Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13264:2021 về Ứng dụng đường sắt - Hệ thống hãm - Bảo vệ chống trượt bánh xe

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13264:2021

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG HÃM - BẢO VỆ CHỐNG TRƯỢT BÁNH XE

Railway applications - Braking - Wheel slide protection

Lời nói đầu

TCVN 13264:2021 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn EN 15595:2018.

TCVN 13264:2021 do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG HÃM - BẢO VỆ CHỐNG TRƯỢT BÁNH XE

Railway applications - Braking - Wheel slide protection

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các tiêu chí để nghiệm thu và phê duyệt kiểu loại mới hệ thống bảo vệ chống trượt bánh xe (WSP) khi sử dụng trên phương tiện giao thông đường sắt. Tiêu chuẩn này cũng quy định các tiêu chí về tính năng hoạt động của hệ thống bảo vệ chống trượt bánh xe khi sử dụng trên một phương tiện cụ thể và trong các điều kiện vận hành cụ thể cũng như các yêu cầu đối với việc giám sát vòng quay bánh xe (WRM). Tiêu chuẩn này bao gồm các nội dung về đánh giá thiết kế, thử nghiệm và chất lượng của hệ thống WSP, WRM và các bộ phận cấu thành hệ thống WSP, WRM.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các loại phương tiện bánh xe lốp cao su hoặc các loại phương tiện được trang bị hệ thống hãm thủy lực.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi bổ sung nếu có.

TCVN 12090-3-2:2017 (EN 50121-3-2:2015), Ứng dụng đường sắt - Tương thích điện tử - Phần 3-2: Phương tiện giao thông đường sắt - Tổng thành thiết bị (Railway applications - Electromagnetic compatibility - Part 3-2: Rolling stock - Apparatus).

TCVN 10935-1:2015 (EN 50126-1:1999), Ứng dụng đường sắt - Quy định và chứng minh độ tin cậy, tính sẵn sàng, khả năng bảo dưỡng và độ an toàn (RAMS) - Phần 1: Các yêu cầu cơ bản và quy trình chung (Railway Applications - The Specification and Demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) - Part 1: Basic requirements and generic process).

TCVN 11391:2016 (EN 50128:2011), Ứng dụng đường sắt - Hệ thống xử lý và thông tin, tín hiệu - Phần mềm cho các hệ thống phòng vệ và điều khiển đường sắt (Railway applications - Communication, signalling and processing systems - Software for railway control and protection systems).

TCVN 12580:2019 (EN 50129:2003), Ứng dụng đường sắt - Hệ thống thông tin liên lạc, tín hiệu và xử lý - Các hệ thống tín hiệu điện tử liên quan đến an toàn (Railway applications - Communication, signalling and processing systems - Safety related electronic systems for signalling).

TCVN 12089:2017 (EN 50155:2007), Ứng dụng đường sắt - Thiết bị điện tử sử dụng trên phương tiện giao thông đường sắt (Railway applications - Electronic equipment used on rolling stock).

TCVN 4255:2008 (IEC 60529:2001), Cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài (Mã IP) (Degrees of protection provided by enclosures).

TCVN 12699:2019 (IEC 61373:2010), Ứng dụng đường sắt - Thiết bị trên phương tiện giao thông đường sắt - Các thử nghiệm va đập và rung động (Railway applications - Rolling stock equipment - Shock and vibration tests).

TCVN 8887-2:2011 (ISO 228-2:1987), Ren ống cho mối nối kín áp không được chế tạo bằng ren - Phần 2: Kiểm tra xác nhận bằng calip giới hạn (Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads - Part 2: Verification by means of limit gauges).

TCVN ISO/IEC 17025:2017, Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn (General requirements for the competence of testing and calibration laboratories).

TCVN 11256-1:2015 (ISO 8573-1:2010), Không khí nén - Phần 1: Chất gây nhiễm bẩn và cấp độ sạch (Compressed air - Part 1: Contaminants and purity classes).

EN 14478:2017, Railway applications - Braking - Generic vocabulary (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống hãm - Thuật ngữ chung)

EN 15663, Railway applications - Definition of vehicle reference masses (Ứng dụng đường sắt - Định nghĩa khối lượng tham chiếu của phương tiện).

EN 16834:-1, Railway applications - Braking - Brake performance (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống hãm - Hiệu năng hãm).

EN 45545 (all parts), Railway applications - Fire protection on railway vehicles (Ứng dụng đường sắt - Phòng cháy trên phương tiện giao thông đường sắt).

EN 50125-1, Railway applications - Environmental conditions for equipment - Part 1: Rolling stock and on-board equipment (Ứng dụng đường sắt - Điều kiện môi trường đối với thiết bị - Phần 1: Phương tiện giao thông đường sắt và thiết bị trên phương tiện).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ trong tiêu chuẩn EN 14478:2017 và các thuật ngữ định nghĩa sau:

3.1

Đặc tính bám (adhesion profile)

Bộ dữ liệu đã được xác định trước thể hiện các đặc tính bám của một khu gian trên tuyến đường vận hành.

3.2

Mức tiêu thụ khí nén tương đối (relative air consumption)

Tỷ lệ giữa tổng khối lượng khí nén được sử dụng trong quá trình hãm dừng tàu khi có sự tác động của WSP với tổng khối lượng khí nén sử dụng trong quá trình hãm dừng tàu khi không có sự tác động của WSP.

3.3

Bình chịu áp lực bổ sung (supplementary reservoir)

Bình chịu áp lực được sử dụng để tính toán xác định mức tiêu thụ khí nén tương đối trong quá trình thử nghiệm WSP.

3.4

Quá tải (crush laden)

Điều kiện tải của phương tiện trên cơ sở khối lượng thiết kế dưới tác dụng của tải bất thường (quá tải) phù hợp với EN 15663.

3.5

Đường ray khô ráo (dry rail)

Điều kiện của đường ray mà tại đó 100 % lực hãm của phương tiện đều có tác dụng và không có trục nào bị trượt với tỷ lệ lớn hơn 2 %.

3.6

Khoảng cách hãm trên đường ray khô ráo (dry rail stopping distance)

Là khoảng cách hãm thực tế đo được trong điều kiện đường ray khô ráo.

3.7

Độ bám thấp (low adhesion)

Độ bám giữa bánh xe và đường ray với hệ số bám nằm trong khoảng từ 0,05 đến 0,08.

3.8

Độ bám rất thấp (very low adhesion)

Độ bám giữa bánh xe và đường ray với hệ số bám nằm trong khoảng từ 0,03 đến 0,05.

3.9

Độ bám cực thấp (extremely low adhesion)

Độ bám giữa bánh xe và đường ray với hệ số bám nhỏ hơn 0,03.

3.10

Vận tốc tham chiếu (reference speed)

Tín hiệu tốc độ được tạo ra và thường được WSP hoặc WRM sử dụng để tính toán xác định ra một giá trị xấp xỉ với vận tốc tàu thực.

3.11

Vận tốc tàu ban đầu danh nghĩa (nominal initial train speed)

Vận tốc quy định khi bắt đầu hãm trong quá trình thử nghiệm hãm.

Chú thích 1: Vận tốc tàu thực có thể có sai lệch nhỏ.

Chú thích 2: Vận tốc này có thể được coi là vận tốc mục tiêu.

3.12

Thử nghiệm ngắt kết nối (uncoupled test)

Phương pháp thử hãm trong đó phương tiện (hoặc đơn nguyên độc lập) đang thử nghiệm được tách rời hoàn toàn khỏi đuôi của tàu thử nghiệm và tiến hành hãm độc lập, còn được coi là thử nghiệm trượt.

3.13

Thử nghiệm hãm dừng (brake to stop test)

Thử nghiệm hãm bắt đầu từ vận tốc ban đầu danh nghĩa đến lúc dừng lại, được thực hiện trên một phương tiện độc lập (đầu máy, toa xe khách) hoặc trên một đoàn tàu được chế tạo để thử nghiệm.

3.14

Trượt bánh xe tuyệt đối (absolute wheel slide)

Sai lệch giữa vận tốc tàu thực và vận tốc dài của bánh xe.

3.15

Trượt bánh xe tương đối (relative wheel slide)

Trượt bánh xe tuyệt đối chia cho vận tốc tàu thực.

3.16

Suy giảm lực hãm không mong muốn (undesired brake force reduction)

Sự suy giảm lực hãm không phải do tương tác của các bộ trục bánh xe.

3.17

Đường cong phối hợp hãm (brake blending curve)

Đường cong mô tả các đặc tính phối hợp giữa hãm khí nén và hãm động năng theo hàm vận tốc.

