动车组制动系统故障对行车安全的影响

动车组制动系统故障对行车安全的影响
发表时间：2020-09-24T08:48:06.182Z 来源：《中国科技人才》2020年第14期作者：张希良[导读] 列车制动系统是基础、核心，要想保证动车的安全运行，就要做好动车制动系统的安全性能的检测，确保制动系统的高性能和安全性。

中国铁路北京局集团有限公司天津动车客车段天津 300161摘要：动车是目前我国铁路客运的主要方式，列车运行安全关系着旅客的安全，因此保障动车组的安全非常重要。

列车制动系统是基础、核心，要想保证动车的安全运行，就要做好动车制动系统的安全性能的检测，确保制动系统的高性能和安全性。

如果列车制动系统在
行驶的过程中发生故障，需要及时进行处理，如果因为故障处理不当而引发事故，其后果难以估量的。

动车组制动系统的故障往往和动车的行驶速度以及行驶方向存在着很大联系，所以有关部门应加强对动车制动系统的检测和维修工作，尽可能地保证其在行驶时的安全，下文就是关于国内动车组制动系统出现故障对于列车行驶安全影响的相关分析。

关键词：动车组；制动系统；故障；行车安全；影响
1列车控制管理系统的控制和诊断功能 1.1CCU网络管理
CCU是用来实施列车控制的主要元件，它通过列车MVB网络来对本单元组的各个系统进行控制和监视。

每个列车基本单元都配备一个冗余中央计算单元运行系统，起到控制和监测的作用。

每辆动车在运行过程中，每辆端车的司机室内都有2个CCU，即每个牵引单元有2个CCU，其中一个CCU在主方式下工作，另一个CCU在从方式下工作，负责对整辆列车的网络控制，对动车组运行进行严密监督，保证动车组运行的安全、稳定性。

1.2供电系统控制
TCMS系统对高压系统的控制包括：控制受电弓升降，控制主断路器、主变压器、牵引变流器以及辅助变流器等供电设备的工作，并监视它们的工作状态。

例如，电力动车组分为直流电动车和交流电动车，动车组上的电能来自于轨道上方的电网，即接触网，一般采用25kV、50Hz的单相交流电。

动车组通过其车顶的受电弓将电流传递到动车组牵引系统，再经过变流器将25kV、50Hz的单相交流电变换成合适的电压为动车组提供动力，并为辅助供电系统供电。

运用TCMS网络系统对动车组进行控制，可以实现动车特性控制、逻辑控制、故障监视和自我诊断功能，并将信息传送到司机操纵台的微机显示屏上，直观显示动车运行状态，使司机可以全面了解动车组运行状况，及时发现并处理动车组在运行过程中出现的问题，保证动车组供电系统的可控性。

1.3车载电源控制 TCMS系统对直流充电机和蓄电池的运行状态进行控制和监测，并通过网络对充电机和蓄电池发出控制命令，监视它们的运行状态。

1.4牵引控制
TCMS系统通过与牵引系统控制器通信，向牵引系统发出控制命令，并监视牵引系统各设备的工作状态，记录并显示牵引系统发生的故障。

1.5制动控制
TCMS系统通过与制动系统控制器通信，向制动系统发出制动力需求控制命令，监视制动系统各部件的工作状态，记录并显示制动系统发生的故障。

1.6塞拉门控制
TCMS系统通过与塞拉门系统控制器通信，向塞拉门系统发出开关门指令，并监视各个塞拉门的工作状态，记录并显示塞拉门系统发生的故障。

1.7空调控制
TCMS系统通过与空调系统控制器通信，向空调系统发出工作模式指令，使空调系统能够根据指令运行在相应的工作模式；同时，监视空调系统部件的工作状态，记录并显示空调系统发生的故障。

1.8诊断功能
TCMS系统可以通过诊断控制器来诊断和记录车辆故障。

诊断控制器和TCMS系统互相通信交换数据，并通过HMI（人机显示屏）显示，可以通过本地下载和远程传输的方式把信息传递到服务器内，方便对故障的查找和分析。

2高速动车组列车控制管理系统的冗余设计
为了满足动车组的高速运行需求，国内高速动车组TCMS系统的控制设备使用了双网关、双HMI、双中央控制处理器，关键数字输入/输出单元模块也做了双备份。

