■ 曹宏發(fā) 李和平 楊偉君 韓曉輝 甘敦文

自主化CRH3型高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)

■ 曹宏發(fā) 李和平 楊偉君 韓曉輝 甘敦文

根據(jù)中國(guó)鐵路總公司打破壟斷、自主開(kāi)發(fā)和對(duì)等替代的工作要求，在研究既有CRH3型高速動(dòng)車組總體技術(shù)要求、制動(dòng)系統(tǒng)功能和性能及運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，自主研制的CRH3型高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)功能、性能及接口與既有CRH3型動(dòng)車組一致，開(kāi)展了地面試驗(yàn)、系統(tǒng)裝車試驗(yàn)和運(yùn)用考核，實(shí)現(xiàn)了與原車系統(tǒng)及部件級(jí)硬件對(duì)等替代，自主開(kāi)發(fā)的控制軟件能夠?qū)崿F(xiàn)與既有動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)互聯(lián)互控。

CRH3；高速動(dòng)車組；制動(dòng)系統(tǒng)；自主化；裝車運(yùn)用

0 引言

2004年以來(lái)，按照國(guó)務(wù)院確定的“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)、打造中國(guó)品牌”方針，我國(guó)高速動(dòng)車組技術(shù)取得了較快進(jìn)步，一批速度快、質(zhì)量好、性能優(yōu)的高速動(dòng)車組投入運(yùn)用。制動(dòng)系統(tǒng)是高速動(dòng)車組核心技術(shù)之一，是高速動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)安全的根本保障，但一些核心技術(shù)還由外方掌握，同時(shí)我國(guó)既有動(dòng)車組型號(hào)多且各型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)差異較大，加大了維修難度，增大了運(yùn)用成本。因此，引入競(jìng)爭(zhēng)、降低采購(gòu)及全壽命周期內(nèi)維修成本，打破外方對(duì)我國(guó)的技術(shù)鉗制迫在眉睫。

北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所）根據(jù)中國(guó)鐵路總公司打破壟斷、自主開(kāi)發(fā)和對(duì)等替代的工作要求，自主研制了CRH3型高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)，突破了國(guó)外公司的技術(shù)壟斷和限制，掌握了系統(tǒng)集成技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)與核心技術(shù)，完成了正向設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、部件型式試驗(yàn)、產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)、系統(tǒng)裝車調(diào)試、運(yùn)用考核等各項(xiàng)工作。

“這次一共有十一位本派新生，你們有九個(gè)，”瑞克繼續(xù)說(shuō)，“第一關(guān)結(jié)束時(shí)會(huì)有四人被淘汰，其余的六人在終極考驗(yàn)時(shí)出局?！?/p>

1 設(shè)計(jì)原則和主要技術(shù)參數(shù)

1.1 設(shè)計(jì)原則

根據(jù)既有CRH3型高速動(dòng)車組總體技術(shù)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在研究既有高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)功能、性能和接口技術(shù)、運(yùn)用情況基礎(chǔ)上，自主研制并掌握制動(dòng)系統(tǒng)的核心技術(shù)，完成制動(dòng)系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的正向設(shè)計(jì)和自主化設(shè)計(jì)、研制和地面試驗(yàn)，功能、參數(shù)及接口與CRH3型高速動(dòng)車組一致，能夠?qū)崿F(xiàn)與原車整機(jī)及部件級(jí)對(duì)等替代，并按照中國(guó)鐵路總公司要求進(jìn)行方案評(píng)審、試用評(píng)審后開(kāi)展系統(tǒng)裝車應(yīng)用考核工作。

運(yùn)行速度：正常運(yùn)行速度300 km/h，最高運(yùn)行速度350 km/h；

海拔：≤1 500 m；

使用環(huán)境溫度：-40～40 ℃；

月平均最大相對(duì)濕度：不大于95%（該月月平均最低溫度為25 ℃）；

自主化替代的EC01車司機(jī)制動(dòng)閥用于在備用制動(dòng)時(shí)控制備用制動(dòng)集成板以實(shí)現(xiàn)列車管壓力控制，與CRH3型動(dòng)車組司機(jī)制動(dòng)閥功能、接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

