地铁列车复合制动系统的优化与控制策略

摘要：制动系统作为地铁列车的关键系统之一，是列车安全运行的重要保障，设计生产出可靠、稳定、低故障率的国产制动系统产品，不仅有利于提升企业的市场核心竞争力，同时也是企业成功转型升级的重要保障。现阶段地铁列车主要有车控和架控2种类型制动系统，其中车控制动系统在管路线缆布局、通信可靠的依赖性、车辆自由扩编设计、国产化成熟度等方面存在一定的优势，为此本文主要通过剖析地铁列车复合制动系统的基本原理，就系统优化和控制策略展开深入探讨。

关键词：地铁列车；复合制动系统；作业原理；优化与控制策略

引言：

与传统制动系统相比，车控制动系统作为一种常见的复合制动系统，由风源装置、制动控制装置、电子制动控制单元、基础制动装置和防滑装置等产品组成，其中制动控制单元作为制动控制装置的气制动控制部件，直接接收来自车辆和电子制动控制单元的控制指令，可以实现制动系统的常用制动、停车制动、紧急制动等关键功能。为全面提高列车运行的安全性和可靠性，以故障导向安全为原则，对制动控制单元产品进行优化升级，对于推动列车高效化运行而言，具有重要意义。

一、地铁列车复合制动系统的原理介绍

制动控制单元根据来自电子制动控制单元或列车的电磁阀控制信号，可实现紧急制动、常用制动、停车制动、紧急强迫缓解等功能。空重车阀是车控制动系统的主要部件，在列车紧急制动时，空重车阀通过纯机械结构调整，使制动控制单元在不同载重情况下施加紧急制动时，紧急减速度保持不变，同时空重车阀的最小压力保证，可以确保在空簧无压力输入工况下，仍能输出一定的紧急制动压力。在列车常用制动时，若故障导致电子制动控制单元无法正常调控压力，空重车阀可以防止制动压力过高导致车轮抱死或基础制动设备损伤的故障发生。

二、地铁列车复合制动系统的优化和控制策略

1.优化制动系统中的牵引控制

在制动系统运行过程中，对牵引控制进行优化，是优化复合制动系统的一种常见方式，在提高地铁列车运行安全性、可靠性中发挥着重要作用。作为复合制动控制系统的重要组成部分，牵引控制工作的主要对象是列车的加减速过程，基于预定速度时间曲线的传统牵引控制方式由于易受线路条件和天气状况的影响，极大地影响了列车的牵引性能。在牵引控制优化过程中，工作人员可采取两种优化方式——实时优化和自适应优化。实时优化顾名思义，就是实时对列车进行牵引控制，即利用实时获取的列车运行数据，来调整列车的行驶速度，以此来降低能耗，而自适应控制则是根据线路条件、天气状况等因素，对列车行驶速度进行控制，从而提高列车在不同条件下的运行效率。

2.优化制动系统中的制动控制

制动系统中，制动控制优化工作的有效落实，是提升列车运行效率以及提高企业经济效益的有效手段。作为复合制动控制系统的重要组成部分，制动控制工作的主要作用是决定列车的减速过程，基于预定制动力曲线的传统制动控制方式，不仅增加了磨损和能耗，同时还容易对制动过程中造成较大的冲击，威胁群众的生命财产安全。在制动控制优化过程中，工作人员可采取两种优化方式——再生制动和混合制动。再生制动是目前制动优化过程中，常用的一种用以降低能耗的优化方式，即在制动控制时，通过将列车的动能转化为电能，并储存起来或馈送给电网，极大地降低了能源的损耗，而混合制动则是结合再生制动和摩擦制动，根据列车的运行状况，选择合适的制动方式，相比再生制动，这种制动优化方式的使用能极大地提高制动效率。

3.优化制动系统中的运行控制

在制动系统运行过程中，运行控制优化工作的开展，对于提高列车运行安全性而言，具有重要意义。作为复合制动控制系统的重要组成部分，运行控制工作的主要作用是监测列车的运行状态，基于人工调度的传统运行控制方式由于易受人为因素的影响，严重威胁了列车的运行安全。在运行控制优化过程中，工作人员可采取两种优化方式——自动列车运行控制系统（ATP）和通信-基于列车控制系统（CBTC）。自动列车运行控制系统（ATP）是一种利用计算机技术，对列车运行速度和间隔时间进行自动控制的系统，相较于传统控制方式，在保证列车运行安全性和高效化等方面，发挥着重要作用，而通信-基于列车控制系统（CBTC）则是利用无线通信技术，实现列车与地面控制中心之间的实时通信，并对列车进行控制，全面提高了列车运行的安全性。

4.优化制动系统中的信息系统

信息系统是 列车制动控制系统中的重要组成部分，其主要工作是为列车运行提供相对应的数据信息支持。基于人工收集和处理数据的传统信息系统不仅效率低下，还极易出现错误问题，影响了列车的安全高效运行。在信息系统优化过程中，工作人员可采取两种优化方式——车载信息采集系统和数据分析系统。车载采集系统是利用传感器技术，自动采集列车运行数据，在全面提高采集效率的同时，提高了数据的精准度，而数据分析系统则是利用数据分析技术，对列车运行数据进行分析，并为列车运行控制提供决策支持，以此来全面提高列车运行控制的效率和水平。

结束语

概括而言，作为地铁列车的主要组成部分，制动系统是影响列车运行安全性和可靠性的重要因素，随着近年来地铁列车投入规模和数量的不断递增，在城市化建设进程不断推进的新市场经济常态下，为全面提高列车运行的高效化，对列车制动系统进行不断优化，是十分必要的。

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