轨道车辆救援紧急制动同步控制电路及控制方法与流程

本发明属于轨道交通紧急制动技术，尤其是涉及一种轨道车辆在救援时的紧急制动同步性控制电路及控制方法。

背景技术：

香港南港岛线是长客股份公司为香港打造的首个全无人驾驶的高端地铁项目，列车采用3辆编组，根据合同和车辆安全性要求，制动系统必须采用以每台转向架为基础的制动控制形式（以下简称架控），即每个转向架配备1套制动控制单元，全列车共6套，进而保证在制动控制单元故障情况下对车辆运营影响的最小化。由于是全动车的车辆配置，加之信号系统配置多种天线以及配备脱轨检测装置等原因，造成车辆车下布局异常紧张，同时基于车辆减重的需求，因此从项目执行初就选定了使用架控制动控制系统。

为保证人员和车辆的安全，客户合同中要求在救援期间故障车和救援车不但通过车钩连接，而且必须保证救援期间制动的同步性，即同时制动和缓解，故障车需要考虑蓄电池对地短路等等极限工况。制动系统供应商响应此要求并先后使用列车管，增加双向阀等等方案，但均由于方案自身存在缺陷最终被否定，无奈之下推荐每辆车配备2套传统基于每辆车为基础的制动控制单元（以下简称车控）的车控系统来实现架控。虽然此设计方案在功能和性能上能够满足要求，但车辆车下设备安装空间，成本控制，车辆重量限制等因素的束缚，根本无法实现。因此寻找出既能保证车辆救援期间制动同步性，又能适用于无人驾驶车辆特点的方法迫在眉睫！

传统的救援期间的同步性控制是通过列车管的形式，列车管最高工作气压为5bar或者6bar，采用充气缓解，排气制动的控制方式。对于采用传统救援方式的两列车均需要配备单独的列车管以及相应的列车管指令发出装置和列车管指令执行装置，制动指令通过列车管的压力改变进行传送。如果车辆需要救援，救援车进行清客后与故障车进行车钩连挂，两列车使用列车管进行制动同步控制。救援车使用“回送单元”将控制指令转化成列车管的气压变化，并通过列车管进行传递，采取充风缓解，降压制动的控制方式，故障车使用“stv200”列车指令接收装置，将列车管压力变化代表制动指令进行解读并转化为相应的制动压力输出。

通过以上内容不难看出，对于通过列车管来实现列车救援期间的制动控制，不得不面对以下问题：

1、同步性的“打折”

由于制动指令通过列车管内的压力变化来实现，鉴于空气的可压缩性以及空气在管内流动速度的限制，列车控制的同步性要进行“打折”，根据试验数据，每辆车需要延时约0.5秒。对于2列3辆编组的车辆来说，需要延时3秒时间。

2、设备安装空间、成本控制和重量的需求

采取列车管的方式，需要配备单独的列车管以及相应的列车管指令发出装置和列车管指令执行装置等大量的料件和控制阀类，这无疑给车辆的安装空间、成本控制和重量的控制提出了严峻的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在故障列车制动无法缓解时，能够同步控制救援列车和故障列车的控制电路及控制方法，使列车救援安全可靠。

为实现上述发明目的，本发明提供一种轨道车辆救援紧急制动同步控制电路，其特征在于：在救援车和故障车的头车的紧急制动列车线回路上并联接入联挂继电器的常闭触点和紧急制动继电器，用于救援列车与故障列车连挂后重建紧急制动列车线回路；同时，在救援车和故障车的头车配置制动隔离开关，并联接入救援头尾继电器和制动隔离继电器，司机台的紧急制动按钮常闭触点串入紧急制动列车线回路，所有车辆的制动隔离电磁阀并联接入紧急列车线回路，由紧急列车线回路供电，通过控制紧急列车线回路，从而控制制动隔离电磁阀，实现救援工况下，紧急制动同步性控制。

