动车组制动系统故障对行车安全的影响

代林

摘要：高速动车组动车在我国迅速发展，其运行的可靠性和安全性日益受到关注，动车组设备如果不能及时发现问题并消除，不仅会导致设备本身的损坏，还会导致不正常的停车或动车事故，甚至造成严重后果造成巨大的经济和人员损失。因此，本文探讨了动车组制动系统故障对行车安全的影响，以期提高动车组的安全运行。

关键词：动车组;制动系统;系统故障;行车安全

1制动系统的工作原理

在动车组制动系统中，制动控制装置是微机直接制动系统的关键部件。由制动控制装置、阀门、紧急制动装置、制动阀、继电器阀、压力传感器、速度传感器等组成，从电信号转换为气压信号。制动系统的主要功能包括：制动指令、动车组运行速度和车辆重量的计算;动车制动信号的防滑接收;动车制动系统运行状态检测;储存和显示故障信息，提供紧急故障处理方法和措施;动车组制动脉冲的预防等。制动系统是制动器控制装置的核心部分。通过数字演算处理，实现了制动控制系统、电控动态计算控制、防滑控制、空气压缩机控制、通信、监控、故障处理等功能。这是制动器控制装置的关键设备。机车制动系统的诊断包括制动控制、制动系统检测和防滑保护三个部分。制动系统故障诊断是动车组车载控制系统的一个重要组成部分，主要包括监测与故障诊断系统。近几年来，因动车组制动控制系统故障导致动车组延误的报道屡见不鲜，说明动车制动控制系统性能良好，工作可靠是动车安全运行的保证，制动系统的失效直接影响动车的安全稳定运行。所以，合适的状态监测与故障诊断系统应在早期或制动控制系统发生故障时进行预警，尽快发现故障或隐患，减少现场处理失败的概率，提高准点率，保证动车安全可靠运行。

2动车组制动系统故障诊断的现状与问题

当前，故障诊断的理论方法主要有三种：基于知识的方法、基于数学模型的方法和人工智能的方法。而基于人工智能的故障诊断方法由于其智能化、多领域的结合，已经取得了很大的进展和成果。当前，故障诊断技术的研究主要分为两个方面：故障特征提取技术和智能故障诊断方法。随着故障诊断技术的发展，故障特征信息的提取是其中的重点和难点之一。在一定意义上说，特征提取也是目前故障诊断研究的瓶颈，直接关系到故障诊断的准确性和早期故障预测的可靠性。频谱分析、傅里叶分析、包络分析、相关分析、最大熵谱分析等传统信号处理方法在设备状态监测与故障诊断中发挥了重要作用，目前仍是最常用的特征提取方法之一。装备故障通常表现为各种信号，利用信号分析方法，可以得到故障的特征信息，从而进行故障诊断。在动车组制动控制系统中，故障特征提取与分析技术是利用多种信号分析技术，分析列车制动控制装置的监控信号，从而提取对特定故障敏感的特征信息。早先的信号分析主要集中在经典信号分析方法上，得到了大量的研究和应用成果。但是，經典的傅里叶变换信号分析方法存在着明显的缺陷，该方法反映了信号段的整体统计特征，适合平稳信号的分析。事实上，设备故障后的故障信号是非线性的、非平稳的随机信号，其中包括噪声等。但是，傅里叶变换对信号的时频细节进行分解，使其在非线性和非线性分析上具有明显的缺陷。不稳定信号。近年来，随着人工智能技术的发展，故障诊断方法已由传统的故障树分析方法和逻辑推理方法发展为专家系统、人工神经网络、粗糙集、支持向量机、信息融合理论等。智能化诊断技术为解决复杂系统故障诊断问题提供了一种有效的手段。

3 动车组制动系统故障后对行车安全的影响

动车组制动系统是一个较为复杂、功能强大的自动控制系统和制动执行装置。具备完善的故障监测、报警和面向故障的安全控制功能。在制动系统某一部件出现故障时，监控装置会发出提示、报警，并采取相应的排除措施。为确保行车安全，动车组列车在制动系统发生故障、制动部分消失的情况下，必须采取限速措施。那我们就只能采取限速措施来保证行车安全了吗？作者认为有必要对动车组制动系统的行驶安全性进行分析。

列车制动系统故障分类及对列车运行安全性影响的各种后果，可分为四类（1）Ⅰ故障类型：制动系统能够自动监测故障，故障后制动性能良好，列车能够继续正常运行。这类故障可以分为两类。一是对制动系统进行冗余设计，利用冗余（备用）设备来维持动车组的正常运行;二是机车制动力没有下降，车辆机械师对故障原因进行了检查。（2）Ⅱ故障类型：制动系统自动监测故障，故障发生后自动实施紧急制动，停车后无法继续运行。发生此类故障时，制动系统自动触发紧急制动，不利用列车的风道压力保护量来降低制动力。所以制动过程是安全的。此外，列车停车后，因故障无法维修，只能等待救援。救援后的行车安全在这里不讨论。（3）Ⅲ故障类型：制动系统能自动检测故障。出现故障后应进行“停机”处理。驾驶者根据“封闭车厢”的限速，列车才能继续行驶。此类型的故障控制系统（以下简称 ATP）车载设备，如不“知情”，可能对行车安全造成一定影响。由于有的车辆“封闭”后，车辆的制动力已不复存在，导致整列列车制动性能下降，ATP为列车提供超速防护，以保证列车制动系统制动力的值与剩余值。若“关机”次数多，且列车整体实际制动力（或剩余制动力）小于 ATP计算值，ATP很难保证列车不超过限速。（4）Ⅳ类故障：动车组制动功率降低，故障无法监测。同类型的Ⅲ故障一样，当同类故障达到一定的范围时，列车整体实际制动力（或剩余制动力）小于ATP的计算值，可能对交通安全造成一定影响。只要找到了类错误，就可以通过关闭方法把它转换成类错误。

参考文献

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[2]刘斌普，田鹏. 某型动车组制动控制器动作开关故障分析及改进[J]. 电力机车与城轨车辆，2019，042（004）：44-47.