動車組停放制動功能優(yōu)化設(shè)計

王業(yè)泰，王 群，鮑江寧，鹿峰凱

（1常熟理工學(xué)院 汽車工程學(xué)院，江蘇常熟 215533；2南京中車浦鎮(zhèn)海泰制動設(shè)備有限公司，南京 211800）

當(dāng)動車組列車在庫內(nèi)較長時間存放時，通過施加停放制動可防止其發(fā)生溜逸。目前，動車組停放制動功能的實現(xiàn)方式主要有2種：一種是通過帶彈簧儲能停放制動缸的制動夾鉗實現(xiàn)停放制動功能；另一種將“鐵鞋”放入車輪下阻止列車移動［1］。

城市軌道車輛以及CRH3、CRH5動車組均具備彈簧儲能的停放制動功能，在司機室按下停放制動按鈕后，就可以完成停放制動的施加和緩解控制。CRH2系列動車組是通過“鐵鞋”實現(xiàn)停放制動功能，當(dāng)列車入庫停車后，人工在車輪下添加“鐵鞋”，該操作較為繁瑣，并存在安全隱患。

后來，CRH2及CRH6動車組根據(jù)統(tǒng)型要求增加了停放制動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了停放制動功能的自動施加和緩解，但停放制動隔離后的司機界面顯示存在進一步優(yōu)化的空間，文中將對CRH2及CRH6統(tǒng)型動車組在停放制動隔離后司機界面顯示的優(yōu)化方案進行介紹。

1 制動停放功能實現(xiàn)

CRH2及CRH6動車組增加了單獨的停放制動控制裝置來實現(xiàn)停放制動控制功能，氣路原理如圖1所示。

圖1 停放制動氣路原理

列車運行中，停放控制裝置內(nèi)的電磁閥失電，總風(fēng)壓力（簡稱MR）經(jīng)過濾塵器、調(diào)壓閥、電磁閥和止回閥輸出至停放制動缸，當(dāng)停放制動缸壓力大于其緩解壓力時，停放制動處于緩解狀態(tài)，此時壓力開關(guān)可以檢測到停放制動壓力狀態(tài)。當(dāng)施加停放制動時，電磁閥得電，供氣回路關(guān)閉，停放制動缸壓力排空，停放制動施加。停放制動電氣原理如圖2所示。

停放制動施加后，電子制動控制單元（EBCU）將壓力開關(guān)（圖1和圖2）的斷開狀態(tài)通過網(wǎng)絡(luò)單元上傳至車輛，車輛司機屏顯示“停放”施加狀態(tài)如圖3所示。

當(dāng)車輛被救援回送或停放制動功能故障需進行停放制動隔離時，操作流程為：操作車上電氣柜內(nèi)電觸點隔離塞門→司機屏幕彈屏→操作車下停放隔離拉繩→司機屏幕彈屏確認。

具體為：通過電觸點塞門截斷并排空停放缸內(nèi)的壓力空氣（圖1和圖2），網(wǎng)絡(luò)單元采集電觸點塞門的隔離狀態(tài)進行停放制動隔離彈屏提示，司機下車進行停放隔離拉繩操作后，點擊確認司機屏的隔離彈屏提示，停放隔離操作完成，司機屏幕顯示停放制動已隔離。停放制動隔離后，壓力開關(guān)處于斷開狀態(tài)（同停放制動施加狀態(tài)），因此，司機顯示屏的制動信息界面顯示為“停放”施加狀態(tài)，如圖3所示。

圖2 停放制動電氣原理

圖3 制動信息界面（停放施加）

在完成停放制動隔離操作后，車輛停放制動力雖然已緩解，但由于壓力開關(guān)為斷開狀態(tài)，BCU上傳網(wǎng)絡(luò)單元的停放制動狀態(tài)（壓力開關(guān)狀態(tài)）與停放制動力施加時的狀態(tài)相同，司機顯示屏的制動信息界面仍顯示為“停放”施加狀態(tài)。

