轨道交通车辆制动管理方式探讨.docx

          轨道交通车辆制动管理方式探讨                    摘要：随着轨道交通技术的发展，列车减速度控制技术、ATO（列车自动运行）模式以及无人驾驶技术的运用，对列车制动控制要求越来越高，要求对制动力的控制更加的精准，因此制动管理水平的高低也直接影响着车辆的性能关键词：轨道交通车辆；制动系统；制动管理引言高铁、动车组和地铁车辆多数采用空气制动方式；新型城市轨道交通车辆，如有轨电车、跨座式单轨和悬挂式单轨车，由于车辆空间限制，绝大多数采用液压制动方式在实际制动过程中列车一般采用混合制动形式，优先发挥牵引系统的电制动力，如实际电制动力不能满足制动要求时，用摩擦制动进行补充因此，有必要对国内轨道交通车辆不同的制动管理方式进行分析和研究1制动管理概述制动管理一般是以整列车或某一编组单元为基础，由具体的微机控制部件负责计算制动总力、制动力需求以及相应制动执行单元的制动力分配根据轨道交通车辆的实际应用情况，列车制动系统的核心部件TCMS(列车控制与管理系统)、车辆控制单元(车辆控制单元)或电子控制单元(电子控制单元)一般负责列车和车辆的制动管理功能当VCU负责列车制动管理时，牵引系统和制动系统不计算制动力，而是根据VCU分配的制动力要求施加电制动力和摩擦制动力，当制动系统的EBCU负责列车的制动管理时，VCU不参与制动计算，只负责传递制动等级等相关信息，EBCU负责计算总制动力需求并根据牵引系统统反馈的实际电制动力计算，补充施加摩擦制动力。

2典型制动管理方式2.1方式1：VCU集中式管理该方式由VCU负责整列车的制动管理，VCU根据制动级位和车辆载荷计算总制动力需求；VCU分别向各车VCU（牵引控制单元）和EBCU请求电制动力和摩擦制动力VCU和EBCU根据请求力值施加制动力，不负责制动计算在“VCU集中式管理”方式下，各相关部件的功能描述如下：（1）VCU功能汇总各车载荷后计算全列车质量；汇总并判断各车电制动和摩擦制动的可用状态；接收制动级位指令；根据制动指令、车重计算需施加的总制动力；根据电制动和摩擦制动可用情况进行制动力计算和分配；根据制动力分配方案向各车请求电制动力和摩擦制动力；根据各车反馈的实际电制动力和摩擦制动力，对制动力进行二次分配（如需要）2）TCU功能根据VCU的电制动力请求发挥电制动力；向VCU反馈实际电制动力；向VCU反馈电制动可用状态3）EBCU功能根据摩擦制动力请求施加摩擦制动力；反馈实际摩擦制动力；反馈液压制动可用状态2.2方式2：TCU自律＋EBCU集中式管理在“TCU自律＋EBCU集中式管理”方式下，各部件具有如下功能：（1）VCU功能汇总各车载荷后计算全列车质量，并下发各TCU和EBCU；汇总各车电制动和摩擦制动的可用状态，并下发；接收制动级位指令并转发给TCU和EBCU；汇总各车的电制动力和摩擦制动力反馈，并下发。

2）TCU功能根据VCU的载荷信息和制动级位信息计算所需施加的电制动力，并发挥电制动力向EBCU反馈实际电制动力；向EBCU反馈电制动可用状态3）EBCU功能主EBCU根据载荷信息、制动级位信息计算总制动力需求；主EBCU根据各车实际电制动力计算总摩擦制动力需求；主EBCU根据电制动可用状态、摩擦制动可用状态对各车摩擦制动力进行分配；各EBCU根据分配结果施加摩擦制动力；各车EBCU根据反馈的实际摩擦制动力进行二次分配计算（如需要）；向VCU反馈实际摩擦制动力；向VCU反馈摩擦制动可用状态3制动管理方式对比分析3.1指令传输差异对比实际上，不同车辆制动信号的传输时间与网络的复杂程度和网络的水平有关，本文仅在相同的网络结构下分析了制动指令接收/处理代理、制动力计算/分配代理以及相应的传输路径:方式1：①指令接收／处理【TCMS】→③制动力计算【TCMS】方式2：①指令接收／处理【TCMS】→②指令传输【TCMS→TCU／EBCU】→③制动力计算／分配【TCU／主EBCU】→④需求制动力传输【主EBCU→从EBCU】3.2网络控制复杂度对比在VCU集中管理模式下，网络系统集成了制动管理功能，牵引系统和制动系统只分别负责控制电气制动和摩擦制动，而牵引系统和制动系统之间的直接交互信息很少。

此外，车辆制动系统界面也相对独立该方法不适用于具有复杂网络功能和制动管理功能的车辆，否则会影响系统之间的实时通信如果车辆制动系统的制动管理和功能要求比较复杂(如设置列车级/网络级/单元级的制动管理单元用于高速动车组，车载制动试验等)，则EBCU的集中管理不仅需要传输总线上的相关状态，还需要传输重要的控制信号，因此通信总线的可靠性就显得尤为重要许多地铁车辆甚至使用特殊的制动网络，以保证制动管理功能的可靠性4运用建议不同类型的轨道交通车辆在运用特点、技术要求以及制造成本等方面均有一定的差异比如：动车组、高铁列车由于运行速度较高，车辆功能相对复杂，对制动系统的安全性和可靠性要求更高，因此一般采用EBCU集中式管理更为合适；对于城市轨道交通车辆，由于站间距较短，对制动系统的快速响应的要求较高，并且由于站台设置屏蔽门，对制动停车精度要求较高，采用TCU自律＋EBCU集中式管理的方式比较合适结束语不同制动管理方式在数据传输、网络控制复杂度和控制统一性等方面存在一定的差异，针对不同类型的轨道交通车辆制式和运用场景，选用适合的制动管理方式，可以有利于更好地发挥制动效果，提升车辆性能参考文献［1］李洁，黄文静．城市轨道交通领域列车制动力管理应用技术［Ｊ］．装备制造技术，2016（9）：115-116．［2］曹科宇，杜慧杰，吉振山．基于TCN网络的动车组常用制动控制方式［Ｊ］．中国战略新兴产业，2017（16）：55-56．［3］王华伟，刘国梁．基于列车控制与管理系统的车辆制动力管理方案设计［Ｊ］．城市轨道交通研究，2019（2）：89-90．［4］周志辉．广州地铁三号线电动车组的制动控制［Ｊ］．电力机车与城轨车辆，2004（4）：14-15．［5］段继超，胡跃文．深圳地铁1号线续建工程车辆制动管理模式［Ｊ］．城市轨道交通研究，2009（11）：77-78．  -全文完-。