摘要：中低速磁浮列车采用全动车配置，制动控制系统采用微机控制直通式电空制动系统，且制动力混合以单辆车为单元。制动指令通过网络和硬线传输;制动系统与牵引控制单元的信号通过MVB(多功能车辆总线)传输，亦可以通过硬线传输。中低速磁浮列车的监控通过列车监控管理系统(TCMS)实现，且列车具有常用制动、保持制动、快速制动、紧急制动和落车制动等功能。
关键词:磁浮列车；机械制动；控制系统
引言
磁浮列车是一种轮轨非牯着传动、悬浮于地面的新型交通运输系统，是介于铁路和航空之间的一种独特的运输方式。评价一种交通运输形式时，安全和速度是首要因素。制动系统性能的好坏直接关系到交通运输的安全。传统的制动控制系统银难达到磁浮列车要求的安全性能指标,因此迫切需要对磁浮列车的制动系统和制动控制系统进行深入的研究。
1磁浮列车运行控制系统的功能设计
1.1驾驶功能驾驶功能的特点
l)悬浮控制功能悬浮控制需要向每一个悬浮控制器发送起浮和降落指令,在个别悬浮控制器故障状态下向其发送复位指令,必要时,可控制全列车的每个转向架或每辆车按一定的时间顺序依次起浮或降落,以保证全歹J车的软起动。
2)电力牵引控制功能牵引控制需要实现对牵引运行、牵引停止、牵引方向进行控制;对牵引力、电制动力进行有效调节;对速度进行多级稳定调节;对牵引系统实施紧急制动;对牵引系统进行DCU(驱动控制装置)复位。
3)机械制动控制功能制动控制采用模拟控制习
开关控制,实现与内部协调控制,与电制动的协调控制,以及与电力牵引的互锁控制。
4)车门控制功能车门控制关系到乘客的安全。它存在两种基本的控制方法:在三角锁处于开启状态时由手动方法控制;在三角锁处于关闭状态时由电动方法控制。在电动控制过程中,需要考虑各车门可设定开关时序逻辑;左右两侧车门可分别控制;检测车门是否正常闭合;运行与车门互锁等。
5)电源控制功能主要包括主断路器的电控管理和开关电源的故障复位。6)辅助设备控制功能包括照明、空调、雨刮器、鸣笛等控制。
1.2保护功能
l)进站保护功能进站前30m设置进站开关量信号,实施第一次保护。正常停车位置后sm设置紧急开关量信号,实施第二次保护。
2)曲线限速保护功能以允许的横向剩余加速度及悬浮系统的许可侧向导向力为限,考虑曲线过速和欠速保护。实际上列车在曲线上行驶时,将被限制在一个许可的速度范围内。
3)超速防护功能以牵引系统的额定设计(包括变流器、电机和制动电阻的额定设计)为主要约束条件,兼顾机械制动能力约束,对列车实施超速防护。
4)对驾驶误操作的自动保护功能由于磁浮线路情况复杂,204m行驶路程内包括了直线、曲线、上坡、下坡、进站、出站、换向等的频繁变化,需在3min中之内完成。因此,人工驾驶时极有可能出现误操作,故对驾驶误操作设置了自动保护。
5)司机疲劳警惕功能由于在较短的路程内,以较快的速度不断往复运行,司机极易出现疲劳,因此,设计了司机疲劳警惕功能。
1.3监视功能
监视功能也采用全自动方式,它包括以下4个功能:
1)速度测量与列车定位功能;
2)进站检测功能;
3)全列车状态检测与显示功能;
4)故障诊断功能。
2机械制动系统的自适应控制
由于机械制动系统的摩擦系数和车的总质量变化较大，采用传统的控制方式，如工程中常用的PID控制难以达到磁浮列车所要求的制动性能指标，尤其是平稳性指标。而自适应控制方式克服了传统控制方式控制器参数固定的弱点，通过调整自适应控制器的参数，使其跟踪被控系统结构参数的变化。对被控对象特性或扰动特性变化范围大，同时又要求经常保持高性能指标的系统特别适用。
