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摘要：城轨车辆架控制动系统功能以及自行车安全在很大程度上受到列车通信网络质量的影响，因此要想提升制动系统性能，首先就要对网络通信失效模式控制策略进行深入探究。本文研究对象选择6编组城轨车辆，详细介绍了架控制动系统网络基本组成以及工作原理，在此基础上创建制动力分配控制策略有关设计环节，针对多种通信故障状态下自动控制策略展开剖析，然后对设计制动系统提出合理的解决对策。
关键词：城轨车辆；制动系统；通信故障；控制方法
城轨车辆需要经常启动以及制动，因此在停车方面精度要求非常高，同时还要满足自动驾驶（ATO）模式，因此大体都使用直通电空制动系统。该系统包括两种不同的控制方式，第1种为架控制动，另外一种则为车控制动控制，前者在所有节车转向架上面均安装1个BCU控制；后者在所有节车上面均安装1制动控制单元（BCU），有助于更好的控制。与车控制动系统相比，架控制动系统在原理方面空走时间往往更短，一旦遇到BCU故障很可能不再具备制动力少的优势。城轨车辆车控制动系统网络架构在网络控制以及数据交互时，通常都要用到MVB 总线单层网络，与车控制动系统相比，架控制动系统BCU节点数量多出一倍，通信数据量相当庞大，因此为了缩减网络运行负荷，通常在设计时使用两层网络控制。不过对城轨车辆制动系统控制来说，与车控使用的单层网络相比，架控使用的则为两层网络，结构上更复杂，尤其通过2或3个CAN 单元分别组成不同的内网，然后借助MVB连接组合成编组不一样的制动系统，一般包括4、6、8等不同的编组，因此网络失效模式遇到的情况相当多，故障判定控制策略在设计的时候不一样，对制动性能产生的影响也存在差异，因此为了精准控制城轨车辆同时确保导向安全，本文选择了6编组，深入分析了城轨车辆架控制动系统通信故障的有关控制方法，具体如下：
1 系统组成
本文研究对象选择了6编组城轨车辆，在配置上一般都是4动2拖，也就是+Tc1-Mp1-M1-M2-Mp2-Tc2。列车主要包括MVB以及CAN总线两个不同的网络，M以及Tc车均包括从 BCU以及主BCU，Mp车有所不同，主要包括2个从 BCU，通过2动1拖的方式共同组合成为1个CAN单元，整列车主要包括2个不一样的CAN单元。CAN单元通过其中的2个主 BCU与MVB之间展开实时通信，CAN单元主要通过从 BCU以及主BCU与CAN之间保持通信，2个CAN 网段彼此借助MVB总线网络进行连接。
2 制动力分配管理
通过系统组成原理可以发现，MVB+CAN这两层网络共同组合成6编城轨车辆制动系统载体、骨架以及数据传输，制动力分配方式主要受到通信状态的影响。就为了更好的对通信故障前提下对应的控制策略进行分析，首先详细阐述正常工作时的控制方式以及制动力分配原则。
2.1 制动力分配原则
城轨车辆一般使用的都是快速制动与常用制动，在使用过程中电制动优先，如果不够要及时通过空气制动进行补充。为了方便日常运行以及维护，磨耗方式通常使用的是闸瓦，结合每架或者拖车优先的方式进行有效分配，同时也要考虑到不同的黏着因素。如果使用频率分配，制动力一般不能大于转向架制动能力的最大值，否则就要对其展开再次分配。因为快速制动由于列车恒减速率的一种制动方式，一旦电制动无法发挥正常作用，快速制动就可以以黏着方式对其展开分配。在低速停车的时候，电制动一般都有相应的衰退特性，为了让列车保持足够的制动力，通常要借助空气制动进行有效补充。
2.2 制动力分配实现
TCMS在计算城轨车辆制动力的时候，一般参考依据是MVB总线传输对应的级位，然后将其传递至主BCU，此时级位信号将通过TCMS直接传递至DCU。DCU以级位信号自动添加相应的电制动力，然后将实际数值传递至主 BCU。主BCU将结合实际数值以及总制动力，对需要补充的空气制动力进行精准计算。
为了对列车层面CAN单元所有转向架对应的制动力进行有效分配，主BCU将主动搜集CAN单元常用制动、可用紧急制动以及动态载荷等相关信息，然后在CAN单元之间借助MVB总线进行快速转换。与此同时，借助MVB总线主BCU对实际电制动力以及电制动激活等有关信息进行搜集，结合可用空气制动力以及空气制动力实际需求，对所有转向架空气制动力需求进行精准计算。
3 通信失效控制策略分析
3.1 CAN单元一个主BCU的MVB发生通信故障
为了让CAN 单元制动分配在运作过程中实现冗余功能，CAN单元主 BCU与TCMS 两者之间的MVB一旦发生通讯故障，及时将提前准备的主BCU换上去，这样才能保证空气制动力源源不断的被分配，全面提升整体制动效率。
3.2 CAN 单元两个主BCU的MVB发生通信故障
如果一个CAN单元两个主BCU与TCMS两者之间的MVB出现通信故障，本单元主BCU将结合实际信号添加100%的级位制动，然后将目前正在运行的CAN单元电制动进行有效处理。不过对于另外的CAN单元来说，如果MVB与两个主BCU保持正常运作，在控制方式以及技术规范方面没有明确规定，在实际控制时可结合制动需求来进行。如果根据制动需求进行控制，同时制动需求并不是非常大，没有可能导致列车两个CAN单元前面有后面被施加的制动力不一样。因为车辆之间的力在传递时不会平衡，因此减速度也会存在差异，再加上实际运作时存在车钩间隙，因此车辆间将产生纵向冲击以及车钩力。虽然地铁一般都使用车端阻尼以及密接式车钩等相关装备，可以将其中的一些冲击能量进行吸收，不过却无法将制动力分配不均衡带来的纵向冲击力进行完全消除，因此为了降低这种冲击力，通常要让列车前面与后面CAN单元制动力保持相等。
3.3 CAN单元从BCU的CAN通信故障
当CAN单元从 BCU与主BCU之间出现通信故障的时候，一般要借助制动导向进行有效缓解，防止制动无法发挥作用。从 BCU的CAN一旦出现通信故障，主BCU制动力需要及时进行分配并加以处理，当前常用的控制方式有两种，第一种为不进行补偿，另外一种是在全部列车范围之内加以补偿。在实际运作环节，制动级位通常不大于常用制动最大值的70%，制动力一般使用的都是电制动力，在停车的时候电制动将不断衰减，空气制动随时进行补充，在分配的时候根据平均的方式进行处理。
4 结束语
通过上面分析不难发现，6 编组城轨车辆架控制动系统处在多种通信失效前提下，以及使用的控制策略不一样，对制动系统性能产生的影响也不同，因此提出下面这些建议：1）对一个 CAN 单元 MVB通信没有出现故障另一个CAN 单 MVB通信出现故障的情况，一般所有列车都要进行100% 级位制动的施加，当然也要将列车电制动功能进行有效切除，以便缓解列车纵向冲击带来的影响。2）对CAN 单元主 BCU 与从 BCU出现的通信中断等相关问题，两种控制方式都有自身的优势；就效率而言，首先选择补偿分配；就系统分配稳定性而言，一般首先选择不补偿方式。城轨车辆架控制动系统通信故障比较常见，结合具体情况进行分析并找到合理的控制方法，才能确保系统的稳定运行。
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