城市轨道交通车辆制动系统故障检修研究

城市轨道交通车辆制动系统故障检修研究

吴旭

重庆中车长客轨道车辆有限公司 重庆市 401133

摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，我国城市轨道交通行业的大规模发展全面带动了装备制造业及产业链的发展和技术升级。应积极开展城轨装备标准制修订，发展团体标准和企业标准，完善城轨装备标准规范，加快构建中国城轨装备标准体系。作为城轨交通车辆关键核心装备的制动系统，有必要建立技术标准体系，以更好地推进制动系统统型产品开发，提高产品的通用性与互换性，满足制动系统产品设计、制造和运用需求。

关键词：城轨交通车辆；制动系统；标准现状；标准体系

引言

为了解决传统的、采用人工、半自动化方式的铁路车辆故障预测准确性差、可靠率低的问题，进一步识别安全隐患、降低生产事故率，结合信号处理及通讯技术，引入故障诊断预测系统，使用置信度权重目标驱动控制策略，融合优化后的神经网络模型算法，通过设置最优权重投票机制，实现专家系统与神经网络模型预判综合应用于货运列车的故障识别与预警。

1我国城轨交通车辆制动系统技术现状

制动系统是城轨交通车辆的核心系统，组成较为复杂，以地铁列车为例，每列地铁列车制动系统通常由五六十种部件组成，且技术领域跨度大，涵盖了气动控制、计算机控制、机械驱动、摩擦材料、密封等技术，不同的城轨交通车辆采用的制动技术也有所不同，有的甚至差异较大。绝大部分地铁车辆、轻轨车辆和市域快速车辆采用微机控制直通电空制动系统，主要由制动控制系统（也称为制动控制装置）、基础制动装置、风源装置、防滑装置、辅助设备及管路供风部件等组成。制动控制装置分为车控和架控２种形式，主要由电子制动控制单元、中继阀、空重车阀、紧急阀、电磁阀、压力传感器等组成。大部分城轨车辆在常用制动时采用空气／液压制动与动力制动的复合制动方式，优先并充分发挥动力制动的作用，空气／液压制动只是作为补充，起到节能环保的作用；紧急制动时采用空气／液压制动，确保列车遇到紧急情况时能够安全停车。

2城轨交通车辆制动系统技术

2.1故障诊断模块设计

诊断准确率:列车制动故障诊断系统的综合诊断准确率要求在90%以上，其中严重故障的诊断准确率要求大于等于97%。故障诊断速度:对铁路列车制动系统时效性要求较高，诊断速度要求在10s以内，有利于开展紧急应对措施。基于上述性能指标要求以及实际需要，故障诊断模块设计为三大部分，包括案例库诊断、专家库诊断以及在此基础上结合神经网络算法的故障诊断。当数值与标准数据的差异在阈值范围外，则输出诊断结果。如果在阈值范围内，但与标准数据仍然存在差异，则进行专家库诊断以及神经网络诊断，并对两种方法的诊断结果进行融合处理，获得最终的故障诊断结论。

2.2SD卡数据存储功能

设备提供了1路大容量SD卡接口，用于存储CAN总线、TＲPD报文及GPS等其他数据信息，使维护终端可脱离PC独立运行，便于用户分析、排查故障。该接口采用自锁式卡槽，按照外壳标识方向插卡后可锁紧SD卡，以防止使用过程中意外脱落。拔卡时，只需要向内轻推，即可弹出SD卡。SD卡接口外部提供独立端盖，通过螺丝紧固，实现对SD的防护。SD卡中记录的数据以二进制文件格式存储(文件扩展名为．dat)，可通过记事本和文本编辑工具打开，通过PC端的配置分析软件可以将．dat数据文件转换为．csv数据格式，方便数据观测和分析。数据文件按照采集数据的先后进行存储，每行数据字节数相同，包含了数据包索引、时间戳、数据类型、ID信息、数据长度及数据。SD卡中除了数据文件外还包含重要日志信息，后缀为．log的文件，记录了对设备配置的重要修改和设备故障信息。SD卡会预留安全区域，防止数据意外溢出，当数据记满后，按照FIFO的原则进行文件覆盖，实现数据滚动存储。

2.3空气制动不缓解故障的解决措施

基于对以上空气制动缓解回路的原理分析和正线列车运营时空气制动不缓解故障分析，提出在空气制动缓解回路增加IO监控点的解决办法，以期在故障发生时为司机和驻站技术人员提高故障判断准确率和即时率。在空气制动缓解回路增加IO监控点方案在昆明地铁首期工程架修车辆上得以运用，现场运用后效果良好，目前未发生空气制动不缓解故障。在前期IO监控点改造过程中，对正线空气制动不缓解故障进行模拟，司机室监控屏HMI都能准确上报故障发生位置，试车线及正线运营无异常。在空气制动缓解回路增加IO监控点方案大大提高了地铁列车司机和驻站技术人员准确判断故障发生的原因和问题处理及时率，对于后续地铁项目运营具有很好的借鉴意义。

2.4车底异响的应对措施

对于城轨车辆车底异响，首先应从源头进行控制。车辆生产厂家对起吊钢丝绳以及抗侧滚关节轴承进行设计优化，通过设计合理的起吊钢丝绳插销间隙以及抗侧滚关节轴承间隙，从源头解决异响的产生。同时，车轮、牵引电机轴承、轴箱轴承供应商可以通过优化零部件材质和合理控制生产工艺保证产品质量，从源头控制异响的产生。出现牵引电机轴承、轴箱轴承异响时要及时更换有问题的牵引电机和轴箱轴承。对于轴电压引起的牵引电机电腐蚀，可以通过调整电客车接地电路以及降低电客车轴电压，有效地抑制轴承电腐蚀。除了从源头进行控制避免异响外，还需要在日常车辆运用以及维护中进行控制。避免制动力过大和车轮的滑行;还要加强对钢轨的维护以及适当的润滑。最重要的是要加强日常检查及检修，发现空压机弹性支座弹性体磨损超标以及出现风扇故障时，要及时进行更换，发现问题要及时处理。

结语

为更好地推进城轨交通车辆制动系统统型产品开发，提高制动系统产品的通用性与互换性，满足制动系统产品设计、制造和运用需求，应建立城轨交通车辆制动系统技术标准体系。城轨交通车辆制动系统技术标准体系应按照通用技术标准和产品专用标准进行构建。通用标准部分应主要列出系统级的通用技术条件、制动计算规范等，被制动系统相关标准引用的基础设计类、材料类、通用零部件类等标准不再单独列入体系中；产品专用标准部分按子系统、功能组件、功能部件划分，构建技术标准体系。

参考文献:

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