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《鐵道車輛雜志》2015年第七期

摘要：

介紹了自動控制單元（CCU）與中央控制單元（BCU）監控列車停放制動狀態的2種方式，并對2種方式進行了對比分析。

關鍵詞：

停放制動；意外施加；監控

停放制動是防止列車在靜止狀態下發生溜逸的一種制動方式，通過彈簧儲能式停放制動缸來實現停放制動力的輸出。目前，動車組上廣泛采用制動缸與停放制動缸一體化結構（即復合結構）的制動夾鉗單元［1］。圖1為復合結構的停放制動缸原理圖。列車正常運行時，緩解停放制動的壓縮空氣充入停放制動缸內，壓縮停放制動彈簧，阻止停放制動施加。列車靜止情況下施加停放制動時，停放制動缸內的壓縮空氣被排出，停放制動彈簧伸長并推動停放制動活塞，從而施加停放制動。停放制動缸要保持緩解狀態，必須提供充足的緩解用壓縮空氣，在列車運行過程中，如出現緩解用壓縮空氣的泄露，將導致停放制動的意外施加。因此需要對停放制動缸的動作狀態進行實時的監控，保證列車運行安全。

1停放制動功能的實現

停放制動由司機通過司機室控制臺上的停放制動施加／緩解按鈕進行控制。列車通訊和管理系統（TC－MS）采集的停放制動指令信號可以通過網絡發送給各車的中央控制單元（BCU），從而控制停放制動模塊，也可以通過硬線直接傳輸給各車的停放制動控制模塊。停放制動控制模塊通過2根硬線（停放制動施加線和緩解線）控制雙脈沖電磁閥，以控制與停放制動缸連接的氣路開閉狀態。圖2為停放制動模塊氣路原理圖。壓縮空氣經過停放模塊中的截斷閥后，需經過減壓閥將壓力降低到停放制動缸的工作壓力，最終通過雙脈沖電磁閥輸出至停放制動缸。為了防止常用制動力與停放制動力的相互疊加，設置了制動力防疊加裝置，避免對車輪造成擦傷。

2停放制動監控方式

停放制動控制模塊中設置壓力傳感器或壓力開關，用于判斷停放制動狀態。同時，根據列車的速度信號檢測列車是否處于運行工況。如發現在列車運行中施加停放制動，則觸發相應的制動控制信號。列車停放制動監控方式有自動控制單元（CCU）監控與中央控制單元（BCU）監控2種方式。

2．1CCU監控停放制動方式（方式1）CCU通過直接采集停放控制模塊中的壓力開關信號，或者由BCU通過壓力傳感器采集停放制動狀態并經過網絡反饋給CCU（CCU無法直接讀取壓力傳感器采集的停放制動狀態，需要配置專用的采集模塊），由CCU監控列車的狀態。圖3為CCU監控停放自動原理圖及邏輯圖。以圖3中的2車為例，CCU通過多功能車輛總線（MVB）和硬線分別采集2車停放制動的狀態，MVB與硬線之間是或的關系，同時CCU采集停放隔離開關的信號，如果停放隔離開關處于開啟位置，則CCU判斷2車已經施加停放制動，反之則不認為2車施加停放制動。同理4車也是上述判斷邏輯，如果還有其他加裝停放制動的車輛，判斷邏輯均一樣。當CCU采集到所有加裝停放制動的車輛信號后，若有一個車處于停放制動的狀態，再根據車輛當前的速度，判斷CCU是否立即斷開安全環。同時CCU比較MVB和硬線的信號，如果不一致，CCU還需要報出相關故障。該方式需要CCU至少在2個或以上的車輛（起到冗余作用）配置信號輸出（DO）接口，將DO接口串接在安全環路中，這樣就可以通過CCU來防止列車運行過程中意外施加停放制動。

2．2BCU監控停放制動方式（方式2）BCU直接采集停放控制模塊中的壓力開關或者壓力傳感器來獲取停放制動的狀態，由BCU監控列車的狀態。圖4為BCU監控停放制動原理圖及邏輯圖。以圖4中的2車為例，壓力開關和壓力傳感器是或的關系，同時BCU采集停放隔離開關的信號。當BCU接收到相關信號后，根據當前車輛速度，判斷是否斷開安全環路。該方式需要每個加裝停放制動車輛的BCU觸點串接到安全環路中，這樣就增加了安全環路的觸發源，因此實際安裝時由每個加裝停放制動車輛的BCU觸點單獨構成停放監控環路，再將停放監控環路串接到安全環路中。在CCU監控停放制動方式中，CCU只需單獨采集壓力開關或者BCU發出的停放制動狀態即可，為了起到冗余備份的作用，CCU每次都同時采集這2個信號；在BCU監控停放制動方式中，BCU一般只采集壓力傳感器即可通過壓力值來判斷停放制動的狀態。在實際設計過程中，可以根據需要適當對上述方式進行調整。

3運用過程中2種監控方式的比較

在列車正常運營過程中，采用任何一種方式都對列車行車安全起到很好的保護作用，可以有效地防止意外施加停放制動對輪軌造成擦傷。但2種方式在不同的運用工況下，各有不同的特點。

3．1列車CCU或者BCU出現故障時當CCU處于故障時，CCU無法對列車的停放制動狀態進行判斷，為了保證列車的安全運營，需要將整車的停放制動全部隔離。當單車的BCU處于故障時，單車BCU無法對本車的停放制動狀態進行判斷，只需要將故障車輛的停放制動隔離，其余車的停放制動不受影響。在此種工況下，方式1需要下車隔離所有車輛的停放制動，而方式2只需要隔離故障車輛即可。如果在正線運營狀態下，方式2相對節省故障處理時間。

3．2列車處于救援回送時當列車需要救援回送時，如果沒有專門的回送車，為了保證列車制動系統能夠正常使用，需對其他不重要的設備進行斷電處理，只對制動系統進行供電。如果將方式1的CCU斷電，則無法監控整車的停放制動狀態，因此也需要將整車的停放制動全部隔離。由于制動系統在回送救援過程中處于正常工作狀態，方式2中BCU還可以對停放制動進行監控。如果有專門的回送車對列車進行供電，則方式1和方式2的停放制動監控都可以正常工作。在此種工況下，方式1可以通過CCU檢測到整車停放制動的狀態，方式2則需要工作人員通過每車的BCU檢測停放制動的狀態。相對而言，方式1更方便于工作人員的操作。

4結論

停放制動是制動控制的一項輔助制動，但是對于列車運營安全也是至關重要的［2］。文中介紹的2種方式的停放制動作用途徑和對象都是相同的，都需經過雙脈沖電磁閥作用到停放制動缸，只是停放制動監控方式不同。在設計過程中，可以根據設計成本、運用條件等方面綜合考慮，選擇合理的停放制動監控方式。

參考文獻：

［1］韓曉輝，田繼森，陳宏寬．帶有停放制動的制動單元力的作用原理及運用分析［J］．鐵道機車車輛，2003，23（5）：28－31．

［2］陳偉，姜巖峰，武青海，等．和諧號動車組停放制動控制［J］．鐵道機車車輛，2011，31（5）：73－76．

作者：陳磊 秦佳穎 梁建全 曲秋芬 王東星 單位：唐山軌道客車有限責任公司 產品研發中心