当列车运行时，每种网络控制设备都处于工作状态，双备份的网络控制设备一个处于主控状态，另一个处于热备状态；处于主控状态的网络控制设备，对列车以及子系统发出工作指令，并对列车的运行状态进行数据处理；处于热备状态的网络控制设备，对列车的指令和运行状态只监不控；当主控设备发生故障时，处于热备状态的网络设备会立刻接管列车的控制权，转变为主控状态。

3动车组制动系统的故障对于行车安全的影响分析
3.1动车组制动系统故障对行车安全影响的初步分析
据我国相关的实际调查结果分析，列车在运行种可能会遇到四种制动系统发生故障的情况。

第一种则是制动系统发生故障并被检测出来后，系统自动采用其他的制动方式，列车可以继续行驶，这样的情况的出现原因是备用的动力系统取代了原来的制动系统。

第二种情况是在正常行驶的情况下，列车提前检测到制动系统的故障，并根据故障采取了紧急制动措施，但并不能保证列车可以正常行驶。

第三种情况是最为常见的，制动系统对列车进行故障检测，检测到故障后自行采取的“关门车”措施，列车司机可以根据现场的实际情况和“关门车”的次数对速度做一定调整，这种情况也能保证列车的正常行驶。

最后一种情况是不太常见的，此类故障的发生原因是因为动车的制动能力较低，并不能对故障进行检测，这种情况发生后，只能由司机进行故障判别，而后根据实际情况采取补救措施。

3.2故障场景中的安全性定量分析
现阶段我国的动车设计正常行驶速度为200km/h，但在实际行驶中会受到诸多因素的影响，列车行驶的速度会受到一定的限制。

虽然对列车到达站点的时间有规定，但每趟列车在轨行驶的情况有所不同，会影响出发时间和路上行驶时间，所以为避免发生碰撞事件，列车的正常行驶速度一般控制在120～160km/h。

对于不同的列车行驶的实际情况，列车发生故障的原因也不尽相同，直行行驶、弯道行驶等因素对于列车行驶故障产生的影响也不同。

根据列车行驶速度以及行驶安全的影响因素，加强对动车组制动系统的管理和功能的完善，才能在列车行驶的过程中及时发现问题，并采取相应的急救措施，这对于动车行驶安全具有十分重要的意义。

4制动控制系统故障的诊断与相应的维修方法
动车组的制动控制系统可以确认、评估以及报告发生的故障，其中所涉及的故障类型有很多，并且还会对其他动车组系统带来一定的影响。

要对系统中发生故障的原因、类型以及具体的范围予以详细的分析，并且在最快的速度内制定针对故障的有效维修方案。

制动控制系统故障的诊断与相应的维修处理方法。

4.1在开车之前针对系统进行检查
动车组没有出发的时候，需要应用手动或者自动的方法对制动系统予以测试，这样能从一定程度保障动车组制动系统拥有良好的工作状态。

检查的主要内容包括常用制动功能、紧急制动功能以及紧急制动安全环路的工作状态等。

在工作人员完成制动控制系统故障检测之后，便会自动向中央诊断系统中传输所得的检测结果，能使工作人员在发现故障时找到应对方法。

4.2针对运行过程动车组实时进行诊断和维修
运行过程中的动车组对数据诊断的及时性有着严格的要求，能为相关参数和数据的时效性给予保障。

一般来说，可以通过MVB接口诊断运行参数和数据，能实现故障实时监控的效果。

发现系统之中存有故障情况时，需要将故障排除，并且自动进行修复，保证列车运行期间的安全性。

应用列车诊断系统向列车员传递提示操作和故障发生原因等信息。

4.3针对系统的检查与维修
在检查和维护系统期间，需要把实时的数据以及故障诊断的报告传递给系统，能让维修人员更好地了解和掌控，使维修人员的跟进操作变得更加便利。

制动系统之中需要为相关人员提供一些信息和数据；由制动系统之中诊断和维护得到的信息可以为日后系统的维护提供一定的便利。

结语
虽然我国对于动车组制动系统的故障有较为完善的急救措施，但在实际的行驶过程中仍需做好检测和防护工作，以此保证列车行驶的安全。

参考文献：
[1]丁国君.动车组制动控制系统故障诊断方法研究[D].北京：北京交通大学，2013.
[2]石先明.动车组制动系统故障对行车安全影响的分析[J].铁道标准设计，2013（2）：120-127.
[3]李万新，章阳，林荣文，等.和谐号动车组制动系统故障诊断及安全措施[J].铁道机车车辆，2011，31（5）：39-42.作者简介：张希良（1992.11-），男，满族，黑龙江望奎，大学本科，助理工程师，研究方向：动车组运用与检修。