車安全，但在正線運營過程中出現(xiàn)時可能會造成列車晚點的運營影響，改造完成后，可提升運營質(zhì)量。

2 進(jìn)口與國產(chǎn)制動系統(tǒng)對比

2.1 進(jìn)口克諾爾制動系統(tǒng)

天津地鐵3號線22列車采用進(jìn)口克諾爾EP2002制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)具有制動不緩解檢測功能，防止車輛帶閘運行。當(dāng)制動不緩解故障發(fā)生后，列車會切除牽引，為保證車輛運行，緩解故障車輛有兩種方式：一種是通過強(qiáng)迫緩解按鈕，緩解故障車輛；另一種是通過切除故障車轉(zhuǎn)向架隔離塞門B05（設(shè)置在車上），如圖1所示，緩解故障車制動，恢復(fù)故障，使車輛能夠維持運行到終點站下線換車。轉(zhuǎn)向架隔離塞門B05設(shè)置在壓力開關(guān)上游，切除后將B05塞門下游壓力清零，壓力開關(guān)檢測制動不緩解時的制動缸壓力也清零，制動不緩解故障恢復(fù)，車輛恢復(fù)牽引，具體如圖2所示。

2.2 國產(chǎn)鐵科院制動系統(tǒng)

天津地鐵3號線5列車采用國產(chǎn)化微機(jī)控制直通式模擬電空制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)具有制動不緩解檢測功能，防止車輛帶閘運行。當(dāng)制動不緩解故障發(fā)生后，列車會切除牽引，為保證車輛運行，緩解故障車輛有兩種方式：一種是通過強(qiáng)迫緩解按鈕，緩解故障車輛；另一種是通過切除故障車轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19（設(shè)置在車上），如圖1所示，緩解故障車制動，恢復(fù)故障，使車輛能夠維持運行到終點站下線換車。但由于車輛制動缸壓力開關(guān)設(shè)置在轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19氣路上游，切除后只是將B19塞門下游壓力清零，上游壓力開關(guān)仍然檢測制動不緩解時的制動缸壓力，導(dǎo)致制動不緩解故障不能恢復(fù)，車輛無法牽引，具體如圖3所示。

3 備選安全提升改造方案

3.1 方案一（增加壓力開關(guān)）

在每個轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19下游增加制動缸壓力開關(guān)（每輛車兩個，每列車共12個），切除轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19后，BCU根據(jù)下游的制動缸壓力開關(guān)判斷制動是否緩解，制動緩解后BCU將制動不緩解信號清除，恢復(fù)車輛牽引；車輛需提供110V電源給制動缸壓力開關(guān)BSR，并將制動缸壓力開關(guān)信號輸出連接到BCU連接器X1.B上，具體如圖4所示。

3.2 方案二（增加電信號）

在TMS與EBCU通信協(xié)議SDR數(shù)據(jù)中空余字節(jié)（38、39字節(jié)）增加6輛車的轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19狀態(tài)信息，BCIS為1時，對應(yīng)的Svbok將設(shè)為0，具體如圖5所示；將轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19狀態(tài)信息由TMS通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給BCU，每輛車轉(zhuǎn)向架隔離塞門B19的信息源是圖6中的制動缸1、2切除塞門，當(dāng)故障車兩個B19塞門都被切除時，BCU將制動不緩解信號清除，恢復(fù)車輛牽引。

4 方案對比分析（表1）

5 最終改造方案

鑒于方案二有改造工作量小、成本低、后期故障率低的優(yōu)點，最終按照方案二實施了改造。

結(jié)語

自改造完成至今，列車運行兩年20萬km，各項功能良好，此項改造提高了運營質(zhì)量。

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