关于数字化的地铁车辆的制动静态调试分析

李忠浩

摘 要：利用数字化的方法对地铁车辆的制动进行静态调试分析，需要收集地铁车辆的数字模拟信号以及压力测试数据，然后根据直接收集到的数据获得地铁车辆的防滑曲线、压力曲线等相关曲线图，所有数据可靠性比较强。应用数字化系统以后，地铁车辆制动静态调试的效率大大提高，调试时间缩短，调试工作量减少，所得数据准确性提高，为静态调试分析提供基本条件。

关键词：数字化；地铁车辆；制动；静态调试

中图分类号：U213 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0080-01

1 传统静态调试分析方法的缺点

传统的静态调试分析方法是使用老式的指针压力表进行测量，主要存在以下几个缺点：（1）快速插头插拔的频率较高，会浪费许多时间，导致调试效率不高。（2）在进行通电调试时，危险程度会比较高。（3）测试的结果只来源于当场的读数，测试完成以后无法对数据的准确性进行验证，也没有原始记录可供查询。

对此，必须要将数字化系统应用到静态调试分析当中，为静态调试分析提供更快捷、更准确的数据[1]。

2 數字化地铁制动静态调试系统结构设计

数字化地铁制动静态调试系统主要有主控制器手柄数据的收集与调整、制动缸压力数据的收集与调整、总风管路压力数据的收集与调整、空气压缩机压力数据的收集与调整、停放制动压力数据的收集与调整、开关量数据的收集与调整以及数据的储存、处理与结果分析等。

2.1 硬件设计

2.1.1 主控制手柄设计

主控制手柄的设计主要有两种：一种是固定形成110V直流电的控制指令，另一种是可以根据手柄的位置形成对应电压的模拟控制指令，经由编码器变换以后成为PWM信号。对于这两种信号都可以通过降压电阻、滤波电容的调节实现光电隔离，电压和电流则需要根据采集卡的标准进行选择。

2.1.2 压力采集设计

压力采集使用的是MPM4730压力传感器，工作电压为12V，输出电流为4-20mA。

2.1.3 压力控制设计

（1）总风压力开关控制：当总风压力低于600kPa时，地铁会自动开启紧急制动模式；而总风压力高于700kPa时，紧急制动系统将会自行缓解。（2）停放制动压力开关控制：当地铁长时间停止运行时，其总风压力会不断减小，减小到所设定的最低标准值时，停放制动系统会自动开启，提高总风压力，保证地铁停放安全。（3）空气压缩机开关控制：当总风压力偏低时，空气压缩机会自动开启，增大地铁车辆的总风压力；当总风压力升高都一定程度时，空气压缩机自动关闭，停止打风[2]。（4）辅助空气压缩机的压力开关控制：辅助空气压缩机的控制原理与主空气压缩机的控制原理相同，总风压力过低时开启，总风压力升高到某一值时则自动关闭。

2.2 软件设计

在系统硬件设施安装完毕以后，对系统进行通电，然后将软件初始化，调整参数，从第一辆地铁车辆开始发出指令，检查通信系统的反应速度及通信质量，检查合格以后即可开始进行数据采集、处理及显示。

2.3 性能指标

（1）空气压缩机压力采集的精确度要控制在0.5kPa以内。（2）空气压缩机压力采集的响应时间要在10ms以内。（3）单次主控制手柄的PWM信号收集时间要控制在100ms以内。（4）数据传输的距离要在1500m以上。（5）对于异常试验部分要设计自动警报系统，发现异常立即发出警报。

3 实验验证

将1号传感器PS1与总风管路相连接，配合空压启动开关量，检测总风压力，获得初次充风时间；将PS2与停放压力开关相连接，配合停放压力开关量，检验停放压力开关关闭的详细数值；将PS3与减压阀出口端相连接，配合PS1检测溢流阀开启时的压力条件以及减压阀出口端的压力；将PS4与紧急压力开关相连接，配合紧急压力开关量，检验紧急压力开关关闭时的具体数值，最终得到以下曲线图（图1）。

图1为初次充风以后的压力变化曲线，从图中可以看出，D11的上升沿对应时间与下降沿对应时间之差即就是初次充风的时间，上升沿对应时间19分25秒，下降沿对应时间32分34秒，两者相差13分09秒，所以初次充风的时间就为13分09秒。D12上升沿就是停放压力开关的关闭值，从图中可以看出，此时对应的总风压力为5.08bar。

使用同种试验方式，还可以获得不同负载状态下的制动缸压力变化、紧急压力开关断开所需要的压力、空气压缩机开关断开所需要的压力等数据。

4 结语

将数字化系统应用于地铁制动静态调试分析对于保障地铁稳定运行起到重要作用。利用数字化系统进行制动调试分析，其试验数据来源有详细记录，且大大降低了人为操作对试验结果的影响，使得试验结果准确性提高。所以，应该大力推广数字化静态调试分析方法，缩短调试时间，减少调试工作人员的工作量，提高调试的准确性，从而保证地铁运行的安全和稳定。

参考文献

[1]曾建.成都地铁1号线的列车调试[J].城市轨道交通研究，2012，15（09）：134-136.

[2]陈爱丽，王艳伍.城市轨道交通车辆试验实践及总结[J].铁道车辆，2016，54（06）：22-25+4-5.