停放制动监控方式分析范文

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《铁道车辆杂志》2015年第七期

摘要：

介绍了自动控制单元（CCU）与中央控制单元（BCU）监控列车停放制动状态的2种方式，并对2种方式进行了对比分析。

关键词：

停放制动；意外施加；监控

停放制动是防止列车在静止状态下发生溜逸的一种制动方式，通过弹簧储能式停放制动缸来实现停放制动力的输出。目前，动车组上广泛采用制动缸与停放制动缸一体化结构（即复合结构）的制动夹钳单元［1］。图1为复合结构的停放制动缸原理图。列车正常运行时，缓解停放制动的压缩空气充入停放制动缸内，压缩停放制动弹簧，阻止停放制动施加。列车静止情况下施加停放制动时，停放制动缸内的压缩空气被排出，停放制动弹簧伸长并推动停放制动活塞，从而施加停放制动。停放制动缸要保持缓解状态，必须提供充足的缓解用压缩空气，在列车运行过程中，如出现缓解用压缩空气的泄露，将导致停放制动的意外施加。因此需要对停放制动缸的动作状态进行实时的监控，保证列车运行安全。

1停放制动功能的实现

停放制动由司机通过司机室控制台上的停放制动施加／缓解按钮进行控制。列车通讯和管理系统（TC－MS）采集的停放制动指令信号可以通过网络发送给各车的中央控制单元（BCU），从而控制停放制动模块，也可以通过硬线直接传输给各车的停放制动控制模块。停放制动控制模块通过2根硬线（停放制动施加线和缓解线）控制双脉冲电磁阀，以控制与停放制动缸连接的气路开闭状态。图2为停放制动模块气路原理图。压缩空气经过停放模块中的截断阀后，需经过减压阀将压力降低到停放制动缸的工作压力，最终通过双脉冲电磁阀输出至停放制动缸。为了防止常用制动力与停放制动力的相互叠加，设置了制动力防叠加装置，避免对车轮造成擦伤。

2停放制动监控方式

停放制动控制模块中设置压力传感器或压力开关，用于判断停放制动状态。同时，根据列车的速度信号检测列车是否处于运行工况。如发现在列车运行中施加停放制动，则触发相应的制动控制信号。列车停放制动监控方式有自动控制单元（CCU）监控与中央控制单元（BCU）监控2种方式。

2．1CCU监控停放制动方式（方式1）CCU通过直接采集停放控制模块中的压力开关信号，或者由BCU通过压力传感器采集停放制动状态并经过网络反馈给CCU（CCU无法直接读取压力传感器采集的停放制动状态，需要配置专用的采集模块），由CCU监控列车的状态。图3为CCU监控停放自动原理图及逻辑图。以图3中的2车为例，CCU通过多功能车辆总线（MVB）和硬线分别采集2车停放制动的状态，MVB与硬线之间是或的关系，同时CCU采集停放隔离开关的信号，如果停放隔离开关处于开启位置，则CCU判断2车已经施加停放制动，反之则不认为2车施加停放制动。同理4车也是上述判断逻辑，如果还有其他加装停放制动的车辆，判断逻辑均一样。当CCU采集到所有加装停放制动的车辆信号后，若有一个车处于停放制动的状态，再根据车辆当前的速度，判断CCU是否立即断开安全环。同时CCU比较MVB和硬线的信号，如果不一致，CCU还需要报出相关故障。该方式需要CCU至少在2个或以上的车辆（起到冗余作用）配置信号输出（DO）接口，将DO接口串接在安全环路中，这样就可以通过CCU来防止列车运行过程中意外施加停放制动。

2．2BCU监控停放制动方式（方式2）BCU直接采集停放控制模块中的压力开关或者压力传感器来获取停放制动的状态，由BCU监控列车的状态。图4为BCU监控停放制动原理图及逻辑图。以图4中的2车为例，压力开关和压力传感器是或的关系，同时BCU采集停放隔离开关的信号。当BCU接收到相关信号后，根据当前车辆速度，判断是否断开安全环路。该方式需要每个加装停放制动车辆的BCU触点串接到安全环路中，这样就增加了安全环路的触发源，因此实际安装时由每个加装停放制动车辆的BCU触点单独构成停放监控环路，再将停放监控环路串接到安全环路中。在CCU监控停放制动方式中，CCU只需单独采集压力开关或者BCU发出的停放制动状态即可，为了起到冗余备份的作用，CCU每次都同时采集这2个信号；在BCU监控停放制动方式中，BCU一般只采集压力传感器即可通过压力值来判断停放制动的状态。在实际设计过程中，可以根据需要适当对上述方式进行调整。

3运用过程中2种监控方式的比较

在列车正常运营过程中，采用任何一种方式都对列车行车安全起到很好的保护作用，可以有效地防止意外施加停放制动对轮轨造成擦伤。但2种方式在不同的运用工况下，各有不同的特点。

3．1列车CCU或者BCU出现故障时当CCU处于故障时，CCU无法对列车的停放制动状态进行判断，为了保证列车的安全运营，需要将整车的停放制动全部隔离。当单车的BCU处于故障时，单车BCU无法对本车的停放制动状态进行判断，只需要将故障车辆的停放制动隔离，其余车的停放制动不受影响。在此种工况下，方式1需要下车隔离所有车辆的停放制动，而方式2只需要隔离故障车辆即可。如果在正线运营状态下，方式2相对节省故障处理时间。

3．2列车处于救援回送时当列车需要救援回送时，如果没有专门的回送车，为了保证列车制动系统能够正常使用，需对其他不重要的设备进行断电处理，只对制动系统进行供电。如果将方式1的CCU断电，则无法监控整车的停放制动状态，因此也需要将整车的停放制动全部隔离。由于制动系统在回送救援过程中处于正常工作状态，方式2中BCU还可以对停放制动进行监控。如果有专门的回送车对列车进行供电，则方式1和方式2的停放制动监控都可以正常工作。在此种工况下，方式1可以通过CCU检测到整车停放制动的状态，方式2则需要工作人员通过每车的BCU检测停放制动的状态。相对而言，方式1更方便于工作人员的操作。

4结论

停放制动是制动控制的一项辅助制动，但是对于列车运营安全也是至关重要的［2］。文中介绍的2种方式的停放制动作用途径和对象都是相同的，都需经过双脉冲电磁阀作用到停放制动缸，只是停放制动监控方式不同。在设计过程中，可以根据设计成本、运用条件等方面综合考虑，选择合理的停放制动监控方式。

参考文献：

［1］韩晓辉，田继森，陈宏宽．带有停放制动的制动单元力的作用原理及运用分析［J］．铁道机车车辆，2003，23（5）：28－31．

［2］陈伟，姜岩峰，武青海，等．和谐号动车组停放制动控制［J］．铁道机车车辆，2011，31（5）：73－76．

作者：陈磊 秦佳颖 梁建全 曲秋芬 王东星 单位：唐山轨道客车有限责任公司 产品研发中心