關(guān)于數(shù)字化的地鐵車輛的制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試分析

李忠浩

摘 要：利用數(shù)字化的方法對(duì)地鐵車輛的制動(dòng)進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試分析，需要收集地鐵車輛的數(shù)字模擬信號(hào)以及壓力測(cè)試數(shù)據(jù)，然后根據(jù)直接收集到的數(shù)據(jù)獲得地鐵車輛的防滑曲線、壓力曲線等相關(guān)曲線圖，所有數(shù)據(jù)可靠性比較強(qiáng)。應(yīng)用數(shù)字化系統(tǒng)以后，地鐵車輛制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試的效率大大提高，調(diào)試時(shí)間縮短，調(diào)試工作量減少，所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提高，為靜態(tài)調(diào)試分析提供基本條件。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；地鐵車輛；制動(dòng)；靜態(tài)調(diào)試

中圖分類號(hào)：U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0080-01

1 傳統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試分析方法的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)試分析方法是使用老式的指針壓力表進(jìn)行測(cè)量，主要存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）快速插頭插拔的頻率較高，會(huì)浪費(fèi)許多時(shí)間，導(dǎo)致調(diào)試效率不高。（2）在進(jìn)行通電調(diào)試時(shí)，危險(xiǎn)程度會(huì)比較高。（3）測(cè)試的結(jié)果只來(lái)源于當(dāng)場(chǎng)的讀數(shù)，測(cè)試完成以后無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，也沒(méi)有原始記錄可供查詢。

對(duì)此，必須要將數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用到靜態(tài)調(diào)試分析當(dāng)中，為靜態(tài)調(diào)試分析提供更快捷、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)[1]。

2 數(shù)字化地鐵制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)字化地鐵制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試系統(tǒng)主要有主控制器手柄數(shù)據(jù)的收集與調(diào)整、制動(dòng)缸壓力數(shù)據(jù)的收集與調(diào)整、總風(fēng)管路壓力數(shù)據(jù)的收集與調(diào)整、空氣壓縮機(jī)壓力數(shù)據(jù)的收集與調(diào)整、停放制動(dòng)壓力數(shù)據(jù)的收集與調(diào)整、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)的收集與調(diào)整以及數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、處理與結(jié)果分析等。

2.1 硬件設(shè)計(jì)

2.1.1 主控制手柄設(shè)計(jì)

主控制手柄的設(shè)計(jì)主要有兩種：一種是固定形成110V直流電的控制指令，另一種是可以根據(jù)手柄的位置形成對(duì)應(yīng)電壓的模擬控制指令，經(jīng)由編碼器變換以后成為PWM信號(hào)。對(duì)于這兩種信號(hào)都可以通過(guò)降壓電阻、濾波電容的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)光電隔離，電壓和電流則需要根據(jù)采集卡的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。

2.1.2 壓力采集設(shè)計(jì)

壓力采集使用的是MPM4730壓力傳感器，工作電壓為12V，輸出電流為4-20mA。

2.1.3 壓力控制設(shè)計(jì)

（1）總風(fēng)壓力開(kāi)關(guān)控制：當(dāng)總風(fēng)壓力低于600kPa時(shí)，地鐵會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟緊急制動(dòng)模式；而總風(fēng)壓力高于700kPa時(shí)，緊急制動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)自行緩解。（2）停放制動(dòng)壓力開(kāi)關(guān)控制：當(dāng)?shù)罔F長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)行時(shí)，其總風(fēng)壓力會(huì)不斷減小，減小到所設(shè)定的最低標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，停放制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，提高總風(fēng)壓力，保證地鐵停放安全。（3）空氣壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)控制：當(dāng)總風(fēng)壓力偏低時(shí)，空氣壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，增大地鐵車輛的總風(fēng)壓力；當(dāng)總風(fēng)壓力升高都一定程度時(shí)，空氣壓縮機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，停止打風(fēng)[2]。（4）輔助空氣壓縮機(jī)的壓力開(kāi)關(guān)控制：輔助空氣壓縮機(jī)的控制原理與主空氣壓縮機(jī)的控制原理相同，總風(fēng)壓力過(guò)低時(shí)開(kāi)啟，總風(fēng)壓力升高到某一值時(shí)則自動(dòng)關(guān)閉。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)硬件設(shè)施安裝完畢以后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行通電，然后將軟件初始化，調(diào)整參數(shù)，從第一輛地鐵車輛開(kāi)始發(fā)出指令，檢查通信系統(tǒng)的反應(yīng)速度及通信質(zhì)量，檢查合格以后即可開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及顯示。