最大風(fēng)速：一般年份15 m/s，偶有33 m/s；

運(yùn)行環(huán)境：有風(fēng)、沙、雨、雪天氣，偶有鹽霧、酸雨、沙塵暴等現(xiàn)象。

1.3 線路條件

正線最大坡度：12‰，困難條件下20‰；

站段聯(lián)接線坡度：不大于30‰。

1.4 車輛條件

軸重：<17 t；

定理 2.5 ([0,1],ρ0)是完備度量空間,即,若{xn}是關(guān)于ρ0的Cauchy-列,則{xn}關(guān)于ρ0收斂。

車輪直徑（新輪/磨耗到限）：非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架920/860 mm，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架920/830 mm。

1.5 制動(dòng)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

總風(fēng)壓力：最大壓力1 000 kPa，正常工作壓力750～900 kPa；

1.2 環(huán)境條件

常用制動(dòng)沖動(dòng)極限：≤0．75 m/s3；

緊急制動(dòng)減速度：≤1．2 m/s2；

緊急制動(dòng)距離：初速度300 km/h時(shí)≤3 800 m，初速度350 km/h時(shí)≤6 500 m；

緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸升至最高壓力90%的時(shí)間：<2．3 s；

滿載時(shí)列車具備在30‰坡道上安全停放的能力。

本研究以某大型高速齒輪制造企業(yè)年產(chǎn)2 917臺(tái)風(fēng)電齒輪箱涂裝生產(chǎn)線為例，運(yùn)用工業(yè)代謝分析方法繪制物質(zhì)代謝圖，定量分析物質(zhì)代謝輸入輸出過(guò)程，結(jié)果表明，風(fēng)電齒輪箱涂裝生產(chǎn)線表面處理水耗高、對(duì)揮發(fā)性高的清洗劑及油性漆的過(guò)分依賴，是導(dǎo)致廢物排放量大、末端處理處置難的癥結(jié)所在；同時(shí)，大量“廢物”不可循環(huán)利用而是直接進(jìn)行廢物集中處理，“廢物”只是從水體或大氣中轉(zhuǎn)移進(jìn)入土壤，這部分“資源”浪費(fèi)嚴(yán)重。最后針對(duì)物質(zhì)代謝系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)特征，從原料選擇、作業(yè)方式、三廢循環(huán)利用和治理思路等方面提出若干優(yōu)化代謝過(guò)程和減少三廢排放的對(duì)策建議。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)是按照“故障-安全”原則設(shè)計(jì)的微機(jī)控制式直通式電空制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)由司機(jī)制動(dòng)指令設(shè)備、制動(dòng)控制系統(tǒng)、車輪防滑保護(hù)系統(tǒng)、風(fēng)源系統(tǒng)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、輔助裝置等組成，具有常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、防滑控制、停放制動(dòng)、備用制動(dòng)等功能，并設(shè)有與車載列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的接口。制動(dòng)系統(tǒng)采用空電復(fù)合制動(dòng)模式，電制動(dòng)優(yōu)先，電制動(dòng)能力不足時(shí)采用空氣制動(dòng)。各車微機(jī)控制裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或列車硬線接收司機(jī)制動(dòng)請(qǐng)求，直接控制各車制動(dòng)缸充風(fēng)或排風(fēng)，實(shí)施車輛制動(dòng)和緩解。系統(tǒng)具有控制精度高、反應(yīng)迅速、操縱靈活、車輛制動(dòng)同步性好等特點(diǎn)。CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)組成見(jiàn)圖1。

2.2 系統(tǒng)管理

自主化CRH3型動(dòng)車組列車中每4輛車（2動(dòng)2拖）組成一個(gè)制動(dòng)單元，每個(gè)單元內(nèi)用多功能車輛總線（Multifunction Vehicle Bus，MVB）貫穿單元各車輛系統(tǒng)或設(shè)備，各單元間通過(guò)列車通信網(wǎng)絡(luò)（Train Communication Network，TCN）網(wǎng)關(guān)與絞線式列車總線（Wire Train Bus，WTB）連接，完成列車級(jí)信息傳遞。

制動(dòng)系統(tǒng)分為三級(jí)管理與控制，其中列車制動(dòng)管理器（TBM）負(fù)責(zé)列車制動(dòng)管理、壓縮機(jī)管理和制動(dòng)試驗(yàn)等功能，管理和匯總的信息通過(guò)MVB/WTB在列車中傳輸。制動(dòng)單元管理器（SBM）負(fù)責(zé)本單元的制動(dòng)管理、匯總本單元狀態(tài)信息，并完成TBM與車輛制動(dòng)控制單元（BCU）、中央控制單元（CCU）之間信息的轉(zhuǎn)發(fā)。車輛BCU負(fù)責(zé)本車的制動(dòng)控制、防滑控制、制動(dòng)診斷等。BCU接收SBM轉(zhuǎn)發(fā)的列車制動(dòng)指令，并將控制和診斷信息通過(guò)MVB傳輸給SBM。制動(dòng)力管理與指令傳輸流程見(jiàn)圖2。