3.18

Bộ điều khiển WSP (WSP controller)

Thiết bị có phần cứng và phần mềm để nhận các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và cung cấp các đầu ra cho các thiết bị điều khiển hãm WSP, ví dụ: các van xả có khả năng điều chỉnh lực hãm.

3.19

Cơ cấu chấp hành WSP (WSP actuator)

Là cơ cấu chịu sự điều khiển của bộ điều khiển WSP để điều khiển lực hãm.

3.20

Van xả WSP (WSP dump valve)

Thiết bị được sử dụng để kiểm soát áp suất trong xi lanh hãm.

3.21

Cảm biến tốc độ (speed sensor)

Thiết bị được sử dụng để thu nhận tín hiệu tốc độ bánh xe hoặc tín hiệu tốc độ bộ trục bánh xe và cung cấp tín hiệu này cho bộ điều khiển WSP.

3.22

Giao diện vận hành (service interface)

Nơi truy cập thông tin chẩn đoán và kiểm tra công tác bảo trì.

3.23

Thẩm định (validation)

Quá trình phân tích để đưa ra kết luận dựa trên bằng chứng để xác định xem một hạng mục (ví dụ: quy trình, tài liệu, phần mềm hoặc ứng dụng) có phù hợp với yêu cầu của người sử dụng hay không, đặc biệt là về an toàn, chất lượng và nhấn mạnh vào sự phù hợp của hoạt động với mục đích của hạng mục đó trong môi trường dự định.

3.24

Thẩm tra (verification)

Quá trình kiểm tra để đưa ra kết luận dựa trên bằng chứng về các hạng mục đầu ra (quy trình, tài liệu phần mềm hoặc ứng dụng) của một giai đoạn phát triển cụ thể đáp ứng các yêu cầu của giai đoạn đó về tính đầy đủ, chính xác và thống nhất.

Chú thích: Việc thẩm tra chủ yếu dựa trên việc đánh giá tài liệu (tài liệu thiết kế, thi công và thử nghiệm, ...).

3.25

Gia tốc giảm thiết kế (designed deceleration)

Mức giảm tốc lớn nhất được xác định thông qua tính toán mà hệ thống hãm trên phương tiện tạo ra, theo phương thức thông thường trên đường thẳng, phẳng.

3.26

Thử nghiệm trượt (slide test)

Thử nghiệm được thực hiện trong các điều kiện độ bám bị suy giảm.

3.27

Thử nghiệm trên đường ray khô ráo (dry rail test)

Thử nghiệm được thực hiện tại vị trí mà các điều kiện về độ bám sẽ hỗ trợ để tạo ra lực hãm lớn nhất.

3.28

Thử nghiệm kéo (drag test)

Thử nghiệm để mô phỏng hãm khi xuống dốc, được thực hiện bằng một thiết bị kéo hỗ trợ để đạt được tốc độ không đổi khi tác dụng hãm không đổi.

3.29

Thử nghiệm hãm (brake test)

Thử nghiệm tác dụng của hệ thống hãm để đạt được mức giảm tốc quy định.

3.30

Tự trọng (tare laden)

Điều kiện tải của phương tiện trên cơ sở khối lượng thiết kế theo thứ tự làm việc phù hợp với EN 15663.

Chú thích: Tải này có thể phải bao gồm cả con người và thiết bị thử nghiệm bổ sung được sử dụng.

4  Ký hiệu và từ viết tắt

Trong tiêu chuẩn này, có những ký hiệu và từ viết tắt sau:

5  Các yêu cầu

5.1  Yêu cầu chức năng

5.1.1  Mục tiêu của bảo vệ chống trượt bánh xe

Mục tiêu của việc lắp hệ thống WSP cho tàu là để hỗ trợ đạt được những mục đích sau:

- Rút ngắn tối đa khoảng cách hãm chênh lệch so với khoảng cách hãm trên đường ray khô ráo (điều kiện bám tốt);

- Giảm thiểu mức độ hư hỏng bộ trục bánh xe do hiện tượng trượt bánh xe hoặc bó hãm bánh xe;

- Giảm thiểu mức độ hư hỏng đường ray;

- Đối với hệ thống hãm khí nén, giảm thiểu tối đa mức tiêu thụ khí nén so với khi hãm dừng trên đường ray khô ráo mà WSP không hoạt động.

Thứ tự ưu tiên cụ thể của các mục tiêu trên có thể khác nhau đối với các loại ứng dụng khác nhau hoặc ngay cả với một ứng dụng cụ thể.

Các mục tiêu trên được coi là đáp ứng, nếu thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

5.1.2  Yêu cầu chức năng chung

Một hệ thống WSP/WRM độc lập phải điều khiển không quá tám trục bánh xe.

Trong trường hợp các đơn nguyên kéo có khả năng vận hành độc lập, mọi sự cố đơn lẻ của hệ thống WSP phải không gây ra suy giảm lực hãm quá 50 % trên các trục được hãm. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng nhiều hệ thống WSP hoặc sử dụng một hệ thống hãm độc lập mà không bị ảnh hưởng bởi WSP.

Vận tốc dài của các bộ trục bánh xe được tính toán trên cơ sở lấy thông tin từ các cảm biến tốc độ và vận tốc này sẽ được giám sát bởi các bộ điều chỉnh hoặc hệ thống điều khiển tự động (bộ điều khiển inform WSP).

Bộ điều khiển WSP có thể sử dụng các thông tin bổ sung (ví dụ: tín hiệu từ cảm biến áp suất) về trạng thái của tàu để điều khiển WSP.

Bộ điều khiển WSP truyền các lệnh điều khiển đến các cơ cấu chấp hành WSP (ví dụ: các van xả WSP) để giảm, giữ hoặc khôi phục toàn bộ hoặc một phần lực hãm.

Trong ngưỡng vận tốc thấp, WSP phải không được làm suy giảm lực hãm. Ngưỡng vận tốc thấp này không được cao hơn 5 km/h và không thấp hơn 0,5 km/h. Nếu lực hãm suy giảm khi tốc độ tàu giảm xuống ngưỡng vận tốc thấp thì hệ thống WSP phải khôi phục lực hãm về giá trị yêu cầu.

Khi khởi động tàu, WSP phải sẵn sàng hoạt động trước khi vận tốc tàu đạt 6 km/h. Đối với tàu hàng, nếu không cung cấp điện ở vận tốc thấp thì ngưỡng vận tốc thấp có thể được tăng lên tới 15 km/h.

Hệ thống WSP phải duy trì hoạt động trong khi có lực hãm (cho đến khi lực hãm được nhả hoàn toàn).

WSP không được làm tăng lực hãm lên trên mức mà hệ thống hãm yêu cầu. WSP không được thay đổi lực hãm yêu cầu khi tàu ở trạng thái dừng ngoại trừ trong quá trình thử nghiệm hệ thống.

Tất cả các ngưỡng vận tốc được quy định trong tiêu chuẩn này phải gắn liền với đường kính bánh xe trung bình danh nghĩa nếu chưa biết trị số đường kính bánh xe thực tế.

5.1.3  Điều khiển lực hãm

5.1.3.1  Yêu cầu đối với hãm ma sát bằng khí nén

Cơ cấu chấp hành WSP (ví dụ: van xả WSP hoặc các thiết bị điều khiển khí nén khác - van hãm tích hợp) được sử dụng để điều chỉnh lực hãm.

Hệ thống WSP không cho phép kết nối trực tiếp giữa nguồn cung cấp khí nén và nguồn xả.

5.1.3.2  Hãm động năng

Hãm động năng phải có bộ điều khiển WSP theo tiêu chuẩn này hoặc phải có các thiết bị để tắt hãm động năng trong trường hợp bị trượt.

Nếu hãm động năng được sử dụng đối với ứng dụng hãm khẩn cấp thì phải có bộ điều khiển WSP cho hãm động năng.

Nếu hãm động năng được điều khiển bởi một lệnh điều khiển độc lập, tách biệt với lệnh điều khiển toàn bộ tàu thông thường, các tiêu chí trượt lớn nhất, như được quy định trong 5.4.3.1, tối thiểu phải thỏa mãn.

Hãm động năng có thể được trang bị WSP riêng biệt. Miễn là hãm ma sát không được kích hoạt, hiện tượng trượt có thể được kiểm soát chỉ bằng WSP của hãm động năng.

WSP phải được áp dụng cho cả hai hệ thống hãm nếu hãm động năng và hãm ma sát được điều khiển bởi chức năng phối hợp hãm hoặc được vận hành độc lập để đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

5.1.4  Bộ giám sát thời gian bảo vệ chống trượt bánh xe (bộ đếm thời gian an toàn)

Vì lý do an toàn, hệ thống phải có chức năng giám sát để tránh lực hãm bị giảm quá lớn.