2.3 性能指標(biāo)

（1）空氣壓縮機(jī)壓力采集的精確度要控制在0.5kPa以內(nèi)。（2）空氣壓縮機(jī)壓力采集的響應(yīng)時(shí)間要在10ms以內(nèi)。（3）單次主控制手柄的PWM信號(hào)收集時(shí)間要控制在100ms以內(nèi)。（4）數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x要在1500m以上。（5）對(duì)于異常試驗(yàn)部分要設(shè)計(jì)自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)異常立即發(fā)出警報(bào)。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

將1號(hào)傳感器PS1與總風(fēng)管路相連接，配合空壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)量，檢測(cè)總風(fēng)壓力，獲得初次充風(fēng)時(shí)間；將PS2與停放壓力開(kāi)關(guān)相連接，配合停放壓力開(kāi)關(guān)量，檢驗(yàn)停放壓力開(kāi)關(guān)關(guān)閉的詳細(xì)數(shù)值；將PS3與減壓閥出口端相連接，配合PS1檢測(cè)溢流閥開(kāi)啟時(shí)的壓力條件以及減壓閥出口端的壓力；將PS4與緊急壓力開(kāi)關(guān)相連接，配合緊急壓力開(kāi)關(guān)量，檢驗(yàn)緊急壓力開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)的具體數(shù)值，最終得到以下曲線圖（圖1）。

圖1為初次充風(fēng)以后的壓力變化曲線，從圖中可以看出，D11的上升沿對(duì)應(yīng)時(shí)間與下降沿對(duì)應(yīng)時(shí)間之差即就是初次充風(fēng)的時(shí)間，上升沿對(duì)應(yīng)時(shí)間19分25秒，下降沿對(duì)應(yīng)時(shí)間32分34秒，兩者相差13分09秒，所以初次充風(fēng)的時(shí)間就為13分09秒。D12上升沿就是停放壓力開(kāi)關(guān)的關(guān)閉值，從圖中可以看出，此時(shí)對(duì)應(yīng)的總風(fēng)壓力為5.08bar。

使用同種試驗(yàn)方式，還可以獲得不同負(fù)載狀態(tài)下的制動(dòng)缸壓力變化、緊急壓力開(kāi)關(guān)斷開(kāi)所需要的壓力、空氣壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)所需要的壓力等數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

將數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用于地鐵制動(dòng)靜態(tài)調(diào)試分析對(duì)于保障地鐵穩(wěn)定運(yùn)行起到重要作用。利用數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)調(diào)試分析，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源有詳細(xì)記錄，且大大降低了人為操作對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，使得試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性提高。所以，應(yīng)該大力推廣數(shù)字化靜態(tài)調(diào)試分析方法，縮短調(diào)試時(shí)間，減少調(diào)試工作人員的工作量，提高調(diào)試的準(zhǔn)確性，從而保證地鐵運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]曾建.成都地鐵1號(hào)線的列車調(diào)試[J].城市軌道交通研究，2012，15（09）：134-136.

[2]陳愛(ài)麗，王艷伍.城市軌道交通車輛試驗(yàn)實(shí)踐及總結(jié)[J].鐵道車輛，2016，54（06）：22-25+4-5.