每輛車都有一個(gè)制動(dòng)控制單元，端車BCU除管理本車制動(dòng)系統(tǒng)控制和診斷外，還擔(dān)負(fù)著本單元內(nèi)的制動(dòng)管理任務(wù)。如果端車是頭車，該車BCU還將作為列車主控單元，擔(dān)負(fù)著列車的制動(dòng)管理任務(wù)。

圖1 CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)組成

當(dāng)TBM接到來(lái)自制動(dòng)控制器或列車控制系統(tǒng)的制動(dòng)指令后，負(fù)責(zé)整列車的制動(dòng)力計(jì)算和分配，并通過(guò)MVB和WTB將制動(dòng)力分配信號(hào)發(fā)送至各單元的SBM，SBM進(jìn)行單元內(nèi)電制動(dòng)和空氣制動(dòng)的分配。SBM將制動(dòng)指令通過(guò)WTB傳送給各車BCU，各車BCU對(duì)本車進(jìn)行制動(dòng)控制。

（3）在員工對(duì)“薪酬激勵(lì)方式”的滿意度評(píng)價(jià)中，本文依據(jù)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出如下二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)：加薪的激勵(lì)機(jī)制（U231）、經(jīng)營(yíng)者持股（U232）、及激勵(lì)基金等方式（U233）。

2.3 常用制動(dòng)控制

列車正常運(yùn)行時(shí)主要采用常用制動(dòng)。常用制動(dòng)采用減速度控制方式，根據(jù)速度和司機(jī)控制器手柄級(jí)位確定出目標(biāo)減速度，進(jìn)而計(jì)算出應(yīng)施加的制動(dòng)力。目標(biāo)減速度和實(shí)際制動(dòng)力會(huì)跟隨速度不同實(shí)時(shí)調(diào)整。制動(dòng)力還會(huì)根據(jù)制動(dòng)負(fù)荷大小自動(dòng)調(diào)整。常用制動(dòng)減速度曲線見(jiàn)圖3。

2.4 緊急制動(dòng)控制

在與濟(jì)南市公安機(jī)關(guān)進(jìn)行溝通后，5月28日，七兵堂42人的“反恐處突突擊隊(duì)”正式開(kāi)始在濟(jì)南火車站執(zhí)行巡邏任務(wù)，這是全國(guó)成立的首家民間反恐專門組織。

3.4 防滑系統(tǒng)

2.5 復(fù)合制動(dòng)控制

自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)采用先進(jìn)合理的全列車復(fù)合制動(dòng)模式，充分發(fā)揮全列車的電制動(dòng)作用。常用制動(dòng)時(shí)優(yōu)先在列車內(nèi)使用電制動(dòng)，只有當(dāng)整列車電制動(dòng)力不足或電制動(dòng)失效時(shí)才施加空氣制動(dòng)。列車緊急制動(dòng)時(shí)也是優(yōu)先采用復(fù)合制動(dòng)控制，這樣可以把摩擦制動(dòng)產(chǎn)生的排放減到最小。復(fù)合制動(dòng)減速度曲線見(jiàn)圖4。

由圖4可以看出，在列車施加4N級(jí)及以下常用制動(dòng)時(shí)，電制動(dòng)力完全可以滿足列車制動(dòng)力需要。只有在制動(dòng)級(jí)位高于5N時(shí)，才需要補(bǔ)充空氣制動(dòng)力。

1.2.2 確定合理采光屋面角：采光屋面角，即溫室最高透光點(diǎn)到前底角的直線與地面間的夾角。合理時(shí)段采光設(shè)計(jì)，即前屋面采光角為當(dāng)?shù)氐乩砭暥葴p去6.5度。

高速列車制動(dòng)力的實(shí)施取決于輪軌黏著狀態(tài)，而輪軌黏著系數(shù)隨著速度的提高呈下降趨勢(shì)，使得高速制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)滑行可能性更大。通過(guò)對(duì)動(dòng)車組制動(dòng)時(shí)輪軌黏著機(jī)理和既有高速列車試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，掌握了高性能制動(dòng)防滑控制技術(shù)，保證列車在各種速度制動(dòng)時(shí)迅速適應(yīng)輪軌狀態(tài)的變化，既能有效進(jìn)行車輪滑行保護(hù)控制，又能充分利用輪軌間的黏著力。