Chức năng giám sát thời gian bảo vệ chống trượt bánh xe phải được đưa vào trong các hệ thống WSP để có khả năng tác động trong quá trình hãm khẩn cấp và chức năng này phải độc lập với thuật toán điều khiển WSP và vi xử lý điều khiển WSP.

Thời gian nhả hãm liên tục theo yêu cầu của WSP phải không được vượt quá 10 giây. Sau thời gian này, bộ giám sát thời gian WSP phải loại bỏ sự can thiệp của WSP.

Bộ giám sát thời gian WSP phải loại bỏ sự can thiệp của WSP trong trường hợp lực hãm được duy trì không đổi hoặc giảm liên tục dưới mức yêu cầu mà không tăng lực hãm trong một khoảng thời gian không quá 15 giây. Chức năng giám sát thời gian phải luôn được kích hoạt trong các thử nghiệm WSP, để khôi phục lực hãm theo quy định nếu nhả hãm giai đoạn được duy trì hoặc lực hãm bị giảm do hoạt động của WSP. Việc kích hoạt chức năng này trong quá trình thử nghiệm phải được thể hiện và ghi lại.

Nếu chức năng giám sát thời gian được kích hoạt thì chức năng này chỉ được tái lập sau khi bộ điều khiển WSP dừng ra lệnh giảm lực hãm.

5.1.5  Cung cấp khí nén

WSP nên có khả năng bị loại trừ nếu áp suất bình chịu áp lực giảm xuống dưới giá trị quy định.

Đối với các hệ thống một đường ống cấp khí nén, hệ thống WSP phải đảm bảo rằng hoạt động của WSP phải bị loại trừ nếu áp suất bình chịu áp lực nhỏ hơn 300 mbar so với áp suất tác dụng hãm cao nhất.

WSP phải có khả năng tự động làm việc lại khi tín hiệu cưỡng bức được loại bỏ.

5.1.6  Chênh lệch đường kính bánh xe

Khi tính toán tốc độ của một phương tiện cụ thể, hệ thống WSP và WRM phải chấp nhận sự chênh lệch cho phép của đường kính bánh xe, trong dải từ bánh xe mới đến bánh xe bị mòn, để không gây ra kích hoạt WSP hoặc WRM hoạt động do sự chênh lệch này.

5.1.7  Giám sát vòng quay bánh xe (WRM)

5.1.7.1  Tổng quan

Các đặc tính giám sát vòng quay bánh xe bổ sung cho các yêu cầu về chức năng từ 5.1.1 đến 5.1.6 đối với thiết bị WSP được thiết kế cho các dải tốc độ cao. Khi được trang bị, WRM bổ sung thêm cho thiết bị WSP chức năng giám sát vòng quay để giám sát liên tục vòng quay của bộ trục bánh xe và phát hiện ra sự bất thường của vòng quay.

5.1.7.2  Các đặc tính chức năng

Nếu một bộ trục bánh xe bị bó hãm khi tàu khởi động, chức năng giám sát vòng quay phải xuất ra một hiển thị phát hiện được trục bị bó hãm trong khoảng thời gian không quá 10 s sau khi tàu đạt được tốc độ 50 km/h.

Trong quá trình chạy, chức năng giám sát vòng quay xuất ra một tín hiệu phát hiện sự sai khác bất thường về vận tốc của các bộ trục bánh xe trong khoảng thời gian lớn hơn 10 s. Sự sai khác được coi là bất thường nếu sai khác ít nhất là X km/h + Y.v_ref. Các tham số X và Y được xác định theo từng trường hợp, nhưng không vượt quá 50 km/h + 0,3.v_ref.

5.1.7.3  Các yêu cầu hệ thống

Chức năng giám sát vòng quay được thực thi trong bộ WRM và có thể được thực thi bổ sung trong bộ điều khiển WSP.

Nếu các đoàn tàu được yêu cầu trang bị các hệ thống giám sát vòng quay độc lập thì cả hai hệ thống (WSP và WRM) đều có thể đưa ra thông tin trục bị bó hãm cho hệ thống tàu.

Đối với từng bộ trục bánh xe được giám sát, hệ thống WRM phải bao gồm ít nhất một mạch cảm biến tốc độ độc lập về điện với WSP. WSP và WRM có thể trao đổi dữ liệu đối với mục đích chẩn đoán.

Các mạch điện/điện tử trong WSP và WRM bao gồm mạch cung cấp nguồn điện từ ắc quy và các mạch bảo vệ phải hoạt động độc lập với nhau. Các giao diện về điện phải được thiết kế sao cho hư hỏng của một hệ thống không làm suy yếu đến các hệ thống khác, ví dụ: cách điện galvanic (galvanic isolation).

Hệ thống WSP có thể đóng vai trò như là hệ thống WRM đối với các trục khác hơn là đối với trục mà WSP trực tiếp điều khiển.

5.1.7.4  Các tính năng được đề xuất

Khuyến nghị rằng WRM cũng có chức năng loại bỏ lực hãm đối với bộ trục bánh xe có liên quan (bao gồm hãm động năng của các trục có động cơ điện kéo) nếu phát hiện thấy sự sai khác bất thường về vận tốc dài của bộ trục bánh xe. Nếu WRM cũng có chức năng xả khí nén như WSP thì các yêu cầu của WSP về bộ đếm thời gian an toàn, các van xả và các tính năng về chẩn đoán để giảm lực hãm cũng phải được áp dụng cho WRM.

WRM cũng có thể đảm nhận các chức năng chính của WSP nếu hệ thống này bị sự cố. Trong trường hợp này, WRM phải tuân thủ các yêu cầu của WSP.

5.1.8  Chẩn đoán

5.1.8.1  Tự chẩn đoán cố định

Khi hệ thống WSP hoặc WRM hoạt động, phải kiểm tra được tính sẵn sàng và việc hoạt động chính xác của các cảm biến tốc độ.

Phải phát hiện được các trạng thái hở mạch và ngắn mạch của các cảm biến tốc độ.

Nếu các cảm biến tốc độ cho các tín hiệu bổ sung được sử dụng trong hệ thống WSP thì việc chẩn đoán các cảm biến tốc độ này cũng phải được thực hiện.

Tính sẵn sàng của các mạch điện của các cơ cấu chấp hành WSP (các van xả), các trạng thái hở mạch và ngắn mạch, phải được phát hiện khi các lệnh điều khiển được bộ điều khiển gửi đến cơ cấu chấp hành WSP (van xả) thích hợp.

Các chức năng chẩn đoán cố định bổ sung, được sử dụng phổ biến trong công nghệ về hệ thống điện tử, phải được thực hiện để giám sát sự hoạt động chính xác và tính sẵn sàng của WSP. Các chức năng này được điều chỉnh và xác định trên cơ sở cấu tạo cụ thể của từng WSP.

Việc giám sát chẩn đoán không được làm suy giảm các chức năng hãm trong quá trình vận hành của phương tiện.

Thông tin thu thập phải được cung cấp cho hệ thống tàu để có thể phát hiện ra sự cố đồng thời của cả WSP và cả WRM trên tất cả các trục.

5.1.8.2  Thử kích hoạt thủ công

Phải có thể thử kích hoạt thủ công WSP đối với phương tiện ở trạng thái dừng. Việc kích hoạt từ xa hoặc kích hoạt tự động phép thử này cũng có thể được cho phép, miễn là thỏa mãn tất cả các yêu cầu về kích hoạt thủ công.

Thử kích hoạt thủ công WSP phải bị hủy khi WSP phát hiện chuyển động của phương tiện trước khi phương tiện đạt tới 3 km/h.

Thử kích hoạt thủ công WSP bao gồm các phép thử đối với các sự cố không hoạt động có thể được phát hiện khi phương tiện ở trạng thái dừng.

Thử kích hoạt thủ công WSP phải bao gồm các phép thử đối với chức năng giám sát thời gian WSP.

Thử kích hoạt thủ công WSP phải bao gồm các phép thử đối với từng cơ cấu chấp hành WSP. Trong trường hợp có nhiều hơn một cơ cấu chấp hành WSP trong từng hệ thống WSP thì phép thử này phải được thực hiện tuần tự trên các cơ cấu chấp hành WSP này.

Tất cả các trạng thái của cơ cấu chấp hành WSP phải được thử bao gồm việc nhả hoàn toàn lực hãm. Chức năng của các cơ cấu chấp hành WSP có thể được kiểm tra thông qua âm thanh của khí nén phát ra, thông qua kiểm tra trực quan hoặc các phương thức kiểm tra khác.

