湖南磁浮交通发展股份有限公司 湖南长沙 410116
摘要:当前我国地铁已经不是什么新鲜的事物，地铁所具有的安全性、舒适性、时效性，已全面影响着人们的日常出行行为。为满足应急情况下，达到紧急情况下能够快速切除制动要求，保证行车安全。
关键词:地铁车辆；应急情况；制动优化
一、地铁车辆制动系统作用及影响因素
车辆制动系统是车辆减速或到达目的地准确停车，司机根据车辆速度及外界工况，施加不同的制动级位，然后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。
虽然不同线路的车辆制动系统各有不同，以及紧急制动和最大常用制动下的制动减速度规定一样，但是不同的线路车辆在同样的制动初速度下紧急制动距离是不一样的。对地铁司机来讲，由于车辆的制动性能不尽相同，司机不能犯经验主义，特别是对于新线路车辆，必须通过多次牵引、制动试验，掌握列车性能，掌握不同初速度下的各级位制动距离，这样才能准确、灵活控制列车。
制动减速度不仅与制动级位有关，而且与制动初速度有关。由于空走时间在整个制动阶段所占的比重及摩擦系数大小等均和制动初速度有关，所以制动初速度大小影响制动减速度的大小。
纯空气制动和电控混合制动下的制动减速度不尽相同。由于设计不同，不同系统在此2个模式下的减速度大小关系是不确定的，但对于同一制动系统而言，两种制动模式下的减速度大小关系是确定的。不同线路的车辆是无法进行制动距离和制动减速度比较的。同一线路的车辆，在进行试验时，由于外界环境不同，制动距离及制动减速度也不尽相同，此时，外界影响因素在允许的范围内时，可使用修正公式对试验结果进行修正，确保试验结果更加接近实际。
二、地铁车辆紧急制动故障问题
地铁车辆紧急制动图形概述：零速继电器一共有四个，两两相连分别控制主控（方向转换）和快速制动，再和两个紧急制动继电器、4个自动折返模式开关连接形成回路系统，与由ATP故障隔离继电器和列车自动控制系统组成的系统连接，共同组成紧急制动环路局部电路图。以某市地铁2号线地铁车辆紧急制动故障事故为例，进行对地铁车辆紧急制动故障问题叙述，2号线路地铁列车所用的是B号电客车，地铁电客车内部运行的是架控式电空混合制动系统。该列车在投入使用的第二天便发生了因为地铁车辆紧急制动被触动又无法取消动作的故障事故，后经检修人员进行勘检确认故障是由于紧急制动继电器设备的触点烧损，进而引发地铁列车紧急制动内部环路失电，在地铁列车停车后也无法正常取消动作。
三、地铁车辆应急情况下制动切除
某地铁1号线车辆现在只有车下B14作为制动不缓解隔离塞门，当正线遇到制动不缓解情况时，需要人员下到车下进行操作，但是，由于隧道内空间有限，人员进人车下很不方便，并且塞门隔离时间长，对正线的影响比较大。
（一）地铁车辆紧急制动故障的旁路开关措施
根据上文对地铁车辆紧急制动图形的简述，可以了解到地铁车辆紧急制动环路涉及的线路和电气元件很多，则城市地铁主线路控制系统无法及时诊断故障列车的具体故障位置，只能采取最基本的应急措施，无法确保地铁列车的安全运行；此外，故障发生时列车上的乘务人员和检修人员也无法对故障列车进行判断和处理，只能将地铁列车停运进行全方面测试，不仅严重干扰城市地铁运行秩序，还浪费了地铁部门大量的人力和物力。则针对地铁车辆紧急制动故障问题，提出在地铁列车上合理设置紧急旁路开关，即在紧急制动环路旁设置与其回路相似的并联电路来控制是否接通电源，实现隔离紧急制动故障点的目的，列车乘务人员可以在短时间内做出对故障的判断并对故障做出应急措施，减少对地铁主线路运行的影响。
（二）制动切除
第一种方式：制动管路和隔离塞门都安装在车下侧，在隔离塞门阀芯转轴上，安装万向节联动机构，通过万向节机构穿过车体上车、车上和车下都有操作该塞门的手柄，目前主要应用此装置的地铁有北京5，6，7，9，10，14，15号线，亦莊线，成都3，4号线，武汉3，4号线等；使用此种方式的优点是可以满足在客室内和车下操作的要求，管路不用上车、减少了泄漏点；电气连接也在车下车侧，不受电热器影响；拆装方便，易于检修维护。缺点是增加了联动机构，隔离手柄的扭矩略有增加。
第二种方式：制动管路穿过车体地板上车，将隔离塞门安装在车上客室座椅下不易被乘客车碰到的位置，并配有相应的安装罩，在车上可操作该塞门，主要使用业绩有深圳2号线、天津2，3号线、郑州1号线等。使用此种方式的优点是隔离塞门车卜安装，电气接线在车上，塞门及电气连接件工作环境优于车下二缺点是只能在客室内操作，无法在车下操作：管路上车，增加泄漏故障点、空间狭窄，拆卸安装困难，不利于检修维护；冬季电热开启时，塞门和管路受电热器烘烤、造成橡胶件加速老化，对塞门的密封性及电器元件使用寿命产生不利影响。
图2 安装后的效果图
结合国内现有地铁制动隔离塞门的安装方式，对地铁某线车辆的制动隔离方式进行优化研究和改造，满足车上和车下同时操作切除制动的功能，减少列车正线操作隔离塞门的时间，降低运营影响。制动切除缓解塞门设置在客室座椅下方，并且能够设置一个万向节机构实现无论是在客室内，还是在车下位置，均可方便地对该截断塞门进行操作。
四、项目实施效果及成效
目前对地铁电客车大修时进行了改造。在每节车上安装了1部车下和车上都可以进行制动隔离的制动旋塞，此旋塞可同时满足车上和车下切除制动塞门的功能要求，提高了应急情况下制动切除的响应速度，降低了制动故障对正线运营时间造成的影响。（紧急制动大旁路及列车蓄电池紧急牵引没有项目实施效果及成效）
通过本项目的研究和实施，形成了地铁车辆部件的功能优化和统型，应用于全国各个新造地铁车辆和既有车改造过程中，推动城市轨道交通车辆功能的不断完善，提高城市轨道交通运营的安全性和时效性。
五、结束语
随着城市轨道交通事业的蓬勃发展，运营可靠性、检修维护便捷性等要求不断提高，从车辆自身出发，不断提升车辆可靠性和对外部环境的适应性，提高地铁运输的安全性，保证我国国民出行的安全。
参考文献:
[1]张一，成建国，吴松荣，郭世明，陈静.基于超级电容的地铁列车再生制动能量利用分析[J].城市轨道交通研究，2016，（09）：56-60+65.
[2]张兴宝.地铁列车制动距离及制动减速度相关问题研究[J].机车电传动，2016，（05）：98-101+109.
[3]杨丰萍，史陆星，鲍丙东，黄兵斌.地铁制动控制装置测试系统的设计与实现[J].自动化与仪表，2016，（02）：58-61.
[4]梁广深，黄隆飞.地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析[J].城市轨道交通研究，2016，（02）：27-33.
[5]王伟波，胡跃文，蒋廉华.Nabtesco地铁车辆制动系统概述[J].电力机车与城轨车辆，2009（3）：40.
论文作者:程,耀
论文发表刊物:《防护工程》2017年第29期
论文发表时间:2018/2/28
标签：地铁论文; 塞门论文; 车辆论文; 列车论文; 紧急论文; 故障论文; 初速论文; 《防护工程》2017年第29期论文;