自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)防滑系統(tǒng)按照減速度準(zhǔn)則和速度差準(zhǔn)則進(jìn)行防滑控制。每輛車的防滑裝置檢測(cè)本車4根軸的速度信號(hào)，并進(jìn)行列車基準(zhǔn)速度、速度差、減速度等計(jì)算。當(dāng)軸減速度小于臨界值時(shí)，以最高的軸速度作為列車速度；當(dāng)軸減速度大于臨界值時(shí)，按臨界減速度基準(zhǔn)計(jì)算列車速度。

圖2 制動(dòng)力管理與指令傳輸流程

圖3 常用制動(dòng)減速度曲線

圖4 復(fù)合制動(dòng)減速度曲線

2.6 制動(dòng)防滑控制

對(duì)于空電復(fù)合制動(dòng)出現(xiàn)滑行時(shí)，動(dòng)車首先實(shí)施電制動(dòng)防滑，但電制動(dòng)連續(xù)降低超過(guò)一定時(shí)間時(shí)，則將減小或切除電制動(dòng)而實(shí)施空氣制動(dòng)防滑，以防止輪對(duì)擦傷。拖車軸上沒(méi)有電制動(dòng)，仍按空氣制動(dòng)方式進(jìn)行防滑控制。

由于優(yōu)化了防滑控制系統(tǒng)基準(zhǔn)速度的計(jì)算方法，有效解決了黏著持續(xù)降低尤其是一輛車4個(gè)軸同時(shí)發(fā)生滑行時(shí)，基準(zhǔn)速度與列車實(shí)際速度的偏差會(huì)不斷積累增大的問(wèn)題，增加了在車輪滑行較嚴(yán)重時(shí)采取主動(dòng)防滑控制的措施，保證了制動(dòng)力的正常發(fā)揮，又防止車輪滑行和擦傷。

2.7 備用制動(dòng)

當(dāng)電空制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或列車需要回送、救援時(shí)，列車可用備用制動(dòng)裝置限速運(yùn)行。備用制動(dòng)是通過(guò)備用司控器控制列車管（BP）的壓力，進(jìn)而控制每輛車的分配閥和中繼閥，使制動(dòng)缸制動(dòng)或緩解。

2.8 停放制動(dòng)

停放制動(dòng)采用彈簧儲(chǔ)能停放制動(dòng)方式，保證列車能夠安全停放在規(guī)定坡道上。

2.9 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

自主化替代的EC01車的備用制動(dòng)集成板用于實(shí)現(xiàn)備用制動(dòng)時(shí)的列車管壓力控制，與CRH3型動(dòng)車組備用制動(dòng)集成板接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

高速制動(dòng)時(shí)制動(dòng)盤(pán)和閘片短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷快速升溫和強(qiáng)對(duì)流降溫過(guò)程，必然導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)在制動(dòng)過(guò)程中要承受很高的熱載荷和交變熱應(yīng)力。通過(guò)對(duì)制動(dòng)盤(pán)材料性能、結(jié)構(gòu)分析和試驗(yàn)分析，對(duì)制動(dòng)盤(pán)材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使制動(dòng)盤(pán)材料具有良好的高溫力學(xué)性能，抗熱疲勞性能，穩(wěn)定的熱強(qiáng)性、導(dǎo)熱性能及一定的抗氧化能力，結(jié)構(gòu)更加合理。制動(dòng)盤(pán)材料力學(xué)性能見(jiàn)表1?？梢钥闯?，制動(dòng)盤(pán)材料在650 ℃高溫時(shí)仍具有較高的力學(xué)性能，在-60 ℃的低溫環(huán)境中具有良好的沖擊韌性。

人體感應(yīng)模塊，全稱為熱釋電紅外的傳感器模塊，它是一種可以檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，只要設(shè)置STM32對(duì)應(yīng)的GPIO引腳為輸入模式，當(dāng)有人靠近過(guò)時(shí)就會(huì)檢測(cè)到高電平，達(dá)到報(bào)警的功能。引腳圖如圖5所示。