Nếu có thể, việc thử kích hoạt thủ công WSP phải tuần tự nhả các cơ cấu chấp hành WSP để không gây nguy hiểm cho việc bảo vệ tàu khi tàu dừng.

Thử kích hoạt thủ công WSP phải cung cấp các mã báo sự cố và thông tin về tính sẵn sàng có thể được truy cập qua giao diện vận hành của hệ thống WSP.

Thử kích hoạt thủ công WSP không được có tác động bất lợi đến các chức năng khác mà sử dụng các tín hiệu đầu ra do WSP cung cấp.

5.1.8.3  Thử kích hoạt tự động

WSP phải tự kích hoạt thử tự động khi hệ thống bắt đầu hoạt động để đảm bảo tối thiểu thiết bị điều khiển điện tử và các thiết bị ngoại vi đã sẵn sàng làm việc.

Ngoài ra, một phần hoặc toàn bộ quy trình thử có thể được kích hoạt tự động ở các thời điểm khác nhau, ví dụ: khi tàu dừng.

Thử kích hoạt tự động không được làm suy yếu đến các chức năng hãm.

5.1.8.4  Quản lý sự cố

Bất kỳ sự cố nào được phát hiện đều phải được hiển thị trên giao diện vận hành dưới dạng mã báo sự cố và được lưu trữ trong bộ nhớ sự cố của hệ thống WSP và/hoặc hệ thống chẩn đoán trên phương tiện.

Công nghệ lưu trữ sự cố phải được lựa chọn để đảm bảo thông tin sự cố vẫn được lưu trữ trong bộ nhớ trong ít nhất 3 tháng kể cả khi không có nguồn điện.

Mã báo sự cố và quy trình bảo trì phải được thiết kế sao cho có thể nhận diện được thiết bị sự cố dù là nhỏ nhất.

5.1.8.5  Giao diện vận hành

Giao diện vận hành phải là MMI cục bộ và/hoặc kết nối với máy tính chẩn đoán hoặc hệ thống chẩn đoán.

Giao diện vận hành phải cung cấp tối thiểu các thông tin về trạng thái sẵn sàng của WSP, dưới dạng các hiển thị “Sự cố” và “Tốt”.

Giao diện vận hành phải cung cấp quyền truy cập vào mã báo sự cố và thông tin chẩn đoán được lưu trữ nội bộ.

Giao diện vận hành phải có các phương thức để có thể thực hiện các phép thử kích hoạt thủ công phù hợp với 5.1.8.2.

5.2  Các yêu cầu thiết kế

5.2.1  Thông số kỹ thuật về môi trường

Hệ thống WSP/WRM phải chịu được các điều kiện môi trường như được quy định trong EN 50125-1, tùy thuộc vào vị trí của các bộ phận được lắp trên phương tiện và điều kiện vận hành.

Liên quan đến các yêu cầu về nhiệt độ môi trường của thiết bị điện tử, cũng có thể áp dụng TCVN 12089:2017 (EN 50155:2007).

Thiết bị điều khiển WSP phải hoạt động trong phạm vi các yêu cầu của TCVN 12090-3-2:2017 (EN 50121-3-2:2015).

Các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài phải đạt cấp IP65 phù hợp với TCVN 4255:2008 (IEC 60529:2001).

5.2.2  Chống cháy

Yêu cầu tối thiểu đối với hệ thống WSP/WRM là phải phù hợp với bộ tiêu chuẩn EN 45545.

5.2.3  RAMS

5.2.3.1  Độ tin cậy

Đánh giá về độ tin cậy phải được thực hiện đối với hệ thống WSP/WRM phù hợp với TCVN 10935-1:2015 (EN 50126-1:1999) (trong giai đoạn thử nghiệm thiết kế).

5.2.3.2  An toàn

WSP/WRM phải được thực hiện phân tích an toàn đối với các tình huống có thể dự đoán sau (ER):

- ER1: Việc suy giảm hoặc duy trì lực hãm ngoài ý muốn trên một kênh điều khiển trong một khoảng thời gian vượt quá quy định trong 5.1.4;

- ER2: Hư hỏng của bất kỳ đầu ra tốc độ nào được sử dụng trong chức năng an toàn chính (tác dụng lực hãm phụ thuộc vào tốc độ, hãm từ ray);

- ER3: Suy giảm hoặc mất "chức năng giám sát vòng quay bánh xe" nếu có.

Xác suất tính theo giờ của các tình huống đã được dự đoán sẽ xảy ra phải thỏa mãn các giá trị dưới đây.

- ER1 ≤ 10^-6/giờ;

- ER2 ≤ 10^-5 /giờ với vận tốc danh nghĩa V_nom ≤ 200 km/h;

≤ 10^-6 /giờ đối với thiết bị được phê duyệt vận tốc danh nghĩa V_nom > 200 km/h.

- ER3 ≤ 10^-5/giờ.

5.2.3.3  Khả năng bảo trì

WSP/WRM nên được chế tạo theo thiết kế mô-đun và các mô-đun có cùng chức năng nên có tính lắp lẫn. Các mô-đun điện tử không có tính lắp lẫn về chức năng thì không thể cắm được vào vị trí không chính xác (không cắm được vào với nhau vì đầu dắc cắm có hình dạng khác nhau).

5.2.3.4  Điều kiện chế độ suy giảm

Một sự cố của cảm biến tốc độ lắp trên trục khi được phát hiện ra không được tác động bất lợi đến việc điều khiển các trục khác.

Trong trường hợp này, tín hiệu tốc độ từ các thiết bị, trục khác có liên quan đến WSP có thể được sử dụng để điều khiển trục bị sự cố này. Tín hiệu này có thể là từ WRM, từ bộ điều khiển lực kéo, từ trục bên cạnh trên cùng một giá chuyển hoặc từ trục khác gần nhất, .... phụ thuộc vào cấu hình của phương tiện.

5.2.4  Kết cấu cơ khí

Các bộ phận của hệ thống và (các) dắc nối của chúng phải chịu được môi trường như được quy định trong TCVN 12699:2019 (IEC 61373:2010) tùy thuộc vào vị trí lắp đặt.

Việc tuân thủ có thể được chứng minh qua thiết kế và hồ sơ thử nghiệm.

5.2.5  Quản lý điện năng

Hệ thống WSP/WRM phải được thiết kế để hoạt động chính xác trong dải dao động điện áp như được quy định trong TCVN 12089:2017 (EN 50155:2007) trừ khi hệ thống WSP tự tạo ra năng lượng riêng của nó.

Nếu dao động điện áp vượt quá giới hạn này, WSP/WRM phải hoạt động bình thường hoặc ở trạng thái tắt nếu tín hiệu xác định trước được đưa ra cho tất cả các hệ thống kết nối (chẳng hạn như hệ thống hãm, điều khiển cửa, ...).

Thiết bị WSP có thể có tùy chọn chế độ chờ đi kèm. Nếu WSP có tùy chọn chế độ chờ, nguồn điện cung cấp cho WSP/WRM phải được thiết kế để đảm bảo rằng WSP sẽ được cấp điện muộn nhất khi cần chức năng đó. Được phép sử dụng lệnh nhả hãm để thoát khỏi chế độ chờ mà không trực tiếp phát hiện việc chuyển động của phương tiện.

5.2.6  Phần mềm

Phần mềm được sử dụng trong WSP/WRM phải được phát triển phù hợp với TCVN 11391:2016 (EN 50128:2011).

5.2.7  Bộ điều khiển điện tử Đầu vào/Đầu ra (I/O)

Trong trường hợp có các yêu cầu đối với hệ thống WSP hoặc WRM để giao tiếp với các chức năng khác của phương tiện (cửa, hãm từ ray, ...), các giao diện này phải được thiết kế phù hợp với TCVN 12580:2019 (EN 50129:2003).

Tín hiệu I/O được tạo ra trong giao diện với các chức năng khác của phương tiện phải tuân thủ theo các mức toàn vẹn an toàn được yêu cầu bởi chức năng đó đối với các tín hiệu đó.

Các giao diện giữa WSP hoặc WRM và các chức năng khác của phương tiện phải đảm bảo rằng không xảy ra hiện tượng làm việc sai chức năng của WSP hoặc WRM do các sự cố hoặc ngắn mạch trong các tín hiệu giao diện đó.

5.2.8  Cảm biến - thu thập vận tốc trục

Các cảm biến tốc độ phải được xem là một phần không thể thiếu của hệ thống WSP hoặc WRM.

