地铁制动系统控制方案分析

宋如意?杨小琳

摘要：地铁运行的过程中，如果没有良好的制动性能，很容易引发各种问题，所以，我们要明确地铁制动系统控制的方法，并进一步研究地铁制动系统控制方案。本文主要探讨了地铁制动系统控制的一些基本的思路，并总结了地铁制动系统控制方案如何更好的运用在地铁运行的过程中，供参考和借鉴。

关键词：地铁制动系统，控制方案

地铁运行的平稳性和安全性和很多因素有关系，其中，地铁的制动系统是非常重要的一个环节，只有做好了地铁制动系统控制方案的研究工作，并提高地鐵制动系统控制的效果，才能够保证地铁安全运行。

一、地铁制动系统控制相应逻辑

随着城市人口的不断增长，轨道交通也在不断扩增以满足需求。列车制动系统的作用是实现列车减速或在目标点准确停车。实现方式是司机根据列车初速度以及其他外界工况，施加不同的制动级位（减速度）给制动系统，然后制动系统根据司机发送的减速度指令和通过从空气弹簧采集的列车重量计算出列车所需要的制动力，最后系统按照规定方式分配制动力至各个车辆。所以为确保列车能够在规定位置准确停车，除了制动系统具备很高的可靠性和准确性外，司机对列车制动距离/制动减速度的影响因素以及对驾驶的列车制动性能的掌握也是至关重要的。

二、地铁制动系统两种制动控制方式应用对比

制动系统的传统定义是为了使列车能够施行制动或缓解而安装于列车上的一整套设备，其中，制动的目的是人为制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动或加速运动；而缓解的目的是对已经实行制动的物体，解除或减弱其制动作用。但是，随着轨道交通车辆技术的发展，制动设备越来越多地采用了电气信号和电气驱动设备，尤其微机和电子设备的出现使得制动装更趋于无触点化和集成化，制动控制功能融入到了其他电路中而不能独立划分，因此在实际中，将具有制动功能的电子线路、电气线路和启动控制等部分都归结为一个系统，统称为列车制动系统。

制动控制单元是制动系统的基础、核心部件。目前，制动系统分为车控式和架控式制动系统。其中，车控制动系统是以每辆车为单位设置制动控制单元、电子和辅助部件。架控制动系统则以每个转向架为单位设置制动控制单元、电子和辅助部件。

不论是车控式制动系统还是架控式制动系统，目的均是对地铁车辆进行精确地制动控制，满足车辆定点停车的要求。但是，就目前应用来看，这两种制动系统在保证安全、可靠的基本原则下，在制动原理、性能方面有着各自的特点。

（一）故障影响及冗余性

1.车控式制动系统，每辆车有1套制动控制单元，相对于架控式部件数量较少，部件故障对整车的内在可靠性影响相对较低，但是对列车，特别是小编组车辆的运营可靠性和安全性影响较大。

2.架控式制动系统，每辆车有2套制动控制单元，每个制动控制单元仅控制本转向架的制动。由于部件数量增加，相应地，因部件故障对整车的内在可靠性影响较高，但由于功能冗余，对列车的运营可靠性和安全性的影响却较低。对于同样小编组车辆，一套制动系统故障，列车仅失去单个转向架的制动力。列车可以通过增加其他控制单元的制动力来满足总制动力需求，对制动距离的影响也较小。

（二）底架管路布置

1.车控式制动系统

车控式制动系统的主要控制设备集中在底架中部，制动管路由车中向两端布置，在转向架附近管路较少，管子布置较为简单，设备可以合理布置。

2.架控式制动系统

架控式制动系统的主要控制设备均布置在转向架附近，制动管路较多，布置较为复杂，会出现底架空间紧张，不便于调整的问题，但是由于制动控制单元输出管路距转向架较近，因此，空走时间变短，制动响应速度加快，据制动供应商实验数据，架控制动系统响应时间比车控制动系统响应时间缩短约0.2S。同时，提高了制动精度，车控制动系统制动精度约为：±0.2×105Pa，而架控制动系统控制系统精度可达到：±0.15×105Pa。

3.与牵引系统的配合

地铁车辆正常运行时多采用电空混合制动。所谓电空混合制动，是以电制动与空气制动相辅配合的联合制动方式，两者的相互关系是：车辆制动时优先进行电制动，当电制动力不能满足制动需求时，拖车进行空气制动补充，拖车空气制动仍不能满足制动需求时，动车参与进行空气制动补充；电制动失效时可被切除，空气制动可独立实施，确保车辆的减速和停车。同时，制动系统兼有防滑和防冲动功能。电制动系统与牵引系统实为一套系统。因此，列车的制动力分配方案及制动系统的配置须考虑牵引系统的控制及配合方式。

三、结束语

综上所述，在研究地铁制动系统控制方案的过程中，一定要从地铁运行的角度出发，探讨地铁运行的制动需求和具体的特点，并以此提出更好的地铁制动系统控制方案，才能够使地铁具备更好的制动效果。

参考文献：

[1]李志，周生路，吴绍华，代婉莹，陈龙，吕立刚.南京地铁对城市公共交通网络通达性的影响及地价增值响应[J].地理学报，2014，02：255-267.

[2]黄晓燕，张爽，曹小曙.广州市地铁可达性时空演化及其对公交可达性的影响[J].地理科学进展，2014，08：1078-1089.

[3]曹小曙，林强.世界城市地铁发展历程与规律[J].地理学报，2008，12：1257-1267.

[4]王起全.基于赋权关联度算法的地铁拥挤踩踏事故风险研究[J].中国安全科学学报，2013，05：94-100.