動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)故障對(duì)行車安全的影響

代林

摘要：高速動(dòng)車組動(dòng)車在我國(guó)迅速發(fā)展，其運(yùn)行的可靠性和安全性日益受到關(guān)注，動(dòng)車組設(shè)備如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并消除，不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備本身的損壞，還會(huì)導(dǎo)致不正常的停車或動(dòng)車事故，甚至造成嚴(yán)重后果造成巨大的經(jīng)濟(jì)和人員損失。因此，本文探討了動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)故障對(duì)行車安全的影響，以期提高動(dòng)車組的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;制動(dòng)系統(tǒng);系統(tǒng)故障;行車安全

1制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

在動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)控制裝置是微機(jī)直接制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。由制動(dòng)控制裝置、閥門、緊急制動(dòng)裝置、制動(dòng)閥、繼電器閥、壓力傳感器、速度傳感器等組成，從電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣壓信號(hào)。制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能包括：制動(dòng)指令、動(dòng)車組運(yùn)行速度和車輛重量的計(jì)算;動(dòng)車制動(dòng)信號(hào)的防滑接收;動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè);儲(chǔ)存和顯示故障信息，提供緊急故障處理方法和措施;動(dòng)車組制動(dòng)脈沖的預(yù)防等。制動(dòng)系統(tǒng)是制動(dòng)器控制裝置的核心部分。通過(guò)數(shù)字演算處理，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)控制系統(tǒng)、電控動(dòng)態(tài)計(jì)算控制、防滑控制、空氣壓縮機(jī)控制、通信、監(jiān)控、故障處理等功能。這是制動(dòng)器控制裝置的關(guān)鍵設(shè)備。機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)的診斷包括制動(dòng)控制、制動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)和防滑保護(hù)三個(gè)部分。制動(dòng)系統(tǒng)故障診斷是動(dòng)車組車載控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，主要包括監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。近幾年來(lái)，因動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致動(dòng)車組延誤的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮，說(shuō)明動(dòng)車制動(dòng)控制系統(tǒng)性能良好，工作可靠是動(dòng)車安全運(yùn)行的保證，制動(dòng)系統(tǒng)的失效直接影響動(dòng)車的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以，合適的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)應(yīng)在早期或制動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行預(yù)警，盡快發(fā)現(xiàn)故障或隱患，減少現(xiàn)場(chǎng)處理失敗的概率，提高準(zhǔn)點(diǎn)率，保證動(dòng)車安全可靠運(yùn)行。

2動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的現(xiàn)狀與問(wèn)題

當(dāng)前，故障診斷的理論方法主要有三種：基于知識(shí)的方法、基于數(shù)學(xué)模型的方法和人工智能的方法。而基于人工智能的故障診斷方法由于其智能化、多領(lǐng)域的結(jié)合，已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展和成果。當(dāng)前，故障診斷技術(shù)的研究主要分為兩個(gè)方面：故障特征提取技術(shù)和智能故障診斷方法。隨著故障診斷技術(shù)的發(fā)展，故障特征信息的提取是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。在一定意義上說(shuō)，特征提取也是目前故障診斷研究的瓶頸，直接關(guān)系到故障診斷的準(zhǔn)確性和早期故障預(yù)測(cè)的可靠性。頻譜分析、傅里葉分析、包絡(luò)分析、相關(guān)分析、最大熵譜分析等傳統(tǒng)信號(hào)處理方法在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中發(fā)揮了重要作用，目前仍是最常用的特征提取方法之一。裝備故障通常表現(xiàn)為各種信號(hào)，利用信號(hào)分析方法，可以得到故障的特征信息，從而進(jìn)行故障診斷。在動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)中，故障特征提取與分析技術(shù)是利用多種信號(hào)分析技術(shù)，分析列車制動(dòng)控制裝置的監(jiān)控信號(hào)，從而提取對(duì)特定故障敏感的特征信息。早先的信號(hào)分析主要集中在經(jīng)典信號(hào)分析方法上，得到了大量的研究和應(yīng)用成果。但是，經(jīng)典的傅里葉變換信號(hào)分析方法存在著明顯的缺陷，該方法反映了信號(hào)段的整體統(tǒng)計(jì)特征，適合平穩(wěn)信號(hào)的分析。事實(shí)上，設(shè)備故障后的故障信號(hào)是非線性的、非平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)，其中包括噪聲等。但是，傅里葉變換對(duì)信號(hào)的時(shí)頻細(xì)節(jié)進(jìn)行分解，使其在非線性和非線性分析上具有明顯的缺陷。不穩(wěn)定信號(hào)。近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，故障診斷方法已由傳統(tǒng)的故障樹(shù)分析方法和邏輯推理方法發(fā)展為專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粗糙集、支持向量機(jī)、信息融合理論等。智能化診斷技術(shù)為解決復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷問(wèn)題提供了一種有效的手段。

