1、广州地铁 APM 线列车制动系统风险性分析摘要：针对广州地铁 APM 线列车正线运行中出现的弹簧制动无法缓解，进而引起正线救援事件时有发生的问题，在介绍 APM 列车制动基本原理的基础上，分析了引起该问题的原因，并提出了相关解决方案。 关键词：广州地铁 APM；Innovia APM-100；制动；改进措施 中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号： 概论 广州珠江新城旅客自动输送系统 APM（Automated People Mover systems）也称自动导轨快捷运输系统(AGTS)，是一种无人自动驾驶、立体交叉的大众运输系统，通常只形容在范围狭小的地区所运行的低载量铁路运
2、输，例如是机场、城市商业区或主题公园的铁路运输。世界首条无人驾驶地下捷运系统广州珠江新城旅客自动运输系统(简称 APM 线)于2010 年 11 月 8 日正式开通试运行。 1APM 系统简介 广州地铁 APM 线采用庞巴迪公司 Innovia APM-100 型车辆，属于胶轮车；定员 138 人/辆，开行 7 列共 14 辆车，车长 12.8 米，宽 2.8 米，高 3.4 米，重 15 吨；车厢每侧均设有两组对开的外挂门；列车最大行驶速度为 55km/h，最大运载能力为单向每小时 4500 人。不同于国内已有的地铁、磁悬浮等交通运输系统，列车采用 600V 交流接触轨供电，由隧道中央的导向
3、轨引导列车在水泥面上行驶；信号系统采用庞巴迪 CITYFLO 650 控制系统，每节车都带有独立的车载自动控制系统，通过敷设在轨旁的漏缆与中央控制系统传输信息，实现无人驾驶、移动闭塞等功能。 2 制动机构原理 APM 列车主要制动形式为动态制动，即电阻制动；气制动，又称摩擦制动，作为动态制动的补充，摩擦制动分为弹簧制动和常用制动两种，无论是弹簧制动还是常用制动，其最终效果都是推动图 1 中的杆件发生向右的轴向移动，从而使蓝色的楔形块挤压闸瓦机构动作（动作方向如图 1 中两个红色箭头） ，闸瓦动作后和轮毂贴合摩擦，起到制动的效果。 图 1 制动机构简图 3 弹簧制动缓解方式 （1）正常状态缓解弹
4、簧制动 列车正常 ATO 模式运行或 RM 模式操作控制手柄离开紧急制动位时，紧急制动继电器 BIR 得电（见图 2） ，进而控制故障安全紧急电磁阀 FSE动作，压缩空气通过快速释放阀 QRV 到达弹簧制动室 FBC，压缩制动弹簧，即可缓解弹簧制动；当压缩空气不足或紧急制动继电器 BIR 因故无法正常得电时，制动室内的弹簧恢复原状启动弹簧制动。压缩空气流向如图3 实线部分所示。 图 2 弹簧制动电路原理 图 3 弹簧制动气路原理 （2）故障状态缓解弹簧制动 当列车故障导致弹簧制动无法正常缓解时，抢修人员须下车底将手动缓解阀门打到截止位，并连接客室设备柜内快速接头，绕开紧急制动继电器 BIR、故
5、障安全紧急电磁阀 FSE、快速释放阀 QRV（部分）等电控、气控设备，即旁路掉可能引起弹簧制动无法缓解的部件，使压缩空气通过对应快速释放阀 QRV 直接到达弹簧制动室缓解弹簧制动。压缩空气流向如图 3 中虚线部分所示。 4 存在的隐患 （1）不同于其他地铁车辆，对于 APM 列车而言，停车制动、紧急制动、弹簧制动均为同一概念，弹簧制动无法缓解时必须下车底将弹簧制动手动缓解阀门打到截止位，并连接客室设备柜内快速接头直接缓解弹簧制动；若不将手动缓解阀门打到截止位，当压缩空气和弹簧制动室之间的快速接头连接导通后压缩空气将通过快速释放阀 QRV 逆向排出，无法缓解弹簧制动。 （2）广州地铁 APM 线
6、隧道上下行区间共有 11 个区段无疏散平台，其中最长区段距离达 147 米，若列车因弹簧制动无法缓解问题停在隧道状况恶劣区间（无检修平台、空间狭窄无法进入车底作业）时，下车底手动缓解弹簧制动将极其困难。 5 改进措施 为使列车在出现故障时弹簧制动能够快速有效地缓解，技术人员分别从电路、气路方面提出两种改造方案： 方案 1：电路上对弹簧制动列车线进行旁路改造 弹簧制动缓解与否采用故障-安全模式，即当列车故障时弹簧制动无法缓解，当列车满足弹簧制动缓解条件时，紧急制动（弹簧制动）列车线回路导通，紧急制动继电器 BIR 得电，进而使气路导通便可缓解弹簧制动并解除牵引封锁，如图 3 实线部分所示。 紧急
7、制动列车线回路导通是列车弹簧制动缓解的必要条件，该回路任何一个节点出现故障均会导致列车弹簧制动无法正常缓解，因此考虑通过旁路相关节点的方式对紧急制动继电器 BIR 供电，而且确保手动模式下牵引手柄离开紧急制动位时才可缓解（防止误操作导致弹簧制动缓解） ，如图 3 虚线部分所示：N1E/TB1-19 接点外接 24VDC 电源端，TC4/TB1-18 接点外接 24VDC 回流端，通过一个双极断路器将其连接起来，紧急情况时手动闭合使之导通即可，如此便可达到将故障点旁路掉、缓解弹簧制动的目的。 优点：对整列车（多节编组时）紧急制动电路故障均有效，故障时操作任一节车旁路开关即可，且改造成本较低；缺点
8、：气路相关部件故障时无效。 方案 2：手动缓解阀门的电动手动一体化改造 若列车运营期间发生弹簧制动无法缓解问题，受隧道空间及供电轨带电等因素影响，维护人员下车底进行故障处理时间长、难度大、安全系数低，将会对运营服务造成较长时间的中断。现将手动缓解阀门改造为带手动功能的电动塞门，其控制开关设在客室设备柜内，正常情况下该电动塞门为无电、导通状态；当列车运行中出现弹簧制动无法缓解情况时，在客室设备柜连接快速接头、闭合电动塞门控制开关即可，这样将很大程度上减少了对正线运营的影响。 优点：当电路故障或气路相关部件故障时均能快速有效地缓解弹簧制动；缺点：由于编组中车厢之间制动气路不相通，故障时必须在故障车
9、操作方可，具有一定局限性，另外改造成本相对方案 1 较高。 6 结束语 基于广州地铁 APM 线列车实际运营中出现的正线弹簧制动无法缓解的问题，目前已根据方案 1 于 2012 年中期对所有列车紧急制动回路进行了改造，很大程度上降低了列车清客、救援的风险性，提高了列车运行的安全可靠性。同时，广州地铁 APM 线弹簧制动缓解方式的优化为其他轨道车辆制动方案的设计与改进，提供了一定的参考价值。 近年随着运营客流量的不断增加及网络媒体的快速发展，高质量的地铁运营服务水平成为国内外地铁运营商服务社会、擦亮自身企业品牌的基本要求，一方面要提高前台人性化服务，更重要的是提高检修质量，减少设备故障，一旦发生故障，也要尽最大可能将故障影响降到最低。 参考文献 1 广州珠江新城核心区旅客自动输送系统车辆设备手册 2010 年11 月庞巴迪运输（控股）美国有限公司 2 广州珠江新城旅客自动输送系统（APM）设计特点 2012 年8 月 史海鸥 罗燕萍 广州地铁设计研究院
