基于数字化的地铁车辆制动静态调试方法探究

基于数字化的地铁车辆制动静态调试方法探究

刘鹏孙长领

中车大连机车车辆有限公司     辽宁大连   116022

摘  要：伴随数字化技术持续的进步发展，应用范围逐渐扩大，被逐渐应用至地铁车辆内部制动的静态调试当中，应用价值比较显著。鉴于此，本文主要探讨数字化之下地铁车辆内部制动的静态调试实施方法，旨在为业内相关人士提供参考。

关键词：地铁；数字化；静态调试；车辆制动；实施方法；

前  言：

制动系统属于地铁列车当中核心部分，制动系统总体性能好坏与否关系着地铁车辆总体运行安全。因而，对数字化之下地铁车辆内部制动的静态调试实施方法开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1、调试方法

1.1在软件方面

调试系统之中各设备上电之后，初始化系统模块，通信连接快速确立后，由第一辆将查询命令发出，计时操作同步完成，对是否存在通信超时情况做出判断。如果确认超时，重发命令。未超时，处理数据，并予以存储、显示。一直到最后一辆地铁车辆完成一个循环周期，重复进行，不间断实施采集操作。

1.2在硬件方面

其一，针对司机主控装置手柄状态方面。牵引与制动功能由位于司机室的司机主控制器实现。司机主控制器的指令分为2种：一种是产生DC110V(浮动范围为DC 77V~DC121V)的组合开关指令，用于列车线指令联锁控制；另一种是产生与控制手柄位置成比例的能无级调整的模拟电压指令，供编码器调整PWM制动指令。PWM制动指令为(500±10)Hz的(24±1)V的单极信号，司机主控制器在不同位置时制动指令PWM信号的占空比不同。系统中针对这2种信号分别进行光电隔离和电压调整，DC110V信号通过降压电阻20kΩ/2W、滤波电容102和TLP521实现光电隔离[1]；PWM信号通过降压电阻4.3kΩ/1.4W、滤波电容和TLP521实现光电隔离，电压调整根据采集卡的输入电压进行选择，并根据采集卡的限流选择适当的限流电阻；

其二，针对采集开关量实际状态方面。总风压力从高降至600 kPa左右情况下,全车自动进行紧急制动施加操作；总风压力从低增加至700kPa左右情况下,全车自行缓解当前的紧急制动；停放制动属于充气缓解及排气施加形式的一种机械制动。地铁车辆因时间停放较长，车辆总体风压力持续泄漏释放，当车辆总体风压力逐渐降至一定程度情况下，停放制动便会自动施加，为车辆停放提供安全保障。停放制动整个管路当中配置压力开关，对停放期间制动的缸压力予以测定(包含高压闭合及低压断开),把命令发送给TMS，用于停放制动予以缓解或施加操作提示；针对空压装置的压力开关，它主要用于对空气压缩装置开展启停的控制操作，每辆地铁车辆当中均需配置2套，对空压装置实施逻辑控制；配置受电弓辅助性空压装置的压力开关，车辆总体风压力若是不足，则可对受电弓的辅助性空压装置开展启停控制操作。采集开关量相关信号，应当积极落实调理操作，也就是对光电隔离及其电压做出合理调整。针对光电隔离，需要借由光电耦合装置TLP521完成，而电压调整就需借由采集卡所输入电压予以合理选择，考虑到采集卡实际限流情况，优选限流电阻即可[2]；

其三，针对采集压力参数方面。制动缸总体压力和总风管实际压力、停放制动实际压力、空气弹簧整个系统压力，均可借由MPM4730型号的压力传感装置完成采集获取操作，MPM4730运作电源为DC10V～DC36V范围,优选DC12V,所输出的电流信号为4～20mA范围。充分考虑压力传感装置运行环境及其使用效率，采集4路/辆，总体为700kPa量程,优选SCA-1/4-EMA-3快速接头及G1/4内螺纹，妥善连接着车辆内部测试接头。

2、验证分析

考虑到地铁车辆典型制动系统整车的基本特性，初次对车辆开展充风试验期间，空压装置停止压力、车辆实际充风时间、车辆内部空气悬挂整个系统减压阀/溢流阀、停放制动总体压力开关及其紧急压力等相关开关动作，优选四路压力传感装置及三路形式开关量部分信号，如下为验证分析具体过程及其结果：其一，PS1接至总风管路相应测点，借由数字量DI1，显示车辆总风所产生压力变化，考虑到空压装置启动期间开关量降低情况，对初次实施充风时间予以判断；其二，PS2接至停放压力相应开关测点，借由数字量DI2，借由压力开关之下开关量持续上升情况，对停放制动总体压力开关实际关闭值予以判断[3]；其三，PS3接至减压阀后方测点，考虑到压力传感装置PS1，对溢流阀总体开启压力予以判断，测定减压阀实际输出值；其四，PS4接至紧急压力整个开关测点，借由数字量DI3，充分把握压力开关总体数字量增长情况，对紧急压力之下开关实际闭合值做出判断。经验证分析之后获取结果如下：地铁车辆当中头车测点初次实施充风压力期间，开关量DI1总体上升及下降时间是初次充风操作时间，上升/下降时间分别是19min 25s、32 min34s,而初次充风具体时间则是13min9s。同时，DI2整个上升部分停放的压力开关实际关闭值之下，停放制动可得到自动缓解，总风压力此时是5.09 bar。结合第二辆车测点所获压力了解到，溢流阀正式开启之后，PS3压力明显上升，压力值此时是6.74 bar；针对PS3压力维持稳定情况下，空气弹簧部位减压阀所输出压力达到5.79bar,从所设溢流阀正式开启至空气弹簧完成供风，整个所需时间约5min53s。结合DI3上升情况，紧急的压力开关实际闭合值是7.20bar。把压力传感装置PS1-PS4分别设置到车辆当中4个不同轴制动的管路压力相应测点位置，触发车辆当中制动控制系统装置防滑自检操作功能，获取车辆防滑相关自检压力及时间参数,为车辆防滑总体自检功能测定可提供数字化的直观判断支持。

3、小结

总而言之，数字化之下对地铁车辆内部制动开展静态调试，能够借由车辆当中数字信号及模拟信号、压力测点等，高效获取到车辆当中制动压力及其压力开关断开/比克、充分时间等，试验数据的可追溯性往往较高，判断更为直观确切，值得持续推广及应用于实践中。

参考文献：

[1] 李军,赵晨亮,李勋,等.地铁工程车辆静态调试装置的研发与应用[J].轨道交通装备与技术, 2022(2):29-31.

[2] 王海涛,江升.基于车车通信的城市轨道交通CBTC数字化仿真系统的研究与实现[J].中国设备工程, 2022(5):152-153.

[3] 范琪,虞凯,汪峥,等.基于DMR的成都地铁5号线车辆基地数字化调车系统[J].铁道通信信号, 2021(9):70-75,82.