基于有限状态机的轨道交通车辆防滑控制建模仿真与验证*

刁 锋 朱文良 秦凌光 吴萌岭

(同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海//第一作者,硕士研究生)

轮轨黏着制动是目前轨道交通车辆主要的制动方式。黏着制动存在的最大缺陷就是黏着力有限。列车制动时，如制动力大于黏着极限，则轮轨间将产生滑移。轮轨间适当的滑移可以提高黏着利用率，提高制动性能；但若防滑控制不当,则易导致轮对抱死滑行，引起轨面擦伤、制动距离增加、制动耗风量增大、车辆稳定性和舒适性降低等结果，严重影响列车运行安全[1]。因而为提高列车运行的安全性和经济性，减少出现车轮抱死和擦轮的情况，列车防滑器被广泛应用于各类轨道交通车辆中。可以说,防滑控制装置的性能直接影响到制动部件甚至整个列车的安全，必须经过充分的试验和性能检验。但由于实车线路试验成本高、效率低，可重复性低，难以模拟极限条件等，故有必要对其进行仿真与研究[2]。

高速列车制动防滑控制系统主要由制动控制单元(BCU)、气制动单元、防滑阀、基础制动装置等组成。BCU根据制动指令、车体质量及速度计算出所需要的气制动力和目标BC压力(增压缸空气压力)。制动指令进入气制动单元，经防滑阀输出给基础制动装置，使轮对产生减速度。列车制动过程框架如图1所示。

1 制动力学相关模型

1.1 轮轨黏着模型

轮轨黏着模型可用于模拟真实线路黏着条件，包括干轨、湿轨、轨面污染导致的黏着系数突降等工况。需考虑黏着系数同速度及轴重之间的相互关系,以及前后轮间由滑行引起的相互作用关系。……