所述的制动隔离电磁阀设置于制动控制单元的上游，位于手动制动隔离塞门与制动风缸之间。

一种轨道车辆救援紧急制动同步控制方法，其特征在于包括下列步骤：

1、在故障车辆上将制动隔离开关闭合，由救援车辆向故障车辆通过跨车线供电，故障车辆与救援车相联的救援头尾继电器激活，使得制动隔离电磁阀得电，达到排空制动缸压缩空气的目的，实现制动的缓解；

2、当需要再次在救援车辆上施加紧急制动时，救援车上的紧急制动继电器动作，常开触点断开，故障车上的制动隔离电磁阀随之失电，气路中压缩空气又重新输送到制动缸中，故障车紧急制动施加，实现故障车的同步制动；

3、当需要在故障车施加紧急制动时，此时故障车上的制动隔离开关已经打到制动隔离继电器一路，救援车的制动环路受到故障车的制动隔离继电器控制，紧急制动按钮如果被激活，故障车的制动隔离继电器也将失电，串联进救援车的制动隔离继电器常开触点由闭合转变成断开，救援车的紧急制动列车线随之失电，救援车也施加了紧急制动。

本发明的积极效果如下：

1、完全实现了救援期间制动同步性的要求，避免采用传统机械方式的同步性的“打折”问题。此方案已经完成了试验验证，并应用在香港南港岛的地铁车辆上，车辆投入了商业化运营。

2、由于此项技术的应用，为整个项目节省采购费用300余万元，产生了良好的经济效益。此项理念为救援期间同步性控制开创了先河，并将根据业主的需求应用在国内外其他车辆上，进而带来良好的社会效益。

3、此项设计使单辆车减重81kg，全列3辆编组减重243kg，为目前已经接近轴重极限的车辆重量管理做出了突出的贡献。同时节省了设备安装空间，为全动车+无人驾驶的车辆配置确保了安装和维护空间。

附图说明

图1是本发明同步控制电路框图；

图2是制动缓解的控制电路原理框图；

图3是施加紧急制动的控制电路原理框图。

具体实施方式

参照图1，在救援车(左边跨车线左侧)和故障车(左边跨车线右侧)的头车的紧急制动列车线7回路上并联接入联挂继电器1的常闭触点和紧急制动继电器2，用于救援列车与故障列车连挂后重建紧急制动列车线7回路；同时，在救援车和故障车的头车配置制动隔离开关3，并联接入救援头尾继电器4和制动隔离继电器5，司机台的紧急制动按钮6常闭触点串入紧急制动列车线7回路，所有车辆的制动隔离电磁阀9并联接入紧急列车线回路，由紧急列车线回路供电，通过控制紧急列车线回路，从而控制制动隔离电磁阀，实现救援工况下，紧急制动同步性控制，8是联挂按钮。

参照图1、2，从电气控制考虑，由于故障车辆的制动列车线无电，制动救援电磁阀处于向制动缸通风的状态。此时在故障车辆上将制动隔离开关3闭合，由救援车辆向故障车辆通过跨车线供电，故障车辆的与救援车相联的图1中a位置救援头尾继电器4激活；电流按图中箭头方向形成回路，使得制动隔离电磁阀9得电，达到排空制动缸压缩空气的目的，实现制动的缓解。如果需要再次在救援车辆上施加紧急制动，救援车上的b位置的紧急制动继电器2将会动作，常开触点断开，故障车上的制动隔离电磁阀随之失电，气路中压缩空气又重新输送到制动缸中，故障车紧急制动施加，实现故障车的同步制动。

参照图1、图3，而当需要在故障车施加紧急制动时，此时故障车上的圆圈处制动隔离开关3已经打到制动隔离继电器5一路，救援车的制动环路将受到故障车的制动隔离继电器5控制，紧急制动按钮6如果被激活，故障车的制动隔离继电器5也将失电，串联进救援车的制动隔离继电器5常开触点由闭合转变成断开，救援车的紧急制动列车线7随之失电，救援车也施加了紧急制动。