3 動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)故障后對(duì)行車安全的影響

動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜、功能強(qiáng)大的自動(dòng)控制系統(tǒng)和制動(dòng)執(zhí)行裝置。具備完善的故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警和面向故障的安全控制功能。在制動(dòng)系統(tǒng)某一部件出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控裝置會(huì)發(fā)出提示、報(bào)警，并采取相應(yīng)的排除措施。為確保行車安全，動(dòng)車組列車在制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障、制動(dòng)部分消失的情況下，必須采取限速措施。那我們就只能采取限速措施來(lái)保證行車安全了嗎？作者認(rèn)為有必要對(duì)動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的行駛安全性進(jìn)行分析。

列車制動(dòng)系統(tǒng)故障分類及對(duì)列車運(yùn)行安全性影響的各種后果，可分為四類（1）Ⅰ故障類型：制動(dòng)系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)故障，故障后制動(dòng)性能良好，列車能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。這類故障可以分為兩類。一是對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，利用冗余（備用）設(shè)備來(lái)維持動(dòng)車組的正常運(yùn)行;二是機(jī)車制動(dòng)力沒(méi)有下降，車輛機(jī)械師對(duì)故障原因進(jìn)行了檢查。（2）Ⅱ故障類型：制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)故障，故障發(fā)生后自動(dòng)實(shí)施緊急制動(dòng)，停車后無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。發(fā)生此類故障時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)緊急制動(dòng)，不利用列車的風(fēng)道壓力保護(hù)量來(lái)降低制動(dòng)力。所以制動(dòng)過(guò)程是安全的。此外，列車停車后，因故障無(wú)法維修，只能等待救援。救援后的行車安全在這里不討論。（3）Ⅲ故障類型：制動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)故障。出現(xiàn)故障后應(yīng)進(jìn)行“停機(jī)”處理。駕駛者根據(jù)“封閉車廂”的限速，列車才能繼續(xù)行駛。此類型的故障控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱 ATP）車載設(shè)備，如不“知情”，可能對(duì)行車安全造成一定影響。由于有的車輛“封閉”后，車輛的制動(dòng)力已不復(fù)存在，導(dǎo)致整列列車制動(dòng)性能下降，ATP為列車提供超速防護(hù)，以保證列車制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力的值與剩余值。若“關(guān)機(jī)”次數(shù)多，且列車整體實(shí)際制動(dòng)力（或剩余制動(dòng)力）小于 ATP計(jì)算值，ATP很難保證列車不超過(guò)限速。（4）Ⅳ類故障：動(dòng)車組制動(dòng)功率降低，故障無(wú)法監(jiān)測(cè)。同類型的Ⅲ故障一樣，當(dāng)同類故障達(dá)到一定的范圍時(shí)，列車整體實(shí)際制動(dòng)力（或剩余制動(dòng)力）小于ATP的計(jì)算值，可能對(duì)交通安全造成一定影響。只要找到了類錯(cuò)誤，就可以通過(guò)關(guān)閉方法把它轉(zhuǎn)換成類錯(cuò)誤。

參考文獻(xiàn)

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