關于城市軌道交通車輛坡道救援工況下保持制動緩解方案分析

李夏威

摘要：城市軌道交通車輛在運營時，需要考慮坡道救援工況。在設計時，應考慮一列空載AW0列車能在坡道上救援一列重載AW3列車，并能運行到下一站。同時，出于安全性考慮，AW0列車也能在坡道上將兩列車停住。本文以常規80B列車、30‰坡道救援為例，分析坡道救援工況下保持制動緩解方案。

關鍵詞：城市軌道交通車輛;坡道救援;保持制動

坡道救援時，由一列AW0空車推動一列AW3重車，在坡道上進行啟動，并能運行到下一站。一般情況下，制動系統施加的保持制動力為最大常用制動力的77%，救援工況下，可能不能保證一列空車和一列重車保持停在坡道上。根據以往項目經驗，牽引系統在收到牽引命令后即發送保持制動緩解請求，制動系統開始緩解保持制動。此過程中是否會導致列車倒溜？本文將以常規80B列車、30‰坡道救援為例進行分析。

1 保持制動緩解邏輯

在列車網絡系統正常情況下，當牽引系統收到牽引命令后，牽引系統將發出保持制動緩解請求（HBRelReqt），經過一段時間的延時（暫定0ms，具體型式試驗階段確定）開始以一定的斜率建立牽引力。當牽引系統收到TCMS系統發送的所有制動都緩解的指令后，以更大的斜率建立牽引力，直到滿足需求。

網絡正常時，保持制動默認大小為最大常用制動力的77%（暫定），若有更大的制動級位需求，將按更大的力值來施加;緊急牽引模式下，保持制動力默認為最大常用制動力的77%（暫定），若有更大的制動級位需求，將按更大的力值來施加。

ATO 模式和人工模式下的保持制動施加：若制動系統檢測到零速1.5s（暫定，具體值在調試階段確定），且無牽引指令，制動系統將自動施加保持制動。

ATO 模式和人工模式下，只要下列任一條件滿足，制動系統將緩解保持制動：

* 制動系統檢測到有牽引命令，無制動命令，接收到來自牽引系統的保持制動緩解請求命令;

* 制動系統檢測到有牽引命令，無制動命令，列車速度達到1.5km/h。

緊急牽引模式下，保持制動施加和緩解均由制動系統控制，其施加條件為EP閥檢測到零速且無牽引指令;其制動緩解條件為：無硬線制動指令、有硬線牽引指令且列車速度大于1.5km/h。

牽引系統發出保持制動緩解請求后，若5s（暫定）內沒有收到所有制動緩解指令，牽引系統將執行牽引封鎖。

2坡道救援工況下保持制動緩解分析

2.1 計算輸入

備注1：牽引系統響應時間按照200ms計算，制動系統響應時間按照300ms（該時間是咨詢制動系統調試工程師所得）計算;

備注2：為了便于計算，保持制動緩解速率按照采用平均值方式，并考慮惡劣工況，即不管制動系統施加多少保持制動力，均按照3s全部緩解完成進行計算。

備注3：牽引力按照空車最大牽引力、100%滿級位計算。

備注4：保持制動緩解過程中，牽引力不斷上升，保持制動力不斷下降，如計算得出牽引力和保持制動力的合力大于坡道最大下滑力，即認為列車不會倒溜。

2.2計算結果

30‰坡道上，計算結果如下圖所示：

上圖中，F_traction為施加的牽引力，F_HB為保持制動力，F_max_down為坡道最大下滑力，∑F_traction+brake為牽引力與保持制動的合力。

從圖中可以看出，整個保持制動緩解過程中，∑F_traction+brake>F_max_down，理論計算不會有溜車風險。

2.3緩解時間分析

在制動系統施加77%全常用制動大小的保持制動力之后，施加不同牽引級位的保持制動緩解時間（從發出保持制動緩解指令，到保持制動全部緩解）如下：

由此可見，大級位的牽引力可減少保持制動緩解時間，提高運營效率。

3結論

本文將以常規80B列車、30‰坡道救援為例，對一列AW0空車在30‰坡道上救援AW3重車的保持制動緩解情況進行了分析計算。此時制動系統施加的保持制動力為最大常用制動力的77%，該力可以保證一列空車和一列重車都保持停在坡道上。牽引系統收到牽引命令后發送保持制動緩解請求，牽引力開始建立，保持制動力逐步緩解。

由上述分析計算可知，按照目前牽引系統的保持制動緩解邏輯：即收到牽引命令后發送保持制動緩解請求，牽引力開始建立，保持制動力逐步緩解，再結合根據制動提供的保持制動力進行計算分析，結果如下：30‰坡道救援時，救援AW0車施加滿級位牽引力、軌道粘著正常情況下，保持制動緩解過程中，牽引力和保持制動力的合力始終大于坡道最大下滑力，不會產生溜車現象。為了提高運營效率，建議使用大牽引級位。

（作者單位：江蘇經緯軌道交通設備有限公司）