Cảm biến này phải dễ dàng ngắt kết nối để bảo trì giá chuyển hướng hoặc bộ trục bánh xe.

5.2.9  Cơ cấu chấp hành - điều chỉnh lực hãm

5.2.9.1  Yêu cầu chung

Các cơ cấu chấp hành WSP được sử dụng để điều chỉnh lực hãm phải được xem là một phần không thể thiếu của hệ thống WSP và WRM nếu trong hệ thống WRM có chức năng lựa chọn điều chỉnh lực hãm.

5.2.9.2  Các hệ thống khí nén

5.2.9.2.1  Lưu giữ khí nén

Van xả hoặc các thiết bị điều khiển khác không được giữ lại quá 0,1 bar trong xi lanh hãm khi được ngắt nguồn điện trong điều kiện vận hành và nhả hãm.

5.2.9.2.2  Chất lượng khí nén

Nhà sản xuất phải quy định các yêu cầu về chất lượng khí nén dùng cho hệ thống WSP phù hợp với TCVN 11256-1:2015 (ISO 8573-1:2010).

5.2.9.2.3  Giao diện khí nén

Giao diện khí nén với đường ống trên phương tiện nên được thông qua một ống dẫn để cho phép tháo van xả mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của đường ống. Các đầu nối ống phải phù hợp với mối ghép ống theo TCVN 8887-2:2011 (ISO 228-2:1987). Cuộn cảm (van điều tiết) nên được đặt trong ống dẫn của van xả.

5.2.9.2.4  Rò khí

Van xả WSP phải ngăn chặn mọi sự suy giảm áp suất khí nén vượt quá mức cho phép trong xi lanh hãm ra ngoài. Trong khoảng từ - 25 °C đến + 70 °C, van xả WSP không được rò rỉ với tốc độ lớn hơn 0,01 Nl/min khi được thử nghiệm ở áp suất làm việc danh nghĩa.

Trong khoảng từ - 40 °C đến - 25 °C, van xả WSP có tốc độ rò rỉ không lớn hơn 0,1 Nl/min khi được thử nghiệm ở áp suất làm việc danh nghĩa.

Thử nghiệm rò khí này được thực hiện phù hợp với 6.2.3.2.2.

5.2.9.3  Kết nối điện

Kết nối điện phải được thiết kế để ngăn bụi và nước xâm nhập.

Kết nối này phải được chứng minh nếu kết nối cho cơ cấu chấp hành WSP được xếp hạng cấp IPXX phù hợp với TCVN 4255:2008 (IEC 60529:2001). Nếu kết nối được xếp hạng cấp IP67, thì nó phải dành cho các ứng dụng đa năng và cấp IP65/IP67 này phải phù hợp với TCVN 4255:2008 (IEC 60529:2001).

5.3  Khuyến nghị lắp đặt

5.3.1  Yêu cầu lắp đặt chung

Việc thiết kế và tích hợp WSP/WRM phải đảm bảo rằng các hệ thống hoặc các chức năng khác của phương tiện không làm thay đổi việc hoạt động chính xác của WSP/WRM.

Các yêu cầu về lắp đặt của nhà sản xuất phải được cung cấp khi cần thiết để đảm bảo rằng hệ thống được lắp đặt duy trì tuân thủ các yêu cầu thiết kế đã được thử nghiệm kiểu loại.

Các yêu cầu về hoạt động của hệ thống WSP/WRM và các bộ phận của nó trên phương tiện chẳng hạn như hệ thống WSP/WRM và hoạt động của nó (ở tất cả các chế độ) không được có tác động bất lợi đến các bộ phận cấu thành của phương tiện, giá chuyển hướng, tàu hoặc đường ray.

Nếu tín hiệu vận tốc tham chiếu được sử dụng bởi các chức năng khác, ngoài thiết bị WSP/WRM, các chức năng khác này phải không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu tham chiếu hoặc thiết bị WSP/WRM.

Các bộ phận của hệ thống WSP/WRM nên được lắp đặt sao cho giảm thiểu rủi ro cho những người sẽ làm việc trên phương tiện (ví dụ chấn thương do các cạnh sắc nhọn gây ra).

Các cảm biến tốc độ nên kết nối vào một hộp đấu nối hoặc nên được trang bị dắc cắm.

5.3.2  Hệ thống khí nén

5.3.2.1  Cung cấp khí nén

Thiết bị khí nén trên phương tiện (đặc biệt là kích thước của bình chịu áp lực) nên được tính toán kích thước sao cho mức tiêu thụ khí nén của WSP không làm suy giảm hiệu năng của hãm khí nén.

5.3.2.2  Đường ống và bố trí

Các khuyến nghị đối với việc lắp đặt hệ thống đường ống khí nén trên phương tiện:

- Nếu được, các ống nên có kích thước bằng nhau và giống nhau trên từng trục;

- Đường kính ống nên được điều chỉnh theo đường kính lỗ danh nghĩa của các van xả;

- Nếu được, van xả WSP nên được lắp đặt gần với xi lanh hãm;

- Việc lắp đặt van xả nên bố trí ở vị trí để bảo vệ các lỗ thông khí luôn thông suốt.

5.3.3  Cung cấp điện và hệ thống điện

5.3.3.1  Bảo vệ

Việc cung cấp điện cho WRM nên được bảo vệ bởi một thiết bị ngắt mạch riêng để đảm bảo độc lập với WSP trong việc giám sát các trục tương tự.

Việc lắp đặt WSP cho hệ thống hãm ma sát nên có mạch điện được bảo vệ riêng trừ khi nó là một phần tích hợp của bộ điều khiển hãm.

Việc lắp đặt WSP trên phương tiện kéo theo (không có động lực), mà không phải là một phần của tàu nhiều đơn nguyên có cấu hình cố định thì nên có mạch bảo vệ riêng.

Các cầu chì hoặc thiết bị ngắt mạch cho WSP/WRM nên được nhận diện rõ ràng để chúng không bị nhầm lẫn hoặc vận hành giống nhau.

5.3.3.2  Điều khiển

WSP/WRM luôn được cung cấp điện bất cứ khi nào có nguồn điện.

Chỉ cho phép tự động ngắt nguồn cung cấp điện trong trường hợp ở chế độ chờ hoặc để bảo vệ ắc quy vì lý do an toàn cho ắc quy (tình trạng ắc quy bị suy giảm hoặc điện áp thấp do thiếu nguồn cấp điện trong thời gian dài).

Sau khi bị tắt do biến động điện áp, WSP/WRM phải tự động hoạt động bình thường trở lại sau khi điện áp cung cấp ổn định trong dải điện áp quy định.

5.4  Yêu cầu về hiệu năng đối với WSP

5.4.1  Hiệu năng

Hiệu năng của hệ thống WSP là khả năng đạt được các mục tiêu trong 5.1.1 khi một phương tiện được hãm trong các điều kiện bám suy giảm.

Đối với thử nghiệm hoạt động trên phương tiện và thử nghiệm kiểu loại, hiệu năng của hệ thống WSP phải được thẩm định thông qua các thử nghiệm trên đường hoặc các thử nghiệm trên thiết bị mô phỏng. Các yêu cầu tối thiểu đối với thiết bị mô phỏng được quy định trong Phụ lục B.

Mọi đánh giá về hiệu năng của hệ thống WSP về khả năng đạt được các mục tiêu quy định trong mọi thử nghiệm được đưa ra đều phải xem xét tới các tiêu chí sau:

- Độ bám (thấp, rất thấp, cực thấp);

- Tốc độ hãm của phương tiện trong các điều kiện khô ráo;

- Bản chất của chất gây ô nhiễm đường ray;

- Tốc độ của phương tiện khi bắt đầu hãm;

- Thành phần đoàn tàu mà phương tiện được thử nghiệm;

- Cấu hình, gồm phần cơ khí và khí nén, của hệ thống hãm trên phương tiện;

- Hệ thống cung cấp khí nén hoặc lưu trữ khí nén trên phương tiện.

Các tiêu chí về hiệu năng chung được đưa ra sẽ giả thiết WSP được trang bị trên phương tiện có bộ điều khiển WSP trên từng trục và nguồn cung cấp khí nén được bổ sung liên tục. Nếu không rơi vào trường hợp này, việc giảm hiệu năng được hiển thị ở các vị trí thích hợp hoặc được mô tả trong Phụ lục G.

Các yêu cầu về hiệu năng đã nêu phải được thực hiện đối với riêng hệ thống WSP khi nó không bị ảnh hưởng bởi các hệ thống khác như hệ thống kéo và hãm động năng.