閘片主要性能參數(shù)見(jiàn)表2。閘片為銅基粉末冶金材料，具有足夠的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐熱性能。閘片摩擦單元采用彈性浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)讓制動(dòng)盤(pán)受力均勻，使制動(dòng)盤(pán)溫升更加一致，有效降低制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生熱斑等熱損傷的可能。

3 系統(tǒng)自主替代范圍分析

3.1 制動(dòng)控制系統(tǒng)

平均QRS波電軸和平均T波電軸間圍成的夾角就是平均QRS-T夾角。當(dāng)向量環(huán)對(duì)稱時(shí),平均QRS-T夾角等于最大空間QRS-T夾角。平均QRS-T夾角的計(jì)算公式如下:

我開(kāi)始教學(xué)的第一天起就想著，加倍努力把我的教學(xué)工作搞好做出成績(jī)報(bào)答黨的恩情，不辜負(fù)老師和家中老人們對(duì)我的期望。

自主化替代的EC01、TC02車2套制動(dòng)控制系統(tǒng)硬件覆蓋了CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)各種功能的氣動(dòng)控制模塊，包含塞門模塊、直通式空氣制動(dòng)模塊、分配閥模塊、撒砂控制模塊、停放制動(dòng)控制模塊、升弓供風(fēng)模塊共6個(gè)氣動(dòng)控制模塊，接口與CRH3型動(dòng)車組氣動(dòng)控制模塊一致，性能、技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

自主化替代的EC01、TC02車2套制動(dòng)控制系統(tǒng)軟件覆蓋了CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)軟件的控制策略和邏輯，包括列車制動(dòng)管理、單元（4輛車）制動(dòng)管理、單車制動(dòng)管理、菜單引導(dǎo)制動(dòng)試驗(yàn)、自動(dòng)制動(dòng)試驗(yàn)、故障診斷、故障導(dǎo)向安全控制等功能，功能與現(xiàn)車完全一致。同時(shí)，軟件能夠覆蓋CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)與CCU、TCU、司機(jī)室顯示屏（HMI）、列車超速防護(hù)系統(tǒng)（ATP）等其他系統(tǒng)間的接口。

3.2 基礎(chǔ)制動(dòng)裝置

自主化替代的IC03、BC04車各1個(gè)轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置覆蓋了CRH3型動(dòng)車組各型基礎(chǔ)制動(dòng)設(shè)備和部件，包含輪裝制動(dòng)盤(pán)、軸裝制動(dòng)盤(pán)、閘片、動(dòng)軸夾鉗單元、拖軸夾鉗單元、拖軸帶停放夾鉗單元、停放制動(dòng)手動(dòng)緩解拉繩等，接口與CRH3型動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)裝置一致，性能、技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

3.3 風(fēng)源系統(tǒng)

自主化替代的IC03車的主空壓機(jī)和TC02車的輔助空壓機(jī)與CRH3型動(dòng)車組主空壓機(jī)、輔助空壓機(jī)接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

表1 制動(dòng)盤(pán)材料力學(xué)性能

表2 閘片主要性能參數(shù)

緊急制動(dòng)有復(fù)合制動(dòng)和純空氣制動(dòng)2種模式，緊急制動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生最大制動(dòng)力并達(dá)到最大減速度。緊急制動(dòng)時(shí)既要考慮輪軌間的黏著情況，又要考慮制動(dòng)盤(pán)的熱負(fù)荷承受能力，因此采用減速度分級(jí)控制方式，分級(jí)控制點(diǎn)分別是200 km/h、300 km/h。各速度下實(shí)施的制動(dòng)力根據(jù)制動(dòng)盤(pán)熱容量、黏著系數(shù)和電制動(dòng)特性給出。

參考UIC 541-05：2005標(biāo)準(zhǔn)要求，自主化替代的EC01、TC02車2套制動(dòng)控制系統(tǒng)中的防滑控制單元覆蓋了CRH3型動(dòng)車組的車輪滑行保護(hù)控制（WSP）、車輪不旋轉(zhuǎn)檢測(cè)（DNRA）功能，性能、技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

為了增加消費(fèi)者的規(guī)模，實(shí)體經(jīng)濟(jì)應(yīng)該提供更多的優(yōu)惠活動(dòng)，不僅僅是利用降價(jià)促銷等價(jià)格戰(zhàn)來(lái)對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)，而應(yīng)以吸引人群與建立長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略為目的，在此基礎(chǔ)上再建立忠誠(chéng)客戶群，定期舉行一些優(yōu)惠活動(dòng)回饋這些忠誠(chéng)顧客，讓消費(fèi)者感受到更多的實(shí)惠，增強(qiáng)吸引力。

