動(dòng)車(chē)組恒速控制系統(tǒng)的研究

李尚宇　劉天宇　梁開(kāi)源

【摘 要】恒速控制的目的是為了在有制動(dòng)和牽引裝置的電動(dòng)車(chē)組上把速度限制到一個(gè)確切的數(shù)值。進(jìn)行恒速控制的速度值設(shè)定后，牽引和制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定的速度值和動(dòng)車(chē)的實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行牽引或制動(dòng)的調(diào)整，已維持動(dòng)車(chē)組在設(shè)定的速度下運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)車(chē)組；恒速控制

Abstract：The purpose of constant speed control is to limit the speed to an exact value on an electric train with brakes and traction devices.After the speed value of constant speed control is set，the traction and braking system will adjust the traction or braking according to the set speed value and the actual running condition of the motor train，and the EMU has been maintained to operate at the set speed.

Keywords：EMU；constant speed control

0 引言

為了滿足動(dòng)車(chē)組正線運(yùn)營(yíng)時(shí)動(dòng)車(chē)組能夠恒速運(yùn)行的要求，設(shè)計(jì)了恒速控制電路。以滿足動(dòng)車(chē)組可以在設(shè)定的任一速度下恒速運(yùn)行。

1恒速裝置的組成

1.1 人機(jī)界面的顯示控制菜單。

人機(jī)界面上使用軟鍵隨時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉自動(dòng)速度控制。用速度設(shè)置控制器顯示和設(shè)置的數(shù)值受當(dāng)前運(yùn)行模式的允許最大速度的限制，當(dāng)自動(dòng)速度控制關(guān)閉時(shí)，顯示“自動(dòng)速度控制關(guān)閉”而不是規(guī)定的設(shè)定速度。

1.2 速度設(shè)置控制器

速度設(shè)置控制器集成在司控器上，控制器允許司機(jī)指定設(shè)定速度。在自動(dòng)速度控制模式下，控制器可在0km/h和最大速度380km/h范圍內(nèi)指定設(shè)定速度?？刂破鞯姆秶偸桥c當(dāng)時(shí)所選操作模式的最大速度相對(duì)應(yīng)。除非速度設(shè)置控制器被解鎖，它的構(gòu)造設(shè)計(jì)防止選擇的設(shè)定速度比當(dāng)前選擇的最大速度高。制定更高的設(shè)定速度，列車(chē)司機(jī)必須通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄解鎖它。無(wú)需解鎖就可以隨時(shí)取消設(shè)定速度。

1.2制動(dòng)控制器

司機(jī)控制臺(tái)，還包含了一個(gè)制動(dòng)控制器。司機(jī)可以用它在制動(dòng)控制單元來(lái)制動(dòng)或者取消前次的制動(dòng)要求。制動(dòng)控制器的各自位置不會(huì)在任何很大程度上影響自動(dòng)速度控制。只要制動(dòng)控制器放置在制動(dòng)位置，自動(dòng)速度控制就不會(huì)生效并且它的速度控制設(shè)定值被重置。在這種情況下，列車(chē)司機(jī)指定制動(dòng)設(shè)定值。

2 恒速裝置功能實(shí)現(xiàn)

2.1 開(kāi)始和結(jié)束自動(dòng)速度控制模式

當(dāng)開(kāi)始自動(dòng)速度控制模式時(shí)，司機(jī)人機(jī)界面的狀態(tài)欄上顯示的速度值被設(shè)定在100 km/h大約3秒鐘。以便檢查速度設(shè)置控制器顯示裝置是否正常工作。啟動(dòng)自動(dòng)速度控制模式，不要求列車(chē)司機(jī)使用速度設(shè)置控制器的主控制器確認(rèn)。通過(guò)使用列車(chē)司機(jī)人機(jī)界面的軟鍵來(lái)結(jié)束自動(dòng)速度控制模式。主控制器必須在0位置。牽引手柄在牽引位置時(shí)列車(chē)司機(jī)會(huì)在人機(jī)界面上收到自動(dòng)速度控制不能關(guān)掉的信號(hào)。更換司機(jī)室時(shí)，自動(dòng)速度控制會(huì)自動(dòng)失效。

