内燃公铁两用车用于有轨电车的新型电制动控制方案

冷强，赵世永

（1.深圳市地铁集团有限公司，广东 深圳 518026；2.大连铁丰轨道交通装备有限责任公司，辽宁 大连 116000）

1 概述

随着国内现代有轨电车的发展，内燃公铁两用车在轨道行业应用逐渐普及。内燃公铁两用车不仅可在路面上行走，也可在轨道上运行，使用灵活。内燃公铁两用车主要用于列车牵引、调车作业，同时也担任有轨电车的救援抢险任务，这要求内燃公铁两用车具有足够的牵引力，同时也要具有足够的制动力，保证牵车作业安全。

深圳龙华有轨电车是由株机生产的，整车56T；内燃公铁两用车采用梅赛德斯-奔驰Unimog U400改装而成，整车额定牵引力50kN，湿滑轨面行驶最小粘着力59kN，完全满足深圳龙华有轨线路最恶劣工况车辆牵引、与制动需求。为加强内燃公铁两用车的制动，应对可能出现的突发情况（如内燃公铁两用车牵引有轨电车时熄火、车辆脱轨等），在内燃公铁两用车上增加一套电制动装置，主要通过内燃公铁两用车对列车提供DC24V电源和基于CAN总线通讯控制的方案，发送被动二级液压制动信号、紧急制动信号等重要电信号，实现对列车的制动控制。增加了牵车作业的制动方式，增强了牵引制动安全。

CAN属于总线型结构，采用同步、串行、多主控制节点、双向通讯数据块的通讯方式，不分主从节点，网络上每一个节点都可以主动发送信息，可以方便地构成多级备份系统。与其它总线技术相比，它具有如下几方面的优势。

（1）它是一种优先级抢占方式的实时网络，确保总线在不传送有用信息时不被占用，提高了网络带宽的利用率。（2）以多主控节点方式工作，每一节点都可以主动地与其它节点交换信息，保证了总线通讯的实时性和通信方式的灵活性。（3）具有复杂的错误检测和恢复能力，提高了网络通讯的可靠性。（4）由于CAN所采用的信息格式为短帧结构，所以对于最高优先级的通讯请求来说，在1Mbit/s的通信速率时（通信距离小于40m），最长的等待时间仅为0.15ms，完全可以满足现场控制级的实时性要求。（5）用户接口简单，编程方便，很容易构成用户操作。（6）成本低，系统开发廉价，OEM用户容易操作。

2 电制动控制方案与原理

在内燃公铁两用车上采用具有CAN功能的IFM车载控制器CR0403和显示控制屏CR1085，IFM的车载控制器通过相配的插头与有轨电车进行电源输出和信号控制及反馈，输出功率大于24V，1.5kW，配有保险丝保护输出电源及用电设备，需要的输出输入等信号都通过CAN总线在显示屏进行显示和控制，并留有扩展余地。

2.1 内燃公铁两用车的系统原理图

图1

图1所示是整个内燃公铁两用车的系统图，整个系统是以车载控制器CR0403为核心，通过CAN总线与显示控制屏CR1085、奔驰U400车辆车载控制系统、CAN传感器和有轨电车进行通讯。

2.2 内燃公铁两用车的显示控制原理图

图2

图2所示就是显示控制器CR1085的控制画面，图中两侧都是按钮，中间是通过CAN总线反馈回来的输入输出的实际状态，如D4就是有轨电车的安全制动的状态反馈，如果是处于制动状态，就不能进行牵车，反之就可以具备牵车条件；D3就是内燃公铁两用车操作显示控制器CR1085通过CAN总线输出给有轨电车的制动信号。

2.3 救援插座

在有轨电车MC车前端的折叠车钩上，设置有救援电缆插座。当公铁两用车采用带电救援方式时，需要连接此救援插座，由公铁两用车提供救援供电以及一系列的控制指令。

图3 救援插座

2.4 救援插头的电气原理（表1）

表1

2.5 救援工艺流程

公铁两用车通过车钩与故障车连挂救援，并连接救援电缆。此救援方式可以实现对故障车的2级弹簧制动、紧急制动和磁轨制动进行控制，同时故障车的紧急停车操作也有效。救援步骤如下。

2.5.1 连挂

（1）公铁两用车缓慢开行至与故障列车距离为1m左右停车。（2）将两车连挂，并确认车钩连挂完成。（3）切断公铁两用车和故障列车的电源，使其处于休眠状态。（4）使用公铁两用车的救援电缆，将两列车电气连接。（5）重新激活公铁两用车和故障列车，通过救援电缆可控制故障车的制动设备。

2.5.2 推/拉行驶

通过救援电缆，公铁两用车可以对故障列车提供DC24V电源，发送被动二级液压制动信号、紧急制动信号、磁轨制动命令、常用制动命令等重要命令，实现对故障列车的制动控制。具体控制状态如下。

2.5.2.1 推车救援

此模式下公铁两用车推故障车。

表2为在公铁两用车和故障车上施加各种制动模式时，各车上制动设备的投入情况。

2.5.2.2 拉车救援

此模式下公铁两用车拉故障车。

表3为在公铁两用车和故障车上施加各种制动模式时，各车上制动设备的投入情况。

表2

表3

2.5.3 解钩

救援车辆行驶到库内后，在保证安全的前提下进行解钩操作，解钩按下列步骤进行：（1）内燃公铁两用车熄火，保持休眠状态。（2）断开两列车间的救援电缆。（3）解构，两车分离。

3 结语

此套装置经实际检验，已经在深圳龙华有轨电车实际运用，能够有效解决内燃公铁两用车牵引有轨电车的制动问题。通过对有轨电车运用情况考虑，设计此新型制动装置，不仅完善了有轨电车的制动种类，增强了有轨电车的牵引制动安全，同时也增强与完善了内燃公铁两用车的制动种类，提高了内燃公铁两用车的运行安全。

[1]倪大成,徐绍龙,周永刚.地铁列车电制动负荷分配技术研究[J].机车电传动，2015,(05): 56-59,64.