Khi các phương tiện có nhiều hơn một hệ thống WSP và/hoặc nhiều hơn một hệ thống hãm cùng hoạt động thì phải có một giao diện thống nhất về sự tương hỗ giữa chúng để tạo ra hiệu năng cần thiết trong tất cả các chế độ vận hành của phương tiện.

WSP phải làm việc từ tốc độ lớn nhất của phương tiện như tốc độ tác dụng hãm, tuy nhiên, WSP phải làm việc chính xác ở mọi tốc độ ban đầu thấp hơn.

Cuối cùng, trạng thái đạt/không đạt của hệ thống WSP liên quan đến mọi yêu cầu về hiệu năng phải được tính toán xác định có tham chiếu đến các quy trình thử nghiệm cụ thể được áp dụng, các điều kiện thử nghiệm và việc phân tích kết quả thử nghiệm.

5.4.2  Khoảng cách hãm và cải thiện độ bám

5.4.2.1  Độ bám thấp

Trong điều kiện độ bám thấp, thông thường có thể cải thiện độ bám sẵn có bằng việc kiểm soát trượt chẳng hạn như hiệu quả về khoảng cách hãm được cải thiện so với khi không có thiết bị WSP.

Việc cải thiện này có thể đạt được bằng cách kiểm soát trượt bánh xe theo phương thức làm sạch đường ray bị nhiễm bẩn và do đó độ bám sẽ tăng lên. WSP phải được xem xét để đáp ứng hoàn toàn mục tiêu đầu tiên từ mục 5.1.1 nếu được thử nghiệm phù hợp với tiêu chuẩn này. Tuy nhiên, việc kéo dài khoảng cách hãm là không thể dự đoán đối với tất cả các chất gây ô nhiễm hoặc các điều kiện về môi trường.

5.4.2.2  Độ bám rất thấp

Trong điều kiện độ bám rất thấp, việc cải thiện giá trị độ bám có thể không đạt được bằng việc kiểm soát trượt.

Trong điều kiện độ bám rất thấp, WSP phải tiếp tục hoạt động một cách bình thường, nhưng tiêu chí khoảng cách hãm do độ bám rất thấp có thể không đạt được, tiêu chí này phụ thuộc vào chất ô nhiễm gây ra độ bám rất thấp.

Các biện pháp thay thế để kiểm soát trượt trong các điều kiện này có thể được áp dụng nếu độ bám vẫn duy trì ở mức rất thấp này.

5.4.2.3  Độ bám cực thấp

Trong điều kiện độ bám cực thấp, việc cải thiện giá trị độ bám thường không thể đạt được bằng việc kiểm soát trượt.

Trong điều kiện độ bám cực thấp, WSP phải tiếp tục hoạt động một cách bình thường, nhưng không thể xác định khoảng cách hãm.

Trong các điều kiện này, nếu độ bám vẫn duy trì ở mức cực thấp, các biện pháp thay thế để điều khiển WSP có thể được áp dụng. Ví dụ: điều khiển các trục ở các mức độ trượt khác nhau hoặc cho phép các bộ trục bánh xe bị bó hãm.

5.4.3  Giới hạn trượt của bộ trục bánh xe

5.4.3.1  Giới hạn trượt của bộ trục bánh xe có độ bám thấp

Trong bất kỳ khoảng thời gian 3 giây nào, phải không có trượt tuyệt đối lớn hơn 30 km/h ở tốc độ từ 30 km/h đến 120 km/h, lớn hơn 25% tốc độ phương tiện từ 120 km/h đến 160 km/h và lớn hơn 40 km/h ở tốc độ lớn hơn 160 km/h.

Ở tốc độ lớn hơn 200 km/h, phải không có trượt tuyệt đối lớn hơn 40 km/h trong bất kỳ khoảng thời gian 5 giây nào.

Nếu khoảng thời gian trượt tuyệt đối cao bắt đầu ở tốc độ lớn hơn 200 km/h, khoảng thời gian 5 giây phải được áp dụng ngay cả khi tốc độ giảm xuống dưới 200 km/h trong khi trượt.

Trong quá trình thử nghiệm, không có bất kỳ bộ trục bánh xe nào bị bó hãm khi tốc độ tàu thực tế trên 30 km/h.

Bánh xe bị bó hãm ở tốc độ tàu thực tế dưới 30 km/h và trên 5 km/h không được kéo dài quá 0,4 s.

Trong đó:

X  Vận tốc phương tiện, km/h

Y  Trượt bánh xe, km/h

Hình 1 - Giới hạn trượt tuyệt đối

5.4.3.2  Giới hạn trượt của bộ trục bánh xe có độ bám rát thấp và cực thấp

Trượt tuyệt đối trong các điều kiện có độ bám rất thấp và cực thấp có thể lớn hơn so với trong điều kiện có độ bám thấp, nhưng phải có bằng chứng về hoạt động của WSP để cố gắng khôi phục một hoặc nhiều bộ trục bánh xe về tốc độ của phương tiện trong những khoảng thời gian có tốc độ sai lệch lớn.

Bó hãm bánh xe chỉ nên tác dụng đối với các khoảng thời gian theo công thức (1).

Trong đó:

5.4.4  Hư hỏng về đường

Giảm thiểu hư hỏng về đường được giả thiết nếu thỏa mãn các tiêu chí kiểm soát trượt bánh xe.

5.4.5  Giảm tốc lớn nhất

WSP phải có khả năng thích ứng với các mức giảm tốc cao hơn so với mức giảm tốc thiết kế, do các tác động từ bên ngoài.

Mức giảm tốc lên đến biên độ 0,3 m/s² cao hơn so với mức giảm tốc thiết kế phải không làm suy giảm lực hãm không mong muốn.

Đối với biên độ cao hơn 0,3 m/s² so với mức giảm tốc thiết kế phải không gây ra nhả hoàn toàn lực hãm của phương tiện trong thời gian dài hơn 2 giây.

5.4.6  Mức tiêu thụ khí nén

WSP nên được thiết kế để giảm thiểu mức tiêu thụ khí nén bổ sung do hoạt động của WSP.

Mức tiêu thụ khí nén tương đối của WSP như được tính toán trong 8.3.4 không được vượt quá các giá trị sau (xem Bảng 1).

Bảng 1 - Tốc độ và mức tiêu thụ khí nén tương đối

Khí nén được tiêu thụ bổ sung bởi hoạt động của WSP không được làm cản trở việc dừng tàu trong khoảng cách quy định trong điều kiện độ bám thấp.

Không yêu cầu áp dụng mức tiêu thụ khí nén trong điều kiện độ bám rất thấp và cực thấp.

Tuy nhiên, nên xem xét các tùy chọn trong mục 5.1.5 đối với việc loại bỏ WSP.

5.4.7  Đầu ra dựa trên thông tin vận tốc do WSP cung cấp

Vận tốc tham chiếu được tính toán bởi WSP có thể sai lệch so với vận tốc tàu thực do sự thay đổi đường kính bánh xe giữa bánh xe mới và bánh xe bị mòn và dẫn đến bánh xe bị trượt trong các điều kiện độ bám thấp.

Nếu hệ thống WSP cung cấp các tín hiệu dựa trên vận tốc tham chiếu của nó để phục vụ cho các chức năng khác thì sai lệch do các bánh xe trượt trong các điều kiện độ bám thấp phải không vượt quá các giá trị được đưa ra trong Bảng 2 dưới đây.

Bảng 2 - Dung sai đầu ra vận tốc

Các phép đo vận tốc phải trên cơ sở đường kính bánh xe trung bình nếu không đưa ra được đường kính bánh xe thực tế có sẵn như được nêu trong 5.1.2.

Nếu các tín hiệu đầu ra là các tín hiệu đầu ra kỹ thuật số thì độ chính xác cần thiết phải được đáp ứng trong phạm vi ngưỡng chuyển đổi.

Các sai lệch trong khoảng thời gian ngắn về thông tin tốc độ nằm ngoài các giá trị giới hạn về thông tin tốc độ có thể được chấp nhận nếu thời gian sai lệch này không vượt quá 5 giây.

6  Phạm vi thử nghiệm

6.1  Tổng quan

6.1.1  Phân loại thử nghiệm

Mục tiêu của thử nghiệm là để xác định tính năng hoạt động và hiệu năng của hệ thống WSP hoặc WRM so với thông số kỹ thuật thử nghiệm và các tiêu chuẩn phù hợp, đặc biệt là các tiêu chuẩn liên quan đến an toàn.

Việc thử nghiệm phải được thực hiện bởi một tổ chức được công nhận theo TCVN ISO/IEC 17025:2017.

