城市轨道交通车辆电气指令单元的作用及优势

现代城市轨道交通车辆的制动系统无一例外地采用电气指令单元来快速、准确、可靠地传递司机控制器的指令。电气指令单元从根本上改变了传统上使用压力空气作为制动信号传递和制动力控制的介质。早期的城市轨道交通车辆也曾使用过电磁直通式空气制动机，司机通过控制器对每节车上的制动电磁阀和缓解电磁阀进行励磁和消磁，以控制直通管的空气压力使各车辆中继阀工作，最终获得制动缸压力。但是电气指令的产生非常简单，传递方式依靠有触点电器，准确性差，故障率也很高。随着电子技术的迅速发展，出现了新的电气指令传递方式，即采用电气指令控制线的方式。采用电气指令控制线的主要目的是使列车制动、缓解迅速，停车平稳无冲动，缩短制动距离。采用这种方式的制动系统被称为电气指令制动控制系统。按指令方式分类，电气指令制动控制系统有数字式和模拟式两种。

1.数字式电气指令制动控制系统

数字式电气指令制动控制系统是指0和1两个数字，在组成三位数字时，除000外，还有001、010、011、100、101、110、111共七组组合。这样的数字式指令实际上是使用三根常用制动电气指令线并通过对应的三个电磁阀各自得电（相当于1）或失电（相当于0）组成的组合，从而获得七档制动指令。因此，数字式指令实际上是开关指令的组合，属于分档控制。这样的分档制动指令通过具有多块气动膜板的中继阀的动作，使制动缸获得恒定的七级压力。如果采用更多的指令线，可获得更多的制动指令，但根据一般的经验或操作，七级制动档数已基本足够。

数字式电气指令制动控制系统操纵灵活，可控性能好。我国自行制造的北京地铁车辆使用的SD型制动系统即为数字式电气指令制动控制系统。

2.模拟式电气指令制动控制系统(www.xing528.com)

模拟式电气指令制动控制系统可以实现无级制动和连续操纵。常用的模拟电信号有电流、电压、频率和脉冲等，这些模拟量可以传递制动控制的信号。理论上，模拟式电气指令制动控制系统的操纵比数字式的更方便，但它对指令传递的设备性能要求较高。如果设备性能不能满足要求，其精度会下降，从而影响制动效果。

目前，上海地铁和广州地铁使用的电气指令制动控制系统即为模拟式电气指令制动控制系统。从司机控制器发出的指令经调制器转换为脉冲宽度信号（即采用脉冲宽度调制方法，简称PWM），不同的脉冲宽度表示不同的制动等级。制动指令传递到每节车的微机制动控制单元。微机制动控制单元采集列车的运行速度和本车的负载量，对制动指令修正给出制动力值，并根据动力制动优先的原则，计算出所需补充的空气制动力的数值，用电气指令传送给电-空转换单元（EP阀）。电-空转换单元向中继阀输出空气压力指令。中继阀起着压力空气流量放大的作用，它将足够的压力空气冲入制动缸，以实现不同等级的制动作用；或者将压力空气排出制动缸，以实现不同程度的缓解作用。

从目前趋势来看，城市轨道交通车辆采用脉冲宽度调制（PWM）的模拟式电气指令制动控制系统，应当是较为先进的列车制动控制系统。