自主化替代的EC01、TC02車的速度傳感器覆蓋了CRH3型動(dòng)車組單、雙通道2種類型的速度傳感器，接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

自主化替代的EC01、TC02車的防滑排風(fēng)閥與CRH3型動(dòng)車組的防滑排風(fēng)閥接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

3.5 備用制動(dòng)控制系統(tǒng)

自主化替代的EC01、TC02車2套制動(dòng)控制系統(tǒng)中的分配閥模塊用于將列車管壓力變化轉(zhuǎn)換為制動(dòng)缸控制壓力，與CRH3型動(dòng)車組分配閥模塊接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的性能直接關(guān)系到列車運(yùn)行安全，自主化CRH3型動(dòng)車組基礎(chǔ)制動(dòng)采用盤(pán)形制動(dòng)方式。動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的每個(gè)軸安裝2套輪裝鑄鋼制動(dòng)盤(pán)，拖車轉(zhuǎn)向架的每個(gè)軸安裝3套軸裝鑄鋼制動(dòng)盤(pán)，閘片采用粉末冶金材料。

3.6 司機(jī)制動(dòng)指令設(shè)備

教材是教師教學(xué)的幫手，也是規(guī)范教學(xué)和傳承教育內(nèi)容的保證。禮儀課程的教材種類繁多，但很少有教材完全符合教學(xué)需求，只是部分對(duì)教學(xué)有價(jià)值，如何汲取有價(jià)值的部分，使其固化為適合本校學(xué)生的教材，這對(duì)所有禮儀教師都是挑戰(zhàn)。因此，性質(zhì)相同、教學(xué)體系相似的院校的旅游禮儀教師可合作共同編制禮儀教材，根據(jù)本校學(xué)生的實(shí)際情況，將理論與實(shí)踐內(nèi)容以文字的形式展現(xiàn)，但必須遵循以下幾個(gè)原則：結(jié)合院校的性質(zhì)，教材內(nèi)容符合學(xué)生的可接受性；摒棄學(xué)科中心主義的思想，建立新的教材內(nèi)容體系框架；反映時(shí)代特征，體現(xiàn)職業(yè)適用性價(jià)值；體現(xiàn)教材的教育性價(jià)值，使學(xué)生多方面獲益[9]。在此基礎(chǔ)上，規(guī)范、完善理論及形體實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

自主化替代的EC01車司機(jī)制動(dòng)指令編碼模塊用于將司機(jī)制動(dòng)控制器輸出的模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式電信號(hào)，與CRH3型動(dòng)車組司機(jī)制動(dòng)指令編碼模塊功能、接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

6.對(duì)比式。如吳敬梓的《范進(jìn)中舉》，文章通過(guò)范進(jìn)中舉前后，范進(jìn)、胡屠戶、張鄉(xiāng)紳三人的前后變化進(jìn)行對(duì)照，揭露了封建社會(huì)科舉制度的罪惡。

自主化替代的EC01車緊急制動(dòng)閥用于在操作司機(jī)制動(dòng)控制器至緊急制動(dòng)位（EB位）時(shí)排空列車管壓力，與CRH3型動(dòng)車組緊急制動(dòng)閥功能、接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

自主化替代的EC01車蘑菇形緊急制動(dòng)按鈕用于實(shí)現(xiàn)在緊急情況下快速排空列車管壓力，與CRH3型動(dòng)車組緊急制動(dòng)按鈕功能、接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

3.7 空氣彈簧供風(fēng)設(shè)備

自主化替代的TC02車高度閥、溢流閥、平均閥、壓力開(kāi)關(guān)等與CRH3型動(dòng)車組的對(duì)應(yīng)設(shè)備功能、接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。

現(xiàn)階段，存在一些農(nóng)業(yè)生態(tài)園，不過(guò)這些農(nóng)業(yè)生態(tài)園的設(shè)計(jì)過(guò)于注重生態(tài)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，忽視了農(nóng)業(yè)生態(tài)園的本來(lái)目的——促進(jìn)環(huán)境生態(tài)的發(fā)展，長(zhǎng)此以往，就給生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大壓力，使得一些環(huán)境資源遭到浪費(fèi)，難以將農(nóng)業(yè)生態(tài)中的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益結(jié)合起來(lái)，難以提高農(nóng)業(yè)生態(tài)園的社會(huì)效益和生態(tài)效益。