Việc thử nghiệm các yêu cầu được chia thành thử nghiệm kiểu loại và thử nghiệm hoạt động trên phương tiện (VIT). Tất cả các yêu cầu thử nghiệm được tóm tắt trong Bảng A.1, Phụ lục A. Bảng này cho thấy thử nghiệm nào phải thực hiện thử nghiệm kiểu loại hoặc thử nghiệm hoạt động trên phương tiện.

Thực hiện thử nghiệm kiểu loại đối với các yêu cầu về hiệu năng, các yêu cầu thiết kế và các yêu cầu chức năng cốt lõi để phê duyệt hệ thống WSP hoặc WRM.

Thực hiện thử nghiệm hoạt động trên phương tiện để chứng minh chức năng và hiệu năng của hệ thống WSP hoặc WRM khi được lắp đặt cho một cấu hình phương tiện cụ thể.

Không cần thiết phải thực hiện các thử nghiệm để chứng minh sự phù hợp cho một chức năng mà chức năng này đã thực sự được thử nghiệm.

Các thử nghiệm phải có khả năng thực hiện lại, nếu cần, được thực hiện bằng các phương thức tự động.

6.1.2  Đánh giá viên

Đánh giá viên phải là người được chỉ định bởi đơn vị cung cấp, khách hàng hoặc Cơ quan quản lý an toàn khi thử nghiệm kiểu loại và thử nghiệm hoạt động trên phương tiện trong trường hợp WSP có các chức năng liên quan đến an toàn bổ sung không thể thử nghiệm được trong thử nghiệm kiểu loại theo quy định của Tiêu chuẩn này.

Việc đánh giá là không bắt buộc đối với một số bộ phận của hệ thống nếu đã có báo cáo đánh giá từ một đánh giá viên khác đối với bộ phận đó. Đánh giá viên phải kiểm tra xem đánh giá trước có áp dụng cho mục đích sử dụng bộ phận đó trong môi trường dự định và phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn thích hợp hay không.

6.2  Thử nghiệm kiểu loại

6.2.1  Tổng quan

Thử nghiệm kiểu loại là thử nghiệm tổng quát để đảm bảo rằng một hệ thống thỏa mãn các yêu cầu cơ bản. Thử nghiệm có thể được thực hiện trên bệ thử hoặc trên một phương tiện dùng để thử nghiệm hoặc có thể kết hợp cả hai.

Phương tiện thử nghiệm hoặc thiết bị thử nghiệm đã được thẩm tra, thẩm định phải có hệ thống hãm tiêu biểu sử dụng hệ thống WSP, hệ thống WSP được thiết kế để sử dụng đối với hệ thống hãm đĩa và/hoặc hãm mặt lăn và/hoặc hãm động năng.

6.2.2  Yêu cầu thử nghiệm

Danh mục các yêu cầu thử nghiệm có thể được tìm thấy trong Phụ lục A.

Các thử nghiệm cụ thể, bao gồm các thử nghiệm bổ sung, được yêu cầu đối với thử nghiệm kiểu loại được quy định trong các bảng tại mục 6.4. Các thử nghiệm được đánh dấu bằng chữ "T" trong các bảng là thử nghiệm kiểu loại.

6.2.3  Thử nghiệm kiểu loại các bộ phận độc lập

6.2.3.1  Bộ điều khiển bảo vệ chống trượt bánh xe

Thử nghiệm kiểu loại bộ điều khiển WSP phải cho thấy sự phù hợp với các yêu cầu trong mục 5.1 và 5.2 như được nêu trong Phụ lục A. Thiết bị này phải được thử nghiệm phù hợp với các yêu cầu tương ứng trong EN 50125-1, TCVN 12089:2017 (EN 50155:2007) và TCVN 12090-3-2:2017 (EN 50121-3-2:2015).

6.2.3.2  Thử nghiệm các bộ phận ngoại vi

6.2.3.2.1  Tổng quan

Các bộ phận ngoại vi cần thiết đối với chức năng WSP như các cảm biến tốc độ và các van xả có thể phải tuân thủ theo các thử nghiệm kiểu loại độc lập như được nêu trong Phụ lục A.

6.2.3.2.2  Thử nghiệm rò khí

Van xả WSP phải được thử nghiệm rò khí theo yêu cầu thiết kế với áp suất nguồn cấp khí nén 4 bar. Thử nghiệm được tiến hành ở ba trạng thái, khi ngắt điện hoàn toàn (4 bar ở đầu ra), khi van ở vị trí giữ 0,5 bar và 3 bar ở đầu ra.

Các thử nghiệm phải được thực hiện ở nhiệt độ (70 ± 5) °C, (- 25 ± 1) °C và (- 40 ± 1) °C.

Tiêu chí đạt/không đạt: Không rò khí lớn hơn quy định trong Bảng 3.

Bảng 3 - Tốc độ rò khí

6.3  Thử nghiệm hoạt động trên phương tiện

6.3.1  Tổng quan

Thử nghiệm hoạt động trên phương tiện phải chứng minh rằng hệ thống được thử nghiệm bao gồm các thông số chính xác cụ thể của phương tiện thỏa mãn các yêu cầu trong các điều kiện thực tế hoặc điều kiện giả định. Thử nghiệm này phải tập trung vào các yêu cầu chưa được thử nghiệm trong thử nghiệm kiểu loại hoặc các yêu cầu có thể tạo ra các tính năng hoạt động khác khi lắp lên phương tiện.

Thử nghiệm mô phỏng hoạt động trên một phương tiện cụ thể có thể được tiến hành để hạn chế khối lượng thử nghiệm trên đường và để đánh giá hiệu năng của hệ thống trong các điều kiện có thể khó đạt được khi thử nghiệm thực tế ở trên đường.

Thử nghiệm hoạt động trên phương tiện (nếu có):

a) Các chức năng WSP bao gồm kéo dài khoảng cách hãm;

b) Khả năng tương thích với các hệ thống khác trên phương tiện;

c) Các chức năng khai thác, hiển thị và chẩn đoán trên hệ thống hoặc trên MMI trung tâm;

d) Hệ thống WRM;

e) Sự tương hỗ của các hệ thống WSP và WRM;

f) Truyền thông tin từ các cảm biến tốc độ;

g) Kích hoạt các van WSP từ hệ thống WRM;

h) Giao tiếp hệ thống.

6.3.2   Yêu cầu thử nghiệm

Danh mục các yêu cầu thử nghiệm có thể được tìm thấy trong Phụ lục A.

Các thử nghiệm cụ thể, bao gồm các thử nghiệm bổ sung, được yêu cầu đối với thử nghiệm hoạt động trên phương tiện được quy định trong các bảng tại mục 6.4. Các thử nghiệm được đánh dấu chữ "I" trong các bảng là thử nghiệm hoạt động trên phương tiện.

Các thử nghiệm hoạt động trên phương tiện có thể được thực hiện ở trạng thái không tải (dưới tự trọng của phương tiện), nhưng nếu tỷ lệ tải so với không tải cao hơn tỷ lệ 2 : 1 thì các thử nghiệm phải được thực hiện ở trạng thái không tải và các thử nghiệm số 2, 6 và 13 ở Bảng 4 phải được thực hiện ở trạng thái quá tải. Nếu hiệu năng của WSP thay đổi đáng kể so với các thử nghiệm tương tự được thực hiện trong điều kiện không tải thì tất cả các thử nghiệm phải được thực hiện ở chế độ quá tải.

Đối với toa xe hàng, tất cả các thử nghiệm (trong phạm vi áp dụng) phải được thực hiện trong điều kiện có tải, (tải trọng trục 18 tấn). Các thử nghiệm số 1, 2, 3 và 5 trong Bảng 4 phải được thực hiện trong các điều kiện không tải và có tải.

6.3.3  Sự phù hợp của các thử nghiệm trên phương tiện trước đây

Thử nghiệm hoạt động trên phương tiện phải được thực hiện đối với từng kiểu loại phương tiện, trừ trường hợp chứng minh được kiểu loại phương tiện đã thực hiện thử nghiệm hoạt động là phù hợp.

Trong trường hợp thử nghiệm hoạt động trên phương tiện đã được thực hiện trên một kiểu loại phương tiện khác, các chức năng đã được thử nghiệm trên phương tiện trước đó không cần phải thử nghiệm lặp lại. Các thử nghiệm duy nhất được yêu cầu là những thử nghiệm để chứng minh rằng những thay đổi về chức năng giữa các phương tiện không ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống WSP.

Tối thiểu các thử nghiệm khoảng cách hãm gồm thử nghiệm số 2, 4, 5 và 6 trong Bảng 4 phải được thực hiện.