2.2 牽引運(yùn)行時(shí)恒速功能

為了啟動(dòng)牽引力施加進(jìn)程，速度設(shè)置控制器將設(shè)定速度設(shè)到大于3km/h，而且主控制器必須處于牽引位。自動(dòng)速度控制以最大加速度0.28 m/s2對(duì)車(chē)輛進(jìn)行加速以達(dá)到設(shè)定速度。當(dāng)主控制器允許的牽引力或牽引能力不足時(shí)，不能達(dá)到最大加速度。在設(shè)定速度到達(dá)前，自動(dòng)速度控制連續(xù)降低加速度，這就意味著設(shè)定速度可平穩(wěn)到達(dá)。

2.3 牽引和制動(dòng)的轉(zhuǎn)換功能

當(dāng)實(shí)際車(chē)速超過(guò)恒速設(shè)定的速度值時(shí)，自動(dòng)速度控制將從牽引操作自動(dòng)轉(zhuǎn)換為制動(dòng)操作。這就意味著車(chē)輛無(wú)需操作制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)元件就可制動(dòng)。使用速度設(shè)置控制器來(lái)指定一個(gè)新的、低的設(shè)定速度，或線路狀況變化（開(kāi)始進(jìn)入坡道區(qū)間、坡度的改變）也會(huì)引起牽引操作到制動(dòng)操作之間的轉(zhuǎn)換。

通過(guò)自動(dòng)速度控制的制動(dòng)平均減速度是0.5 m/s2的減速度值是對(duì)于客車(chē)來(lái)說(shuō)舒適的數(shù)值。但是在人為通過(guò)司控器手柄制動(dòng)即通過(guò)制動(dòng)管理來(lái)加強(qiáng)或減弱對(duì)速度明顯變化的制動(dòng)控制。會(huì)改變這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的減速度值。只要規(guī)定允許而且有操作的可能性，盡量?jī)?yōu)先使用電制動(dòng)。

當(dāng)用速度設(shè)置控制器指定一個(gè)新的、更高的設(shè)定速度。線路狀況變化（一個(gè)平坦區(qū)間開(kāi)始、坡度的改變）。用速度設(shè)置控制器在減速過(guò)程結(jié)束時(shí)達(dá)到設(shè)定速度。都會(huì)引起自動(dòng)速度控制由制動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換到牽引運(yùn)行。

2.4 手動(dòng)制動(dòng)功能模式

列車(chē)司機(jī)可隨時(shí)用制動(dòng)力控制器進(jìn)行制動(dòng)。如果用司控器進(jìn)行干預(yù)，列車(chē)司機(jī)自動(dòng)承擔(dān)制動(dòng)控制的角色。自動(dòng)速度控制的牽引力設(shè)定值也設(shè)置為0。

3.列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)下的恒速運(yùn)行功能

自動(dòng)速度控制有一個(gè)接口可以從列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)接收預(yù)先設(shè)置好的數(shù)據(jù)。自動(dòng)速度控制功能把這些預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)納入內(nèi)部目標(biāo)速度的計(jì)算。列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)必須通過(guò)MVB向自動(dòng)速度控制功。

能發(fā)送隨目標(biāo)距離、目標(biāo)速度、制動(dòng)加速度而變化的速度坐標(biāo)。速度設(shè)置控制器限制自動(dòng)速度控制的設(shè)定速度。列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)操作模式的切換不需要司機(jī)額外干預(yù)。一旦列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)給出傳輸?shù)淖鴺?biāo)值有效信號(hào)自動(dòng)速度控制功能就把這些坐標(biāo)值納入內(nèi)部目標(biāo)速度的計(jì)算。坐標(biāo)值能夠描述出一個(gè)目標(biāo)速度或一個(gè)恒速運(yùn)行的速度。

4結(jié)語(yǔ)

動(dòng)車(chē)組的恒速控制功能在動(dòng)車(chē)組的實(shí)際運(yùn)營(yíng)中應(yīng)用頻率較高，方便了動(dòng)車(chē)組司機(jī)對(duì)動(dòng)車(chē)組的速度控制，緩解動(dòng)車(chē)組司機(jī)操控人員的工作輕度。使動(dòng)車(chē)組在高速運(yùn)營(yíng)時(shí)更加平穩(wěn)可靠。

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[3]電能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)條件規(guī)范 2014年10月（內(nèi)部資料）

作者簡(jiǎn)介：

李尚宇，性別：男，職稱：高級(jí)技師，工作單位：中國(guó)中車(chē)長(zhǎng)春客車(chē)股份有限公司高速動(dòng)車(chē)組制造中心。

（作者單位：長(zhǎng)春客車(chē)股份有限公司高速動(dòng)車(chē)組制造中心）