动车组制动系统故障诊断及安全措施

李卓亮

摘要：铁路关系到我国人员和货物的流动速度，为我国的发展作出了重大贡献，其安全问题越来越受到重视。本文从动车组制动系统的操作系统开始，讲解如何诊断动车组制动系统错误以及如何实施安全措施，优先考虑电动火车的各种常见故障及其可能的后果。对动车交通安全进行识别、检测和控制措施，确保电动列车正常运行，希望本文能为我国动车组制动系统故障的诊断提供一些参考。

关键词：动车;制动系统;故障诊断;安全对策

引言

制动系统是道路安全的支柱，列车制动系统是列车运行效率的基础。必须选择安全性高、性能优良的制动机，然而，任何系统都不是不变的，故障经常发生。列车制动系统故障的原因及各种故障的后果是什么？如何确保列车运行过程中的安全？本文将討论这些问题。

1动车组制动系统构成

现阶段，我国有电网CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380等，同步形成CRH系列。CRH系列动车组制动系统均为电空复合制动，由电指令和微电脑控制，是一种与集成动力相结合的动车组制动动力。动态制动是电动制动的一部分，在电动汽车中以再生制动的形式提供。制动（再生）制动器广泛应用于动车组制动系统，制动过程最初依赖于制动器，当制动能力不足时，采用空气制动。列车低速行驶时，制动力会减弱，可能为零，在低速阶段，空气制动逐渐取代动力制动，起到动车组制动力的作用。

2动车制动系统的故障诊断

2.1制动系统的故障诊断系统介绍

制动系统故障检测是一个独立的系统，诊断内容包括中间诊断总线（MVB）、制动控制单元（BCU）、自检板和车载单元诊断（如压力传感器、速度传感器）等，卡间CAN通讯诊断、诊断子系统（例如，防滑系统、悬挂系统等）和系统级诊断（列车配置、列车制动性能、列车制动功率分配等）之间的CAN交互。每辆汽车的制动控制单元都有自己的诊断结果，储存内容通常包括问题的确切时间、问题代码、解决问题所需的时间以及出现的次数。从外部看，这些数据有助于分析故障原因，或者，他们可以记录故障期间的列车性能状况并获取故障统计信息。

2.2制动系统的诊断功能

动车组制动系统错误检测有两个功能：

2.2.1制动系统的故障诊断和监测

由制动系统引起的故障，如列车线路泄漏、未松开制动器或未使用驻车制动器等。这种类型的故障作为代码存储在BCU中，然后通过MVB诊断传输到列车诊断系统。

2.2.2制动系统的状态诊断

有时，某些制动系统功能和其他当前部件状况，虽然这些状况不能正常工作，但在某些情况下会导致故障，例如乘客的紧急手柄被按下或隔离塞门关闭等。

2.3制动系统的故障诊断任务

2.3.1开车前的系统检查

在动车组启动之前，必须对制动系统进行手动或自动测试，以全面评估列车制动系统的各项功能。该系统将存储测试结果，向动车组的中央诊断系统发送报告并向驾驶员提供制动测试结果。

2.3.2动车组运行过程中的实时诊断

一旦动车组开始行驶，相关的过程数据、性能参数和错误数据将通过MVB接口传送到中央实时诊断系统，以便及时发现和检测动车组引起的错误。

2.3.3系统检查和维修时的诊断

当每天检查和维护制动系统时，制动系统提供的诊断信息和操作建议可为维修人员提供一些支持。

3动车制动系统的安全对策

3.1根据常用制动有效率动态分配列车制动力

在列车运行过程中，每辆车的刹车都会通过诊断系统实时监控，列车的制动力会根据刹车的有效运行情况均匀分配。通常，制动性能使用以下公式计算：

η′=（n÷N）×100%

式中：列车制动器的有效速度用η’表示;能够有效进行行车制动的车辆数量用n表示;N是火车上的车辆总数，以CRH3动车组为例。其制动方式为气/电一体化模式，配套齐全，刹车时，先给电刹车。如果电刹车不灵或刹车力度不够，此时使用空气刹车，作为列车运行的附加力，空气制动可以减少摩擦制动排放，减少损失。在整个汽车制动过程中，行车制动器的效率被作为空气制动器在每辆车上分配的依据。

3.2设置列车安全环路保证列车在紧急情况下停车

为确保列车行车的最大安全性，电动列车设有多个安全区域，例如：尽量减少刹车的区域;火警区域;区域停车控制制动器;一系列紧急乘客刹车;转向架控制电路等。在紧急情况下，紧急泄压阀动作以迫使列车应用紧急制动。每个列车回路都伴随着一个安全回路，它是列车控制系统中一个独立的控制功能。这个循环是通过控制从头到尾的所有形状中发现的通信元素来执行的，车辆末端的第二条列车控制线接收来自返回线的信息。控制线路在整个链中按顺序传输信息，并允许线路状态检查器查看实际回路状态。由于当电路断开时电路线路将失效，将向电路部分发送消息以应用紧急列车制动。

3.3制动故障时的列车限速措施

在诊断制动系统错误时，行车安全是一个非常重要的考虑因素。表1列出了制动系统最常见的六个错误。

结语

动车组制动系统具有完善的比较监控、错误检测、报警和基于错误的安全功能。如果制动系统出现故障，监视器将诊断并发出信息和警报。通过一系列的故障排除措施，最终保证了电动列车的运行安全。尽管动车组制动系统具有自身的诊断和错误管理能力，但它仍然需要改进现实世界中错误的检测和处理能力。目前对系统制动误差的识别和人工减速方法不能完全保证动车组的安全运行，需要动车组制动人员采取有效的安全措施。

参考文献：

[1]李万新，章阳，林荣文，王乐.和谐号动车组制动系统故障诊断及安全措施[J].铁道机车车辆，2011，31（05）：39-42.

[2]张师旗.新型动车组制动系统故障分析[D].兰州交通大学，2021.