技术与市场 ２０１４年第２１卷第５期 技术研发 城轨车辆制动控制方式的适用性分析 王 娴，陈 林 （南车株洲电力机车有限公司技术中心，湖南株洲４１２０００） 摘要：介绍了城轨车辆车控制动控制方式与架控制动控制方式的特点，对两种不同的控制方式在系统性能、车辆总体 方案以及全寿命周期成本进行了适用性分析。 关键词：城轨车辆；制动控制方式；适用性分析 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１４．０５．０２０ ０引言 在保证列车运行安全的诸多要素中，列车制动控制方式的 选择是极为重要的一个方面。从目前国内城轨车辆的使用情 况看，模拟式直通电空制动系统基本上分为两种控制方式，一 是车控制动控制方式，一是架控制动控制方式。在保证安全、 可靠的基本原则条件下，不同的制动控制方式其制动原理、系 统性能等方面均有不同。本文就这两种制动控制方式的特点 人手，对其在系统性能、车辆总体方案以及全寿命周期成本（简 称ＬＣＣ）进行了适用性分析。 １ 架控和车控制动系统的特点 １．１ 架控制动系统的特点 架控制动系统是以每个转向架为单位来设置制动控制单 元的控制方式。制动控制单元１具有ＭＶＢ网关功能，负责接 收制动指令以及向车控系统反馈制动系统状态，制动控制单 元２无网关功能，通过内部ＣＡＮ总线从制动控制单元ｌ处获取 制动指令。 对于６编组的车辆，架控制动系统由两个制动力分配单元 构成，每个制动力分配单元采用主辅两个制动控制单元进行功 能控制，通过ＭＶＢ网络与列车进行通信，单元内的制动控制单 元通过ＣＡＮ网络相互通信。其系统框图如图１所示。 强一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一～一一＿Ｍ－Ｂ ］ —————Ｔ—————厂———— 。 ！・・幽 图１架控制动系统框图 １．２ 车控空气制动系统的特点 采用车控制动控制方式时，每辆车设有一个制动控制单 元，以车辆为单位进行制动力的计算和分配。每个制动控制单 元直接连接至ＭＶＢ总线，各车直接接收列车的制动指令。其 系统框图如图２所示。 图２车控制动系统框图 ２选型分析 随着科学技术的发展，车控和架控制动控制系统已经有了 非常成熟的运用。两种方式虽然都可以对车辆进行精确地控 制，但是在车辆总体方案、制动系统性能以及ＬＣＣ方面仍有一 定区别，而这些特点可以作为制动控制系统的选型依据。 ２．１ 车辆总体方案分析 ２．１．１牵引控制型式 采用架控牵引控制的车辆，由于以转向架为单位进行制动 力的分配与控制，当每个转向架的电制动发挥不同时，电制动 对粘着的使用也不同，此时为了能够充分发挥每个转向架的电 制动能力，选用架控制动方式更为适合。而对于采用车控牵引 控制的车辆，一辆车上的两个转向架分配的电制动力相同，此 时不需要按照转向架为单位来补充空气制动，虽然架控制动方 式也同样适用，但采用车控制动方式可以尽量降低系统的复杂 程度、成本以及风险。 ２．１．２列车编组长度 对于４辆编组或更短编组的列车，在牵引控制型式相同的 条件下，架控制动系统的优势比较明显。由于架控制动系统以 转向架为单位进行制动力控制，损失一个制动控制单元时损失 的制动力１／２Ｘ（ｘ为车辆编组）。 对于６辆编组列车，由于采用车控制动系统时，各节车之 问制动力已有较高的冗余度。单车制动失效时，电空混合控制 效果在车控与架控方式之间没有本质区别。 对于６辆以上编组的列车，由于车辆之间的冗余度更高， 但车控制动系统因结构相对简单，同时各个制动控制装置之问 为分布式结构，互相依存度低。架控制动系统制动力精细化管 理的优势不明显，且由于结构复杂，可靠性降低。 ２．２系统性能分析 车控制动控制主要由制动控制模块、防滑排风阀、基础制 动装置等部件组成，能够执行司机或ＡＴＯ或ＡＴＰ指令，实现对 车辆的常用、紧急和缓解控制等功能，并根据实际情况对车辆 进行防滑控制。架控制动控制内部设置的制动控制模块兼有 制动控制和防滑控制功能，因而取消了防滑排风阀，简化了布 管工艺。 架控制动系统可以按照每个转向架独立进行控制，由于制 动控制单元输出的管路距离转向架较近，制动响应时间较为迅 速。架控的载荷信号取自单个转向架，因此，当其中一个制动 控制单元出现故障时，列车会损失Ｉ／２Ｘ（ｘ为车辆编组）的制 ３７