6.4  Danh mục các thử nghiệm

6.4.1  Các thử nghiệm tiêu chuẩn

Đối với các hệ thống hãm và/hoặc hệ thống WSP kết hợp hoặc hỗn hợp, trong đó có nhiều hơn một bộ điều khiển WSP có thể ảnh hưởng đến lực hãm tác dụng lên các trục, các thử nghiệm phải được thực hiện để thẩm định hoạt động của toàn bộ hệ thống đối với tất cả các cấu hình và tương tác có thể của các bộ điều khiển trong phạm vi hệ thống đó.

Nếu vận tốc lớn nhất của phương tiện thấp hơn v_nom quy định để thử nghiệm thì thử nghiệm đó phải được thực hiện bằng cách sử dụng vận tốc lớn nhất của phương tiện làm v_nom.

Chú thích: Tất cả các thử nghiệm kiểu loại có thể được thực hiện trên một thiết bị mô phỏng.

6.4.2  Thử nghiệm kéo

Đối với hệ thống hãm ma sát hoặc hệ thống hãm hỗn hợp, tác dụng hãm thường hoàn toàn phải được duy trì trong một khoảng thời gian 30 s với độ bám giảm đến mức mà tất cả các bộ trục bánh xe có hãm đều bị trượt.

Trong trường hợp chỉ có thể điều khiển hãm động năng bằng lệnh điều khiển độc lập, không phải lệnh điều khiển từ tàu thì tác dụng hãm thường hoàn toàn bằng hãm động năng phải được duy trì trong một khoảng thời gian 120 s với độ bám giảm đến mức mà tất cả các bộ trục bánh xe có hãm đều bị trượt.

6.4.3  Phương pháp thử đối với vận tốc từ 160 đến 200 km/h

Sự phù hợp của WSP ở vận tốc 200 km/h có thể được chứng minh trong các thử nghiệm ngắt kết nối, trong các thử nghiệm với cả đoàn tàu (phương tiện thử nghiệm có thiết bị phun được đặt ở phía trước tàu) hoặc trong các thử nghiệm trên thiết bị mô phỏng đã được phê duyệt sử dụng các cảm biến tốc độ WSP kết nối với các động cơ điện kéo. Trong trường hợp thiết bị không sử dụng các cảm biến tốc độ WSP, thì khả năng tương thích của thiết bị sau với các hệ thống điện tử ở tốc độ 200 km/h phải được chứng minh bằng các thử nghiệm thích hợp.

6.4.4  Phương pháp thử đối với vận tốc lớn hơn 200 km/h

Nếu các thử nghiệm này được thực hiện dưới dạng thử nghiệm trên đường, chúng phải được thực hiện trên một đoàn tàu. Các đầu máy được thử nghiệm kết nối với các toa xe khách phù hợp với các yêu cầu vận hành.

Chức năng giám sát vòng quay bánh xe được mô tả trong mục 5.1.7 phải được thử nghiệm như mô tả trong mục 6.4.8.

6.4.5  Thử nghiệm mức giảm tốc bổ sung cao hơn

Nếu hệ thống WSP được thiết kế để quản lý các mức giảm tốc cao hơn, các thử nghiệm bổ sung phải được thực hiện. Mức giảm tốc cao hơn có thể xảy ra do tác động từ bên ngoài (Bảng 5) hoặc được biểu thị bằng tín hiệu (xem Bảng 6).

Các ví dụ về nguyên nhân gây ra mức giảm tốc cao hơn có thể là:

a) Trên đầu máy với tàu được hãm từ ray;

b) Một tín hiệu hãm từ ray sự cố trên toa xe khách;

c) Toa xe khách có vấn đề về van điều chỉnh tải.

6.4.6  Các thử nghiệm phê duyệt bổ sung đối với hệ thống WSP hoạt động trên phương tiện có hệ thống hãm không sử dụng độ bám

Đối với các cấu trúc hệ thống hãm bao gồm các hệ thống hãm không sử dụng độ bám (ví dụ: hãm từ ray), các thử nghiệm phải được thực hiện để chứng minh rằng hệ thống WSP hoạt động chính xác ở các mức giảm tốc cao hơn do hệ thống hãm không sử dụng độ bám gây ra. Cụ thể, WSP không làm thay đổi lực hãm trong điều kiện đường ray khô ráo mà không xảy ra trượt bánh xe và các chức năng hoạt động chính xác phù hợp với các yêu cầu trong mục 5.1 khi đường ray được phun chất lỏng theo quy định trong mục 7.3.2.1.

Thử nghiệm tác dụng hãm khẩn, được thực hiện ở vận tốc ban đầu 160 km/h với hệ thống hãm không sử dụng độ bám.

6.4.7  Các thử nghiệm phê duyệt bổ sung liên quan đến các đơn nguyên kéo và tàu có hãm động năng

Để các đơn nguyên kéo và tàu được phê duyệt thì phải chứng minh hệ thống WSP phải thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn này khi được lắp đặt trên đơn nguyên kéo có hãm động năng kết hợp hãm khí nén.

Với độ bám bị suy giảm như được quy định trong mục 7.3.2.1, tác dụng hãm khẩn hoặc hãm thường (tốc độ hãm lớn nhất khi kích hoạt cả hãm động năng và hãm khí nén) phải được thực hiện từ vận tốc lớn nhất của đơn nguyên kéo/đoàn tàu đến trạng thái dừng, trong các điều kiện sau:

- Kết hợp hãm động năng và hãm khí nén;

- Chỉ có hãm khí nén (nếu chưa được thử nghiệm đầy đủ ở thử nghiệm kiểu loại trước đó);

- Hư hỏng của hãm động năng sau khi tạo ra lực hãm hoàn toàn;

- Tác dụng hãm khẩn cấp sau tác dụng hãm hoàn toàn.

Các tiêu chí từ mục 7.1 phải được áp dụng để đánh giá các kết quả thử nghiệm. Thử nghiệm được coi là hợp lệ nếu tiêu chí độ bám ban đầu trong mục 8.3.3.2 thỏa mãn.

Các điều kiện và phạm vi chung của các thử nghiệm phải được áp dụng ở tốc độ hãm lớn nhất của đơn nguyên kéo.

Các tiêu chí về hiệu năng trong mục 5.4.3.1, 5.4.6 và 5.4.7 phải được áp dụng.

Nếu bộ điều khiển WSP của hãm động năng hoạt động độc lập với bộ điều khiển WSP của hãm khí nén và chưa được thử nghiệm kiểu loại trong phạm vi thử nghiệm tại mục 6.2.2, các thử nghiệm còn lại phải được thực hiện như một phần việc của thử nghiệm hoạt động trên phương tiện.

6.4.8  Thử nghiệm giám sát vòng quay bánh xe (WRM)

Việc thử nghiệm chức năng giám sát vòng quay bánh xe phải được thực hiện trên bệ thử hoặc trên phương tiện thông qua mô phỏng trục bị bó hãm bằng cách làm sai lệch tín hiệu cảm biến tốc độ WRM. Các thử nghiệm WRM có thể được thực hiện thông qua thiết bị thử nghiệm mô phỏng, có tính đến việc không cần sử dụng đặc tính bám, ví dụ: mô phỏng vòng lặp mở.

Chức năng giám sát vòng quay được mô tả trong mục 5.1.7 có thể được thẩm tra với phương tiện đứng yên còn việc tăng vận tốc bộ trục bánh xe được mô phỏng ở đầu vào thiết bị giám sát với tốc độ của một bộ trục bánh xe duy trì ở mức 0. Ngoài ra, chức năng này có thể được thẩm tra với phương tiện đang chuyển động mà một cảm biến không tạo ra vận tốc đầu vào. Thiết bị giám sát vòng quay phải thỏa mãn các tiêu chí đối với WRM (xem mục 5.1.7.2).

Vận tốc lớn nhất của bộ trục bánh xe phải được mô phỏng ở đầu vào của thiết bị giám sát vòng quay. Sau đó vận tốc của một bộ trục bánh xe phải được giảm phù hợp với công thức sau:

∆v = X + Y.v (2)

Trong đó:

X và Y Tham khảo mục 5.1.7.2.

Tín hiệu phải thỏa mãn các tiêu chí đối với WRM (xem mục 5.1.7.2). Thử nghiệm này phải được lặp lại ở vận tốc bằng 50% vận tốc lớn nhất.

Nếu hệ thống giám sát vòng quay có các tính năng được khuyến nghị ở mục 5.1.7.4 thì áp suất trong xy lanh hãm của bộ trục bánh xe bị giảm tốc độ phải được khôi phục trong quá trình thử nghiệm trước đó không quá 10 giây sau khi cấp khí nén.