3.8 輔助設(shè)備

自主化替代的塞門、單向閥、濾清器等部件與CRH3型動(dòng)車組對(duì)應(yīng)設(shè)備功能、接口一致，性能和技術(shù)參數(shù)等滿足要求。同時(shí)因現(xiàn)車數(shù)量較多，選擇典型位置進(jìn)行自主替代。

自主化研制的電磁閥、壓力測(cè)點(diǎn)、節(jié)流閥等部件因相同類型的部件已包含在制動(dòng)控制系統(tǒng)等其他自主替代的裝置中，因此無(wú)需單獨(dú)替代。

自主化研制的風(fēng)缸、軟管、壓力表、指示器等部件，相同類型部件已具有長(zhǎng)期供貨和成熟應(yīng)用業(yè)績(jī)，無(wú)需替代裝車運(yùn)用考核。

4 系統(tǒng)裝車運(yùn)用考核情況

自主研制的CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)在廣州鐵路（集團(tuán)）公司、北京鐵路局不同的CRH3型動(dòng)車組上完成了載客運(yùn)行考核，各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，未發(fā)生影響行車安全和運(yùn)行秩序的故障，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)動(dòng)車組持續(xù)創(chuàng)新、提高動(dòng)車組在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的意義。

自主研制的CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)整套基礎(chǔ)制動(dòng)裝置在廣州鐵路（集團(tuán)）公司所屬CRH3-070C動(dòng)車組換裝，最高持續(xù)運(yùn)行速度300 km/h，在武廣高鐵累計(jì)運(yùn)行120萬(wàn)km，安全無(wú)故障；制動(dòng)系統(tǒng)在北京所屬CRH3-005C動(dòng)車組換裝，最高持續(xù)運(yùn)行速度300 km/h，在京津城際鐵路累計(jì)運(yùn)行30余萬(wàn)km，安全無(wú)故障；制動(dòng)閘片在北京所屬CRH3-019C動(dòng)車組換裝，在京津城際鐵路完成了一個(gè)磨耗周期的運(yùn)用考核，并已推廣應(yīng)用。

5 主要技術(shù)創(chuàng)新

5.1 首次成功研制出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)

自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)涉及自動(dòng)化、電氣電子、氣動(dòng)、機(jī)械、網(wǎng)絡(luò)、摩擦材料、計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)，是現(xiàn)代高新技術(shù)的集成產(chǎn)品。系統(tǒng)強(qiáng)化了微機(jī)直通電空制動(dòng)系統(tǒng)的性能和可靠性，充分利用再生制動(dòng)；隨著速度的提高，輪軌黏著系數(shù)越來(lái)越低，列車制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)滑行可能性越來(lái)越大，研制出高性能的制動(dòng)防滑技術(shù)；列車制動(dòng)動(dòng)能與速度平方成正比，高速列車制動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生巨大熱負(fù)荷，研制出承擔(dān)熱負(fù)荷吸收的制動(dòng)盤(pán)和耐熱裂性能和抗熱衰退性好的閘片；針對(duì)列車高速運(yùn)行時(shí)輪軌黏著系數(shù)較低的情況，優(yōu)化了高速制動(dòng)階段的制動(dòng)力分配、減速度控制；出于可靠性和可維護(hù)性考慮，系統(tǒng)具有模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)特點(diǎn)等。

