CRH高速动车组列车进站前的制动调速

(天津铁道职业技术学院，天津 300240)

随着我国铁路“四纵四横”快速客运专线的逐步落成与成功运营，CRH高速动车组列车以其安全、准时、快速、舒适、节能、环保等诸多优点，如梭箭般穿行于大江南北。高速动车组转向架结构、列车动力分配、电传动控制技术、牵引制动性能等的设计运用了高新技术，且具有各自的高科技含量。高速动车组列车运行具有速度高、站停短、运行紧的鲜明特点，其列车操纵必须满足绝对安全、高度平稳、贴限高速、对标停车的时代要求。

一、高速动车组列车进站前制动调速的关键问题

高速动车组列车的操纵直接关系着铁路的通过能力、运输能力，影响着铁路的形象与经济效益。单就途中运行环节而言，因进站前线路、设施等限速条件，加之ATP控车模式等诸多因素，往往因进站前的调速操作不当影响了列车的安全、准时、舒适，为此，进站前的制动调速就成为亟待解决的关键问题。

按照“全面引进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的原则，建造的CRH高速动车组有CRH2、CRH3等车型，以及技术提升的CRH380AL、CRH380BL等车型。车组编组有8辆与16辆之分，动力配置也有4M4T、5M3T、8M8T、14M2T之分，且各型车的转向架等结构形式，牵引制动等主要性能均存有差异。

高速动车组既承担200km/h客运专线、300km/h客运专线的主要运输任务，还需下线运行于速度低于160km/h的既有线路，牵引区段200km、500km、1000km长度不等，且采用跨局轮乘，车型混用，交路并存的运用方式。

CTCS(Chinese Train Control System)为中国列车运行控制系统，基于传输信息方式和闭塞技术的不同，划分为5个等级，分别应用于铁路既有线路、200-250km/h客运专线、300-350km/h客运专线、高速新线或特殊线路。

CTCS在高速动车组列车运行区段存有级间转换，并向下兼容。动车组在C2、C3区段按ATP车载设备行车，在C0区段行车及C2地面设备故障时，按LKJ方式行车。由于传输信息方式和闭塞技术存有差异，加之ATP控车模式与LKJ监控模式的不同，均为列车的安全、准时、舒适的操作要求带来影响。

二、高速动车组列车进站前制动调速的攻关

施行常用制动时，必须考虑列车的速度，线路情况，限速要求，停车目标距离等条件，准确掌握制动时机和制动级位，才能保证列车均匀减速。为此，必须紧抓关键，掌握高速动车组制动系统的原理、牵引制动特性、ATP车载设备的逻辑控制原理，归纳出切合实际的操作模式。

1.制动机的使用

高速动车组制动系统采用电气指令、微机控制直通式电空制动。制动控制单元BCU根据制动指令及车重信号计算出所需的制动力，向电气制动控制装置发出制动信号，并对再生制动和空气制动进行协调控制。其中，再生制动承担制动功率的38%，其余由拖车和动车的盘形制动装置承担。系统当检测到所生产的再生制动力不足时，电-空联合控制以空气制动力进行补充。

耐雪制动是防止下雪而专门设置的空气制动，可消除闸片和制动盘面之间的间隙，制动缸压力设定在60±20kPa。

制动过程中过分相时，再生制动自动切除，全部转为空气制动，瞬间的转换会产生纵向冲动。如采用耐雪制动，可使过分相前再生制动的比率下降，再辅以制动手柄的操作，可以最大地缓解过分相引起的纵向冲动。

因电分相基本上设置在站前闭塞分区内，设置地点距进站约为300-400m。

综上分析，高速动车组列车进站前制动调速可行的使用方法：一是缓解过分相法，一是制动过分相法。经实际论证，制动过分相法可比缓解过分相法节省运行时间15s。

2.牵引制动性能的掌握

根据牵引计算理论，EMU动车组的制动减速度按三个速度段，分别为：

常用7档： 0≤V≤70km/h β=0.747m/s2

70

118

EMU动车组常用制动时间、距离如表所示：

EMU动车组制动时间表(s)

EMU动车组制动距离表(m)

通过对EMU动车组的制动力与速度关系曲线、制动性能指标、制动时间与制动距离技术参数的综合分析，EMU动车组常用制动的计算，符合列车牵引计算规程，可利用经验公式，采用速度分段累加进行计算，其计算公式为：

(m)

紧急制动空走时间tk=1.5s，常用制动空走时间tk=2s。

根据EMU动车组的牵引制动特性、制动性能，结合列车运行图与运行环境，总结出高速动车组的制动调速规律，形成切合实际的操作模式。

3.ATP控车模式的掌握

列车自动保护系统(Automatic Train Protection，简称：ATP)，亦称列车超速防护系统。

地面控制中心通过电缆与轨道电路、信号机、应答器等设备相连，完成列车位置检测、形成速度信号及目的距离信号，并将此信号传递给列车。车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动。