2 停放制動隔離優(yōu)化

考慮停放制動隔離后司機屏顯示的狀態(tài)與實際狀態(tài)不符，為避免對司機造成誤導(dǎo)，在保持停放制動施加和緩解氣路原理、控制邏輯及操作流程不變的基礎(chǔ)上，對停放制動隔離時的信息交互和司機屏狀態(tài)顯示進行優(yōu)化。

2.1 優(yōu)化方案一

操作停放制動隔離電觸點塞門后，網(wǎng)絡(luò)單元檢測電觸點塞門隔離狀態(tài)，向EBCU發(fā)送“停放制動隔離”信號，并進行“停放制動隔離信息”彈出提示和鎖屏，而后，網(wǎng)絡(luò)單元向EBCU發(fā)送“停放制動隔離需確認”信號（通信位置“1”）。

司機通知機械師進行手動拉繩緩解操作，確認被隔離車停放制動完全緩解后，點擊“停放制動隔離確認”按鈕，網(wǎng)絡(luò)單元將“停放制動隔離需確認”通信位置“0”，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至EBCU。

被隔離車EBCU檢測到“停放制動隔離”信號且“停放制動隔離確認”信號下降沿（“1”→“0”）后，判斷停放隔離已被確認，向網(wǎng)絡(luò)單元傳輸本車停放制動緩解狀態(tài)，司機屏顯示停放制動狀態(tài)為緩解，如圖4所示。

圖4 制動信息界面（停放緩解）

方案一通過網(wǎng)絡(luò)單元與EBCU的停放制動隔離信息交互，實現(xiàn)了停放制動隔離后司機屏制動信息界面停放狀態(tài)的正確顯示，但基于故障導(dǎo)向安全原則，存在以下問題：停放制動隔離后重啟EBCU，EBCU根據(jù)壓力開關(guān)狀態(tài)判斷為停放制動施加，雖然EBCU接收到了網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的“停放制動隔離”信號，但由于未接收“停放制動隔離確認”信號下降沿，因此，EBCU會保持停放制動施加狀態(tài)，司機顯示屏的制動信息界面仍顯示為“停放”施加狀態(tài)。需重新進行隔離操作才能正確顯示狀態(tài)，對現(xiàn)車運營帶來了不便。

2.2 優(yōu)化方案二

圖1的單觸點塞門調(diào)整為雙觸點，增加EBCU采集回路，如圖5所示。

“南海核心利益說”出臺正值南海問題逐漸升溫、美國內(nèi)關(guān)于介入南海問題聲勢漸趨主流以及中國對南海局勢關(guān)注日漸增強的時刻。該說所揭示的“南海對于中國的重要性”不僅讓美國學(xué)界迅速掀起防范中國南海維權(quán)的風(fēng)潮，直接加速美南海政策調(diào)整；還讓中國戰(zhàn)略界意識到南海維權(quán)斗爭的復(fù)雜性和艱巨性，助推中國南海維權(quán)深入發(fā)展?！澳虾：诵睦嬲f”在美中戰(zhàn)略界的廣泛影響所產(chǎn)生的各種研究成果，在不同的時間階段發(fā)揮各自作用，一定程度上遲滯了中美南海博弈的步驟，從總體上限制了中美南海博弈的強度。

圖5 帶電觸點塞門調(diào)整

網(wǎng)絡(luò)單元和EBCU分別通過硬線采集帶電觸點塞門狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)單元采集到停放制動隔離硬線信號后用于狀態(tài)記錄和I/O點顯示。采集EBCU上傳的“停放制動施加”通信位用于停放狀態(tài)顯示，采集EBCU上傳的“停放制動隔離”通信位用于隔離狀態(tài)顯示。

在停放制動未隔離時，EBCU將“停放制動隔離”、“停放制動隔離未確認”、“停放制動隔離已確認”通信位均置“0”反饋至網(wǎng)絡(luò)單元。

當(dāng)EBCU采集到停放制動隔離塞門被隔離后，將“停放制動隔離”通信位置“1”、“停放制動隔離未確認”通信位置“1”、“停放制動隔離已確認”通信位仍置“0”反饋至網(wǎng)絡(luò)單元。