5.2 完善的系統(tǒng)診斷和故障導(dǎo)向安全控制

動(dòng)車組制動(dòng)的安全性主要涉及制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能力、可靠性、故障導(dǎo)向安全設(shè)計(jì)等方面。在需要停車時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)必須能讓運(yùn)行的動(dòng)車組在規(guī)定制動(dòng)距離內(nèi)停下來(lái)，動(dòng)車組緊急制動(dòng)距離取決于最大制動(dòng)能力，而列車最大制動(dòng)能力的設(shè)計(jì)要考慮輪軌間的黏著利用、基礎(chǔ)制動(dòng)熱容量及制動(dòng)控制性能等因素。制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)系到列車運(yùn)行安全，因此其必須安全、可靠，各子系統(tǒng)、關(guān)鍵部件和控制軟件在設(shè)計(jì)時(shí)必須可靠并有足夠冗余。同時(shí)，列車故障導(dǎo)向安全的思想必須貫穿制動(dòng)系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)及重要子系統(tǒng)、關(guān)鍵部件和控制軟件在保證自身可靠性的同時(shí)，在列車安全性上具有高度冗余性，能夠確保列車在需要停車時(shí)按照規(guī)定制動(dòng)距離停下來(lái)，而不會(huì)對(duì)列車造成任何設(shè)備損壞，即使制動(dòng)系統(tǒng)故障也能保證列車安全制動(dòng)停車，并具有使列車移動(dòng)到下一站的制動(dòng)能力，是一個(gè)充分考慮安全的制動(dòng)系統(tǒng)。自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)具有良好的故障診斷功能，以行車安全作為首要考慮因素，故障診斷系統(tǒng)可確認(rèn)、評(píng)估、報(bào)告在所有操作模式中發(fā)生的多數(shù)故障，包括故障對(duì)系統(tǒng)自身及對(duì)其他系統(tǒng)的影響，便于系統(tǒng)維護(hù)、故障定位查找和分析故障成因。動(dòng)車組在運(yùn)行過(guò)程中，有關(guān)運(yùn)行參數(shù)、過(guò)程數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)時(shí)傳輸至中央診斷系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控列車狀態(tài)并報(bào)告可能發(fā)生的故障和錯(cuò)誤。制動(dòng)系統(tǒng)診斷出故障時(shí)，列車將根據(jù)故障等級(jí)自動(dòng)進(jìn)行故障導(dǎo)向安全控制，保證列車安全、受控運(yùn)行，并可及時(shí)查找故障并分析故障成因。

5.3 研制出具有國(guó)際先進(jìn)水平的動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)

動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)主要由制動(dòng)系統(tǒng)電氣仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)、氣動(dòng)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)、摩擦副仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)、動(dòng)車組電空制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)、高速500 km/h基礎(chǔ)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件試驗(yàn)臺(tái)組成。該平臺(tái)采用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，對(duì)多種技術(shù)進(jìn)行集成創(chuàng)新，集計(jì)算機(jī)仿真分析設(shè)計(jì)、系統(tǒng)試驗(yàn)、零部件試驗(yàn)技術(shù)于一體，具有動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)及零部件研發(fā)設(shè)計(jì)、測(cè)試分析、試驗(yàn)驗(yàn)證能力，為動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)階段節(jié)約了研究經(jīng)費(fèi)、縮短了開(kāi)發(fā)周期、優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量，提升了中國(guó)鐵道科學(xué)研究院在動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)方面的研發(fā)實(shí)力，也為動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)、技術(shù)條件制定、產(chǎn)品認(rèn)證提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)和技術(shù)保障，對(duì)我國(guó)制動(dòng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，最終完成了平臺(tái)建設(shè)，并進(jìn)行了一系列技術(shù)創(chuàng)新，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

6 結(jié)束語(yǔ)

自主化CRH3型動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)采取高可靠性、舒適性設(shè)計(jì)，運(yùn)用微機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，優(yōu)先充分利用再生制動(dòng)，有效解決了既有動(dòng)車組遇到的制動(dòng)防滑、高制動(dòng)負(fù)荷等問(wèn)題，滿足動(dòng)車組技術(shù)要求，突破了國(guó)外公司的技術(shù)壟斷和限制，掌握了關(guān)鍵技術(shù)與核心控制技術(shù)，突破既有平臺(tái)的技術(shù)約束，使我國(guó)鐵路的技術(shù)創(chuàng)新不再受限制。

[1] 鐵道部運(yùn)裝客車［2010］253號(hào) 時(shí)速350公里新一代動(dòng)車組技術(shù)條件[S]．

[2] 張曙光．鐵路高速列車應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究與工程技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社，2007．

[3] International Union of Railways（UIC）．UIC 541-05：2005 Brakes-Specifications for the construction of various brake arts—Wheel Slide Protection device（WSP）[S]．

曹宏發(fā)：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，副研究員，北京，100081/ 100094

李和平：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，研究員，北京，100081/ 100094

楊偉君：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，研究員，北京，100081/ 100094

韓曉輝：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，研究員，北京，100081/ 100094

甘敦文：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司，副研究員，北京，100081/ 100094

責(zé)任編輯 高紅義

U266.2

A

1672-061X（2015）02-0062-06

鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2012J002-A）；中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2014J004-G）；中國(guó)鐵道科學(xué)研究院科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2014YJ046）。

所獲獎(jiǎng)項(xiàng)：2014年度中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。