城轨列车制动系统正线故障应急处理措施研究

周海涛

西安中车长客轨道车辆有限公司 陕西西安 710000

1 制动系统结构组成简介

1.1 风源装置

全列车共有两个风源装置，分别安装于拖车下方。风源装置包括了一台SFR10型无油涡旋空气压缩机和一套空气净化干燥装置。SFR10无油涡旋式空气压缩机是一种回转容积式压缩机，采用两级压缩、空气冷却。

1.2 制动控制系统

JK02架控制动控制单元是空气制动系统的主要部件，其气动控制单元PBCU与其微机控制单元EBCU组成一个闭环控制，能够根据空气制动力需求，准确而稳定地控制制动缸压力。制动控制单元按照功能分为主阀和辅阀。主阀具备辅阀的全部功能，同时还具有网络通信功能、制动管理功能及故障记录等功能。列车采用架控制动控制系统，即每个转向架配置一个JK02阀。JK02架控制动控制单元接收列车网络以及指令线所发的常用制动或快速制动指令，根据制动级位、空气弹簧压力等各项因素，算出列车所需的空气制动力，然后EBCU控制中继阀的预控压力，在预控压力的控制下，中继阀按比例输出压力空气到制动缸[1]。

1.3 基础制动装置

基础制动采用踏面制动方式，由踏面制动单元、带停放的踏面制动单元及闸瓦组成，其中一半踏面制动单元带有停放功能。满足列车超员情况在线路35‰坡道上及空载列车在40‰坡道上能停住车（不溜车）的要求。

2 地铁制动系统故障导向

制动系统是城轨车辆关键系统之一，直接关系到列车的运行安全。即使列车在运行中制动系统出现故障，也要保证列车的安全。故障导向安全设计的基本原则为当在列车牵引运行或惰行时，要避免产生不期望的制动力，以使列车能够维持运行；当列车制动停车时要保证有足够的制动力，确保列车能够安全停车。按照上述故障导向安全原则，在城市轨道交通车辆制动系统设计及研制阶段，对于制动系统各部件故障模式进行了全面的评估，并通过采用软硬件的冗余及软件降级保护等策略，进行了完善的制动系统故障导向安全设计[2]。

3 地铁制动系统正线故障应急处置措施

列车在正线运行出现制动系统故障时，基于保证列车行驶安全及对线路运行影响最小的前提下，下面分别给出相应的建议处置措施。

（1）第I类故障：制动系统能自动监测到故障，故障发生后列车制动性能不受影响。此类故障又可以分为以下2种情况，一种是制动系统具有硬件冗余设计，利用冗余设备继续保持制动系统的正常工作，另一种是软件里设计了相应的故障功能降级保护设计，当某个部件出现故障后，系统采用其他的策略进行计算及控制，不影响该转向架制动力的输出。建议应急处置措施：此类故障发生后，对列车的制动功能没有影响，正线无需采取任何措施，可在完成当日运营后，回库进行检修[3]。

（2）第Ⅱ类故障：制动系统能自动监测到故障，故障发生后列车制动性能下降，需要进行限速运营，但是不需要司机停车对相关设备进行隔离操作。此类故障发生后，列车的制动性能下降，某些情况下列车的常用或紧急制动距离变长，同时如果列车是在ATO运行模式下，可能会影响对标精度。建议应急处置措施：此类故障发生后，列车的制动性能受到影响，在正线发生故障时，如果处于ATO运行模式，需退出ATO模式，并进行限速运行，运行至终点时退出服务。

（3）第Ⅲ类故障：制动系统能自动监测到故障，故障发生后列车制动性能下降，同时列车继续行驶存在其他安全隐患，司机必须停车检查确认，在故障未排除前不能继续动车。此类故障发生后，列车的制动性能下降，继续行车会存在安全隐患，司机必须停车对相关设备进行检查确认，必要时隔离相关设备，如果故障无法修复，需要报行车调度申请救援。建议应急处置措施：此类故障发生后，列车继续行车存在重大安全隐患，在正线发生故障时，司机必须停车进行检查处理，确认故障后隔离故障制动单元，隔离后进行限速运行，运行至终点时退出服务。如果隔离后故障仍无法修复，需申请救援。

（4）第Ⅳ类故障：制动系统能自动监测到故障，故障后自动实施紧急制动，停车后不能继续运行。该类故障发生时，制动系统自动触发紧急制动，紧急制动过程中，利用列车制动风缸的保压量，其制动力并没有下降。因此，其制动过程是安全的。该类故障发生后，在故障未排除前将无法动车，需申请救援。建议应急处置措施：此类故障发生后，确认无法修复后，申请救援[4]。

4 结语

城市轨道交通车辆的制动系统是集机械、电子、自动控制等多学科于一体的产品，制动系统自身具有非常完备的故障监测、报警和故障导向安全的控制功能，当制动系统的某一部件发生故障时，监测装置会提示及报警，并采取相应的故障处理措施，保证地铁的安全运行。尽管地铁制动系统具有完善的安全保障措施，但在实际运营中仍需考虑其故障后的安全性，在出现故障后，需根据制动系统的原理，深入进行分析，全面评估对列车运行的影响，采取有效的安全处置及防护措施，将对线路运营的影响降到最小。