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天津地铁车辆国产化制动系统安全提升改造研究

范文

刘峥

摘要：地铁车辆制动系统关乎运营安全，目前天津地铁主要采用进口克诺尔和国产铁科院两种制动产品，其中国产制动系统属初次使用，难免存在一些待优化的方面。本文主要介绍针对制动不缓解的设计改造与应用。

关键词：地铁车辆；制动系统；不缓解

中图分类号：U270 文献标志码：A

1 研究的意义和目的

天津地铁3号线车辆共27列，其中有5列车采用了国产铁科制动系统，其余22列为进口制动系统。由于国产制动系统采用车控方式与进口制动系统采用架控方式的区别，尽管国产制动系统做了很多工作来适应接口，但还存在如下问题影响天津地铁正线运营：

1.1 制动截断塞门操作后，其对应制动缸缓解后的压力无法在TMS上显示，存在司机判断上困难，因而影响行车。

1.2 当列车因制动不缓解故障需操作制动截断塞门隔离故障单元时，必须同时开启制动不缓解旁路，列车牵引回路才可建立，影响运营质量。

1.3 司机对进口与国产车辆制动不缓解后应急处理方式不一致。

以上问题虽不影响行车安全，但在正线运营过程中出现时可能会造成列车晚点的运营影响，改造完成后，可提升运营质量。

2 进口与国产制动系统对比

2.1 进口克诺尔制动系统

天津地铁3号线22列车采用进口克诺尔EP2002制动系统，制动系统具有制动不缓解检测功能，防止车辆带闸运行。当制动不缓解故障发生后，列车会切除牵引，为保证车辆运行，缓解故障车辆有两种方式：一种是通过强迫缓解按钮，缓解故障车辆；另一种是通过切除故障车转向架隔离塞门B05（设置在车上），如图1所示，缓解故障车制动，恢复故障，使车辆能够维持运行到终点站下线换车。转向架隔离塞门B05设置在压力开关上游，切除后将B05塞门下游压力清零，压力开关检测制动不缓解时的制动缸压力也清零，制动不缓解故障恢复，车辆恢复牵引，具体如图2所示。

2.2 国产铁科院制动系统

天津地铁3号线5列车采用国产化微机控制直通式模拟电空制动系统，制动系统具有制动不缓解检测功能，防止车辆带闸运行。当制动不缓解故障发生后，列车会切除牵引，为保证车辆运行，缓解故障车辆有两种方式：一种是通过强迫缓解按钮，缓解故障车辆；另一种是通过切除故障车转向架隔离塞门B19（设置在车上），如图1所示，缓解故障车制动，恢复故障，使车辆能够维持运行到终点站下线换车。但由于车辆制动缸压力开关设置在转向架隔离塞门B19气路上游，切除后只是将B19塞门下游压力清零，上游压力开关仍然检测制动不缓解时的制动缸压力，导致制动不缓解故障不能恢复，车辆无法牵引，具体如图3所示。

3 备选安全提升改造方案

3.1 方案一（增加压力开关）

在每个转向架隔离塞门B19下游增加制动缸压力开关（每辆车两个，每列车共12个），切除转向架隔离塞门B19后，BCU根据下游的制动缸压力开关判断制动是否缓解，制动缓解后BCU将制动不缓解信号清除，恢复车辆牵引；车辆需提供110V电源给制动缸压力开关BSR，并将制动缸压力开关信号输出连接到BCU连接器X1.B上，具体如图4所示。

3.2 方案二（增加电信号）

在TMS与EBCU通信协议SDR数据中空余字节（38、39字节）增加6辆车的转向架隔离塞门B19状态信息，BCIS为1时，对应的Svbok将设为0，具体如图5所示；将转向架隔离塞门B19状态信息由TMS通过网络发送给BCU，每辆车转向架隔离塞门B19的信息源是图6中的制动缸1、2切除塞门，当故障车两个B19塞门都被切除时，BCU将制动不缓解信号清除，恢复车辆牵引。

4 方案對比分析（表1）

5 最终改造方案

鉴于方案二有改造工作量小、成本低、后期故障率低的优点，最终按照方案二实施了改造。

结语

自改造完成至今，列车运行两年20万km，各项功能良好，此项改造提高了运营质量。

参考文献

[1]张龙.新技术模式下地铁车辆制动控制系统设计研究[J].城市建设理论研究，2016（4）：1045.

[2]罗秋强.地铁车辆的制动与防滑分析探讨[J].数字化用户，2017（30）：276.

[3]徐鹏辉.浅析地铁车辆空气制动系统施加方式及特点[J].城市建设理论研究，2015（10）：2303.

[4]张三多.广州地铁增购车争先紧急制动故障分析及整改[J].轨道交通装备与技术，2014（5）：31-33.

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