網(wǎng)絡(luò)單元根據(jù)“停放制動隔離未確認”通信位為“1”，在司機屏彈出確認畫面并提示“操作停放制動手動緩解拉繩”。司機操作車下停放隔離拉繩，并對彈屏畫面點擊確認后，網(wǎng)絡(luò)單元將“停放制動隔離被確認”通信位置“1”（脈沖信號）發(fā)送給EBCU，EBCU收到“停放制動隔離被確認”脈沖信號后，判斷停放隔離已被確認，向網(wǎng)絡(luò)單元上傳本車停放制動緩解狀態(tài)，并將“停放制動隔離未確認”通信位置“0”，將“停放制動隔離已確認”通信位置“1”反饋至網(wǎng)絡(luò)單元，網(wǎng)絡(luò)單元根據(jù)“停放制動隔離已確認”通信位為“1”將彈屏信息消除。

因此，停放制動隔離后司機顯示屏的制動信息界面顯示為停放緩解狀態(tài)（見圖4）。

早期車輛停放制動隔離用的帶電觸點塞門為單觸點，將單觸點電塞門更換為雙觸點電塞門存在安裝不便等問題，故將上述方案中EBCU直接采集電觸點塞門狀態(tài)改為僅由網(wǎng)絡(luò)單元采集電觸點塞門狀態(tài)，并由網(wǎng)絡(luò)單元將電觸點塞門狀態(tài)發(fā)送給EBCU。

EBCU根據(jù)網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)送的停放制動隔離用電觸點塞門信號將“停放制動隔離”通信位置“1”、“停放制動隔離未確認”通信位置“1”、“停放制動隔離已確認”通信位仍置“0”反饋至網(wǎng)絡(luò)單元。其他信息交互同雙觸點的電觸點塞門。

3 故障導(dǎo)向安全

（1）停放制動隔離后網(wǎng)絡(luò)單元重啟。

雙觸點的電觸點塞門：在停放制動隔離的電觸點塞門未復(fù)位前，由于EBCU接收的電觸點塞門狀態(tài)未發(fā)生變化，因此，EBCU保持為停放制動隔離已確認，司機屏根據(jù)EBCU已判定的“停放制動隔離已確認”顯示為停放緩解。

單觸點的電觸點塞門：網(wǎng)絡(luò)單元重啟后，會重新向EBCU下發(fā)停放制動隔離的電觸點塞門狀態(tài)，再次進行停放制動隔離的確認。

（2）停放制動隔離后EBCU重啟。

EBCU根據(jù)直接采集的電觸點塞門狀態(tài)（電觸點塞門為雙觸點）或接收網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)送的電觸點塞門狀態(tài)（電觸點塞門為單觸點）重新進行停放制動隔離的確認。

4 結(jié)論

優(yōu)化前，網(wǎng)路單元僅根據(jù)EBCU反饋的壓力開關(guān)狀態(tài)進行停放狀態(tài)顯示，由于沒有與EBCU進行停放制動隔離操作的信息交互過程，即使進行了停放制動隔離，司機顯示屏的制動信息界面仍然顯示為“停放”施加狀態(tài)，存在司機對停放隔離狀態(tài)誤判的風(fēng)險。

優(yōu)化后，在進行停放制動隔離時，網(wǎng)絡(luò)單元與EBCU進行停放制動隔離操作的信號交互，EBCU可以準(zhǔn)確判定車輛是否進行了停放制動隔離操作和確認，并向網(wǎng)絡(luò)反映停放制動隔離的狀態(tài)，因此司機顯示屏的制動信息界面能顯示停放制動的真實狀態(tài)。

優(yōu)化后的雙觸點電觸點塞門信息交互邏輯已在復(fù)興號動車組及新造CRH6城際動車組中批量運用，優(yōu)化后的單觸點電觸點塞門信息交互邏輯在早期交付運營的CRH6城際車中進行了批量升級，目前均反映良好。