因而采用自适应控制方式来控制磁浮列车的机械制动系统是台适的。磁浮列车机械制动系统是一个增益系数时变的放大环节。若直接对机械制动系统输入一个阶跃指令，会对系统产生很大的冲击，降低了平稳性．甚至对机械制动系统产生破坏为此，在机械制动系统的前端串接一个一阶惯性环节．机械制动系统由增益时变的放大环节转变为时变的一阶环节。一阶参考模型在一定的输入下，其输出必须满足所要求的控制性能指标，并有一定的裕量。
3中低速磁浮列车制动控制逻辑
3.1常用制动
列车常用制动由EBCU掌控，并通过MVB与TCMS进行数据的传递与逻辑控制。当TCMS检测到端口输入为低电平时，TCMS将该指令信号通过MVB传递至EBCU;当EBCU接到制动指令后，根据车辆载荷计算出所需制动力，并将此作为电制动需求指令提供至TCMS，进而提供给牵引控制单元;牵引控制单元将该指令和根据司机控制器指令计算出的制动需求进行比较，按照取大的原则来施加电制动力，并将测得的实际电制动力反馈给EB-CU;由EBCU计算制动力需求和实际电制动力之间的差值，并根据该差值施加相应的空气制动力。
3.2保持制动
非牵引工况下，当列车速度达到设定值时，TC-MS发出电制动衰退信号，EBCU检测到电制动衰退信号后，按照冲动限制斜率的要求，使空气制动上升、电制动下降，且制动力应保持恒定，形成符合制动指令要求的制动缸压力。保持制动施加应全部由EBCU自身负责。网络不发送保持制动的施加信号，网络仅对EBCU发送保持制动缓解信号。
3.3电空制动
配合为了尽量降低闸片的磨耗，当列车运行速度高于设定值，即制动级位介于B1级至B4级之间时，空气制动暂不投入;当制动级位介于B5级至B7级之间时，空气制动的投入不受速度的限制，此时按照混合制动力的要求进行制动力补充。
3.4速度信号控制策略
牵引制动设备对测速系统速度信号的选取采用最优控制策略路速度信号两两作差，取测速误差范围内差值速度脉冲信号的平均值作为列车速度)来确保电空制动的良好配合。即输出速度信号两两差值全部超出列车测速范围时，若列车处于制动状态下切除电制动，则由空气制动进行管理;若列车处于牵引状态下，则采取限速运行措施。
4发展模式分析
磁浮铁路系统通常由线路、车辆、供电、运行控制系统等四个主要部分构成。我国自行设计制造的磁悬浮列车及其配套的路桥、高架、轨道、供配电、信号、车辆、站点等设计施工均依靠国内力量完成，并获得发明专利，拥有自主知识产权，还掌握了其中的关键技术和核心技术。磁悬浮线路用于引导列车前进方向，同时承受列车荷载并将之传至地基。
首先，从110千伏的公用电网引入交流高压电，通过降压变电器降至20千伏和1.5千伏，然后整流成为直流电，再由逆变器变成0～300赫兹交流电，升压后通过线路电缆和开关站供给线路上的长定子线圈，在定子和车载电磁铁之间形成牵引力。现在国内已经研制成功了拥有自主知识产权、高可靠性的整车电气系统，并能够生产出高规格的磁悬浮供电系统，形成配套能力。磁悬浮运行控制系统是整个磁浮交通系统安全运转的根本保障。它包括所有用于安全保护、控制、执行和计划的设备，还包括用于设备之间相互通讯的设备。该运行控制系统由运行控制中心、通讯系统、分散控制系统和车载控制系统组成。现在国内已经能够生产出多种规格的磁悬浮运行控制系统，并形成配套能力。
结语
综上所述，高速磁浮系统对线路轨道的精度有很高的要求，这对上海磁浮示范运营线的运营维护形成巨大的挑战。由于地基的沉降会导致磁浮线轨道产生变形，从而降低了列车行驶时乘客的舒适度，严重时还会产生危险。而在磁浮线保护区内有外部施工时，磁浮线结构设施的变形可能会更加严重，给施工及运营带来了巨大压力。本文可为后续类似高精度工程的维保工作提供参考。
参考文献：
[1]吴样明.磁浮—21世纪的新型交通[J]城市轨道交通研究.2018.