廖俊峰
重庆中车长客轨道车辆有限公司，重庆市 ，400020
摘要：随着轨道交通技术的发展，列车减速度控制技术、ATO（列车自动运行）模式以及无人驾驶技术的运用，对列车制动控制要求越来越高，要求对制动力的控制更加的精准，因此制动管理水平的高低也直接影响着车辆的性能。
关键词：轨道交通车辆；制动系统；制动管理
引言
高铁、动车组和地铁车辆多数采用空气制动方式；新型城市轨道交通车辆，如有轨电车、跨座式单轨和悬挂式单轨车，由于车辆空间限制，绝大多数采用液压制动方式。在实际制动过程中列车一般采用混合制动形式，优先发挥牵引系统的电制动力，如实际电制动力不能满足制动要求时，用摩擦制动进行补充。因此，有必要对国内轨道交通车辆不同的制动管理方式进行分析和研究。
1制动管理概述
制动管理一般是以整列车或某一编组单元为基础，由具体的微机控制部件负责计算制动总力、制动力需求以及相应制动执行单元的制动力分配。根据轨道交通车辆的实际应用情况，列车制动系统的核心部件TCMS(列车控制与管理系统)、车辆控制单元(车辆控制单元)或电子控制单元(电子控制单元)一般负责列车和车辆的制动管理功能。当VCU负责列车制动管理时，牵引系统和制动系统不计算制动力，而是根据VCU分配的制动力要求施加电制动力和摩擦制动力，当制动系统的EBCU负责列车的制动管理时，VCU不参与制动计算，只负责传递制动等级等相关信息，EBCU负责计算总制动力需求并根据牵引系统统反馈的实际电制动力计算，补充施加摩擦制动力。
2典型制动管理方式
2.1方式1：VCU集中式管理
该方式由VCU负责整列车的制动管理，VCU根据制动级位和车辆载荷计算总制动力需求；VCU分别向各车VCU（牵引控制单元）和EBCU请求电制动力和摩擦制动力。VCU和EBCU根据请求力值施加制动力，不负责制动计算。在“VCU集中式管理”方式下，各相关部件的功能描述如下：（1）VCU功能。汇总各车载荷后计算全列车质量；汇总并判断各车电制动和摩擦制动的可用状态；接收制动级位指令；根据制动指令、车重计算需施加的总制动力；根据电制动和摩擦制动可用情况进行制动力计算和分配；根据制动力分配方案向各车请求电制动力和摩擦制动力；根据各车反馈的实际电制动力和摩擦制动力，对制动力进行二次分配（如需要）。（2）TCU功能。根据VCU的电制动力请求发挥电制动力；向VCU反馈实际电制动力；向VCU反馈电制动可用状态。（3）EBCU功能。根据摩擦制动力请求施加摩擦制动力；反馈实际摩擦制动力；反馈液压制动可用状态。
2.2方式2：TCU自律＋EBCU集中式管理
在“TCU自律＋EBCU集中式管理”方式下，各部件具有如下功能：（1）VCU功能。汇总各车载荷后计算全列车质量，并下发各TCU和EBCU；汇总各车电制动和摩擦制动的可用状态，并下发；接收制动级位指令并转发给TCU和EBCU；汇总各车的电制动力和摩擦制动力反馈，并下发。（2）TCU功能。根据VCU的载荷信息和制动级位信息计算所需施加的电制动力，并发挥电制动力向EBCU反馈实际电制动力；向EBCU反馈电制动可用状态。（3）EBCU功能。
主EBCU根据载荷信息、制动级位信息计算总制动力需求；主EBCU根据各车实际电制动力计算总摩擦制动力需求；主EBCU根据电制动可用状态、摩擦制动可用状态对各车摩擦制动力进行分配；各EBCU根据分配结果施加摩擦制动力；各车EBCU根据反馈的实际摩擦制动力进行二次分配计算（如需要）；向VCU反馈实际摩擦制动力；向VCU反馈摩擦制动可用状态。
3制动管理方式对比分析
3.1指令传输差异对比
实际上，不同车辆制动信号的传输时间与网络的复杂程度和网络的水平有关，本文仅在相同的网络结构下分析了制动指令接收/处理代理、制动力计算/分配代理以及相应的传输路径:
方式1：①指令接收／处理【TCMS】→③制动力计算【TCMS】。
方式2：①指令接收／处理【TCMS】→②指令传输【TCMS→TCU／EBCU】→③制动力计算／分配【TCU／主EBCU】→④需求制动力传输【主EBCU→从EBCU】。
3.2网络控制复杂度对比
在VCU集中管理模式下，网络系统集成了制动管理功能，牵引系统和制动系统只分别负责控制电气制动和摩擦制动，而牵引系统和制动系统之间的直接交互信息很少。此外，车辆制动系统界面也相对独立。该方法不适用于具有复杂网络功能和制动管理功能的车辆，否则会影响系统之间的实时通信。如果车辆制动系统的制动管理和功能要求比较复杂(如设置列车级/网络级/单元级的制动管理单元用于高速动车组，车载制动试验等)，则EBCU的集中管理不仅需要传输总线上的相关状态，还需要传输重要的控制信号，因此通信总线的可靠性就显得尤为重要。许多地铁车辆甚至使用特殊的制动网络，以保证制动管理功能的可靠性。
4运用建议
不同类型的轨道交通车辆在运用特点、技术要求以及制造成本等方面均有一定的差异。比如：动车组、高铁列车由于运行速度较高，车辆功能相对复杂，对制动系统的安全性和可靠性要求更高，因此一般采用EBCU集中式管理更为合适；对于城市轨道交通车辆，由于站间距较短，对制动系统的快速响应的要求较高，并且由于站台设置屏蔽门，对制动停车精度要求较高，采用TCU自律＋EBCU集中式管理的方式比较合适。
结束语
不同制动管理方式在数据传输、网络控制复杂度和控制统一性等方面存在一定的差异，针对不同类型的轨道交通车辆制式和运用场景，选用适合的制动管理方式，可以有利于更好地发挥制动效果，提升车辆性能。
参考文献
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