指定限速点前减速的两种制动模式曲线

其常用制动速度模式曲线计算：在车辆常用最大额度减速度上考虑偏差的下线减速度，在考虑制动等效无功时间预先计算距离速度曲线，其曲线以表形式保存。

其计算参数如式：

S=V2/7.2β+V0tkt/3.6

(m)

常用制动：β=2.0km/h/s，坡度=0‰

根据ATP控车模式与指令，结合环境因素影响，准确把握列车速度、制动力控车模式的逻辑关系，掌握高速动车组列车的制动性能与规律，提升高速动车组列车的操作能力。

三、高速动车组列车进站前制动调速的实施

操纵高速动车组列车必须树立安全正点，平稳操纵的理念。根据列车运行图，按照ATP指令与控车模式，结合站场、线路特点，采用“定方案、抓环节、细掌握”的策略，优化操作方法与操作过程，形成高速动车组列车安全、准时、舒适的操作模式。

1.定方案

操纵高速动车组的司机，出勤时必须及时获得相关行车信息，根据调度命令掌握行车主动权。开车前进行充分预想，针对天气状况、线路条件确定最佳操纵方案。“定方案”就是在此基础之上，针对制动调速环节，结合列车特点，制定关键区段的具体操作方法。

如：京津城际上行线4k540m-4k061m设有电分相，处于北京南站进站前160km/h调80km/h的制动减速区内。为此根据列车运行图，结合线路设施与ATP控车模式等条件，制定了采用连续调速的方法。既制动过分相前，采用耐雪制动进入空气制动模式，防止过分相制动转换的冲动，保证列车的准时运行。

2.抓环节

一般情况下，也就是制动1级时，车辆制动过程中所发生的冲动基本上能被车钩缓冲装置所吸收。随着制动级位的增高,列车的减速度增大，舒适性也会降低。“抓环节”就是根据列车运行图，结合牵引制动特性、运行环境、ATP控车模式等因素，对高速动车组列车进站前制动调速进行制动时机、制动初速度、制动地点及制动级位各环节严格把控。

如:京沪高铁曲阜东站上行进站信号机的坐标是537km037m，538k200m处有一段长1000m，坡度20‰的下坡道。图定站停列车运行至548km处，速度300km/h时，使用制动3级施行调速；进站前537k200m处，速度70km/h施行缓解，列车在平稳减速之后安全进站。

定地点、定速度、定制动力的操作方法，使制动过程中的列车降速平稳可控，提升了列车的舒适度，既避免了由于强制动级位产生滑行的几率，又避免了下坡道造成的长速，也防止了ATP控制引起的不必要制动。

3.细掌握

正常情况下，高速动车组列车在ATP完全监控模式FS下工作时，其控车模式：

常用制动：NBP=(SSP or TSR)+5km/h (at CSM)

紧急制动：EBP=NBP+5km/h (at CSM)

预警速度：W= NBP-5km/h

ATP产生的控车模式曲线与列车实际速度进行比较，如果实际速度超过常用制动模式时，下达B7N强制动指令，以便沿着常用制动模式减速。输出B7N指令后，如果速度潜入常用制动模式下时，则下达B4N中制动指令。下达B1N弱制动指令时，牵引指令强制被切断。

“细掌握”就是施行制动时，既要考虑ATP的指令与控车模式，还要注意掌握初制动时机、制动级间转换时机及制动解除时机。

如：京津城际下行天津站进站的制动调速，在将列车速度由280km/h制动调至160km/h后，在指定地点，时速为155km/h，逐级提置制动4级实施制动调速。时速90km/h到达预期地点后，结合降速变化与ATP的显示，逐级降低制动级位直至保持制动1级，使列车以略低于80km/h的速度进入限速地点。待列车趟过应答器后，ATP此限速控车模式解除。然后，再按照ATP的指令，结合线路特点，继续保持制动1级，控制列车安全贴限进站。

综上所述，“定方案、抓环节、细掌握”的策略，在不违背动车组设计原理、牵引制动规律、ATP控制模式的基础上，采用的定速度、定地点、定操作方式的制动调速操作模式，不仅保证了高速动车组列车进站前制动调速的安全、准时与舒适，也为攻克其他操纵环节的关键问题创造了条件。

四、结语

通过对CRH高速动车组列车进站前制动调速的分析研究，掌握高速动车组的高新技术。在运用中探索高速动车组列车的操纵方法，形成高速动车组列车安全、准时、舒适的操纵模式，打造高速动车时代品牌，适应铁路客运市场化、多元化经营的变化，创造铁路最优的经济效益。

参考文献：

[1]中华人民共和国铁道部.CRH系列动车组操作规程[M].北京:中国铁道出版社,2010.

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