動車組制動系統(tǒng)故障對行車安全的影響

代林

摘要：高速動車組動車在我國迅速發(fā)展，其運行的可靠性和安全性日益受到關注，動車組設備如果不能及時發(fā)現問題并消除，不僅會導致設備本身的損壞，還會導致不正常的停車或動車事故，甚至造成嚴重后果造成巨大的經濟和人員損失。因此，本文探討了動車組制動系統(tǒng)故障對行車安全的影響，以期提高動車組的安全運行。

關鍵詞：動車組;制動系統(tǒng);系統(tǒng)故障;行車安全

1制動系統(tǒng)的工作原理

在動車組制動系統(tǒng)中，制動控制裝置是微機直接制動系統(tǒng)的關鍵部件。由制動控制裝置、閥門、緊急制動裝置、制動閥、繼電器閥、壓力傳感器、速度傳感器等組成，從電信號轉換為氣壓信號。制動系統(tǒng)的主要功能包括：制動指令、動車組運行速度和車輛重量的計算;動車制動信號的防滑接收;動車制動系統(tǒng)運行狀態(tài)檢測;儲存和顯示故障信息，提供緊急故障處理方法和措施;動車組制動脈沖的預防等。制動系統(tǒng)是制動器控制裝置的核心部分。通過數字演算處理，實現了制動控制系統(tǒng)、電控動態(tài)計算控制、防滑控制、空氣壓縮機控制、通信、監(jiān)控、故障處理等功能。這是制動器控制裝置的關鍵設備。機車制動系統(tǒng)的診斷包括制動控制、制動系統(tǒng)檢測和防滑保護三個部分。制動系統(tǒng)故障診斷是動車組車載控制系統(tǒng)的一個重要組成部分，主要包括監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。近幾年來，因動車組制動控制系統(tǒng)故障導致動車組延誤的報道屢見不鮮，說明動車制動控制系統(tǒng)性能良好，工作可靠是動車安全運行的保證，制動系統(tǒng)的失效直接影響動車的安全穩(wěn)定運行。所以，合適的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)應在早期或制動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時進行預警，盡快發(fā)現故障或隱患，減少現場處理失敗的概率，提高準點率，保證動車安全可靠運行。

2動車組制動系統(tǒng)故障診斷的現狀與問題

當前，故障診斷的理論方法主要有三種：基于知識的方法、基于數學模型的方法和人工智能的方法。而基于人工智能的故障診斷方法由于其智能化、多領域的結合，已經取得了很大的進展和成果。當前，故障診斷技術的研究主要分為兩個方面：故障特征提取技術和智能故障診斷方法。隨著故障診斷技術的發(fā)展，故障特征信息的提取是其中的重點和難點之一。在一定意義上說，特征提取也是目前故障診斷研究的瓶頸，直接關系到故障診斷的準確性和早期故障預測的可靠性。頻譜分析、傅里葉分析、包絡分析、相關分析、最大熵譜分析等傳統(tǒng)信號處理方法在設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中發(fā)揮了重要作用，目前仍是最常用的特征提取方法之一。裝備故障通常表現為各種信號，利用信號分析方法，可以得到故障的特征信息，從而進行故障診斷。在動車組制動控制系統(tǒng)中，故障特征提取與分析技術是利用多種信號分析技術，分析列車制動控制裝置的監(jiān)控信號，從而提取對特定故障敏感的特征信息。早先的信號分析主要集中在經典信號分析方法上，得到了大量的研究和應用成果。但是，經典的傅里葉變換信號分析方法存在著明顯的缺陷，該方法反映了信號段的整體統(tǒng)計特征，適合平穩(wěn)信號的分析。事實上，設備故障后的故障信號是非線性的、非平穩(wěn)的隨機信號，其中包括噪聲等。但是，傅里葉變換對信號的時頻細節(jié)進行分解，使其在非線性和非線性分析上具有明顯的缺陷。不穩(wěn)定信號。近年來，隨著人工智能技術的發(fā)展，故障診斷方法已由傳統(tǒng)的故障樹分析方法和邏輯推理方法發(fā)展為專家系統(tǒng)、人工神經網絡、粗糙集、支持向量機、信息融合理論等。智能化診斷技術為解決復雜系統(tǒng)故障診斷問題提供了一種有效的手段。

3 動車組制動系統(tǒng)故障后對行車安全的影響

動車組制動系統(tǒng)是一個較為復雜、功能強大的自動控制系統(tǒng)和制動執(zhí)行裝置。具備完善的故障監(jiān)測、報警和面向故障的安全控制功能。在制動系統(tǒng)某一部件出現故障時，監(jiān)控裝置會發(fā)出提示、報警，并采取相應的排除措施。為確保行車安全，動車組列車在制動系統(tǒng)發(fā)生故障、制動部分消失的情況下，必須采取限速措施。那我們就只能采取限速措施來保證行車安全了嗎？作者認為有必要對動車組制動系統(tǒng)的行駛安全性進行分析。

列車制動系統(tǒng)故障分類及對列車運行安全性影響的各種后果，可分為四類（1）Ⅰ故障類型：制動系統(tǒng)能夠自動監(jiān)測故障，故障后制動性能良好，列車能夠繼續(xù)正常運行。這類故障可以分為兩類。一是對制動系統(tǒng)進行冗余設計，利用冗余（備用）設備來維持動車組的正常運行;二是機車制動力沒有下降，車輛機械師對故障原因進行了檢查。（2）Ⅱ故障類型：制動系統(tǒng)自動監(jiān)測故障，故障發(fā)生后自動實施緊急制動，停車后無法繼續(xù)運行。發(fā)生此類故障時，制動系統(tǒng)自動觸發(fā)緊急制動，不利用列車的風道壓力保護量來降低制動力。所以制動過程是安全的。此外，列車停車后，因故障無法維修，只能等待救援。救援后的行車安全在這里不討論。（3）Ⅲ故障類型：制動系統(tǒng)能自動檢測故障。出現故障后應進行“停機”處理。駕駛者根據“封閉車廂”的限速，列車才能繼續(xù)行駛。此類型的故障控制系統(tǒng)（以下簡稱 ATP）車載設備，如不“知情”，可能對行車安全造成一定影響。由于有的車輛“封閉”后，車輛的制動力已不復存在，導致整列列車制動性能下降，ATP為列車提供超速防護，以保證列車制動系統(tǒng)制動力的值與剩余值。若“關機”次數多，且列車整體實際制動力（或剩余制動力）小于 ATP計算值，ATP很難保證列車不超過限速。（4）Ⅳ類故障：動車組制動功率降低，故障無法監(jiān)測。同類型的Ⅲ故障一樣，當同類故障達到一定的范圍時，列車整體實際制動力（或剩余制動力）小于ATP的計算值，可能對交通安全造成一定影響。只要找到了類錯誤，就可以通過關閉方法把它轉換成類錯誤。

參考文獻

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