摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，通过计算机仿真计算，采用盘形制动和动力制动的时速为270km/h的列车制动距离为3514.7米，能够满足关于高速列车时速270km/h制动距离低于3700m的要求。但由于其制动模式为盘形制动，受本身发热量以及外部环境的影响较大。因此认为在时速为270km/h或者速度更高的列车上，应采用磁轨制动、线性涡流制动等非黏着制动方式，或至少采用磁轨制动、线性涡流制动等与动力和盘形制动进行复合，以减轻制动盘的复合，延长制动盘寿命；但当速度增高很多时，现存的制动方式仍然难以满足需求。
关键词：列车制动；黏着系数；制动力
引言
随着我国高速铁路、城市轨道交通、重载及快捷货物运输的发展，标准动车组、全自动驾驶地铁列车、低地板现代有轨电车、跨座式和悬挂式单轨列车、高速磁浮和中低速磁浮列车等众多新车型的下线，制动系统作为与安全、舒适、高效运输紧密相关的关键技术领域和核心子系统也面临着新的发展要求。本文对列车空气制动系统发展历程进行总结，并深入分析近年来新兴的不依赖压力空气的电机械制动技术。然后，从性能需求和轨道运输发展的角度论述其对制动系统电气化和智能化发展的要求和推动作用。最后，讨论列车制动减速度控制方面的研究，并分析其发展和应用的方向。
1制动减速度反馈控制
制动力控制模式是制动系统设计、产生所需要的制动力的依据，是列车制动技术中的关键技术之一。目前，地铁列车或高速动车组的制动系统中广泛采用理论制动力控制和速度黏着控制方法，这2种制动控制方法忽略了列车制动过程中闸瓦（片）摩擦系数、坡道坡度等参数，它们是随时间、速度或距离而改变的，是不确定的量。这些不确定参数会使实际减速度与目标减速度之间存在差异，可见这2种传统的制动控制方法不能实现对列车实际制动力和实际减速度的精确控制，即在减速度层面上是开环的。为了使列车制动性能得到进一步优化，使列车在制动过程中能适应上述不确定参数的影响，研究人员提出了一种新型的制动力控制模式——制动减速度反馈控制。直接利用制动减速度作为反馈值，根据减速度实际值与目标值的差别来调整制动力的大小。制动系统中的制动减速度反馈控制虽然对控制技术要求很高，但仍是一种值得探索的控制方法。近年来，已有国内外学者对此进行了研究，其中包括基于Smith预估器的比例积分（PI）控制、基于在线参数估计的自适应控制等方法，都取得了比较好的仿真效果，并在台架试验或线路试验中验证了其控制性能。本文将对预估制动减速度反馈控制和基于自适应制动减速度反馈控制进行对比分析，以便为制动减速度反馈控制的实际运用提供技术参考。制动系统根据轴速经电子制动控制单元（EBCU）演算后推出实际减速度，制动系统将实际减速度作为反馈值，与目标减速度进行比较，然后根据对应关系作用于制动减速度反馈控制器。制动系统根据控制器输出的制动缸预控压力（AC压力）调整制动力的大小，将实际制动减速度反馈控制在目标减速度附近，甚至等于目标减速度值。也就是说，制动减速度反馈控制是根据减速度目标值与实际值实时调整制动力的大小。
2列车制动技术中若干热点问题
2.1风阻制动
风阻制动是日本Fastech360采用的一种全新的制动方式，制动时，车体上伸出减速板来增加空气阻力，空气阻力可增加3~4倍。Festech360使用风阻制动能使列车的制动距离在360km/h时可与未使用该装置275km/h时的大致相同（日本新干线500系最高速度为275km/h，紧急制动距离为4060m）。由于空气动力阻力与速度平方成正比，速度越高则风阻制动力越大，在高速时制动性能优越。
其缺点是：在车体的端部安装风阻制动装置，需对车体进行改造，削弱了车体强度；制动风翼在展开工作后，会改变列车周围的流场，对列车过隧道、小曲率半径线路、会车或者横风下运行时都会产生一定的影响，但是否会影响到列车运行的安全性，还有待进一步的研究。
2.2ECP列车电空制动控制技术
ECP列车电空制动系统是一种微机控制的直通式制动系统，该系统直接用微机向全部机车和车辆发送制动指令，实现全列车的同步制动和缓解。目前国际上ECP根据通信方式不同分为有线和无线两种类型：一种为贯通列车全长的电缆（列车总线）的有线方式，既提供电源又提供通信；另一种为无线方式，利用车辆两端的无线电装置，在相邻车辆间接收和发送制动控制信号及反馈信息。1995年美国开始研制ECP，1997年ECP开始在美国、加拿大装车试验，1999年美国AAR制订了ECP规范S-4200，2002年美国、加拿大、澳大利亚、南非等国在重载单元列车上开始批量推广，装车达数万辆。ECP基本上采用与既有制动机共用方式，既有制动机作备用。2008年南非决定在所有重载列车上都安装ECP。澳大利亚、巴西也已在重载列车上推广ECP，并规划全面采用ECP。至今，ECP电空制动系统在美国、加拿大、南非等国进行了大量的应用，降低了列车间纵向作用力，减少了断钩与脱轨事故的发生，取得了较好的经济效应。
2.3磁场制动
磁场制动也就是利用电磁原理在磁场中进行制动。根据法拉第电磁感应定律，当带电物体切割磁感线的时候受到力的作用，电动机就是利用这种原理工作的机器。如果在转向架轴上安装硅钢片，在轴的外圈安装类似电动机的定子线圈的磁场，并将其固定在转向架上。列车高速运动需要制动时，给定子通反方向的电流，这样轴会受到反向的作用力，从电磁学常用公式可以明显看出在其他条件都固定的情况下，制动力的大小受到磁场强度和轴速度的影响，轴的运动速度越快，制动力将会越大，列车的速度越高，制动的优势越明显，并且磁场强度的大小可以根据需要通过对定子的通电电流进行调节。这种动力制动方式在目前的磁悬浮列车中已经得到使用。通过以上分析可以看出尽管在目前的磁悬浮列车中动力制动方式已经得到应用，但是高速列车由于受制于黏着系数的原因，没有得到应用，上述方案只能通过改变车辆黏着重量的方式来改变所允许最大制动力的大小。
3制动技术的发展趋势
随着高速列车速度等级越来越高，其制动技术的发展必然向安全、可靠、舒适和环保节能方向发展。基础制动装置向材料的轻量小型化、低噪声、大容量、高摩擦方向发展，复合制动制动力控制模式必将优先考虑非粘着制动与再生制动的配合，制动系统的高可靠性与智能化，防滑技术的反应速度与高性能，非粘着制动方式的广泛应用等等都将是高速动车组制动技术的研究关键与探索方向。
结语
综上所述，当今世界列车制动系统技术发展已趋于成熟稳定，近年来我国列车制动技术也取得了长足的发展和进步，尤其是在风源系统以及重载列车制动技术方面，以中国南车株机公司为代表的国内企业已经开始崭露头角，逐步进入主流市场。从目前的发展趋势看，随着我国铁路技术政策的调整和企业制造技术水平的提升，自主产品全面取代进口产品占领国内重载列车制动产品市场应该指日可待，国际市场也不再遥不可及。而在高速列车制动系统技术方面，我们与国际水平还有相当大的差距，核心技术尚未得到完全突破和掌握，要得到完全的自主制造尚需时日。
参考文献
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［2］李岳恒.高速列车制动系统性能的探讨［J］.铁道机车车辆，1997（4）：28-29.