一種市域快軌車輛控制系統(tǒng)換網(wǎng)方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力機(jī)車的控制方法及其部件裝置，特別是一種既可適用于鐵路電力機(jī)車牽引供電系統(tǒng)，又可適用城市軌道交通車輛牽引供電系統(tǒng)的市域快軌車輛的控制系統(tǒng)換網(wǎng)方法及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，城市呈現(xiàn)多中心或者放射狀發(fā)展趨勢(shì)，與此同時(shí)，衛(wèi)星城大量崛起，促使城市地域內(nèi)部、中心城區(qū)外圍、特定方向上(郊區(qū)新城或機(jī)場與中心城區(qū)之間)大量通勤交通的產(chǎn)生，交通擁堵問題成為制約城鎮(zhèn)化進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。為了打破這個(gè)困境，目前推出一種市域快軌車來解決此問題。所謂市域快軌交通，指的是大城市市域范圍內(nèi)的客運(yùn)軌道交通線路，服務(wù)于城市與郊區(qū)、中心城市與衛(wèi)星城、重點(diǎn)城鎮(zhèn)間等，服務(wù)范圍一般在100公里之內(nèi)，市域快軌交通屬于廣義城市軌道交通的范疇。市域快軌交通以其高效，快捷，節(jié)能的特點(diǎn)正在更加廣泛地應(yīng)用于城市軌道交通領(lǐng)域，從單一線路到多條線路，從城內(nèi)到城際，從單一的地下鐵道系統(tǒng)到地下-地面-高架相結(jié)合的多元系統(tǒng)，電氣化鐵道建設(shè)越來越注重聯(lián)網(wǎng)效益，以充分提高資源的利用率。
[0003]但是在推行市域快軌交通時(shí)也遇到一個(gè)麻煩，由于鐵路電力機(jī)車牽引供電系統(tǒng)和城市軌道交通車輛牽引供電系統(tǒng)大都采用各自獨(dú)立的單制式供電，且鐵路電力機(jī)車采用27.5kV工頻單相交流電，城市軌道交通車輛采用1500V/750V直流電。由于電壓等級(jí)和電流制的不同，這就使得市域快軌列車必須采用雙供電制式的受電弓，并且必須具有動(dòng)態(tài)自動(dòng)切換功能，才能使得受電弓能在25000伏的高速動(dòng)車組和1500伏的地鐵列車接觸網(wǎng)中自由切換，列車既可運(yùn)營在高速動(dòng)車組軌道上，亦可與地鐵線路共軌運(yùn)營或換乘。
[0004]可是這樣就需要車輛在市外時(shí)通過一種受電弓從接觸網(wǎng)獲取25kV、50Hz的單相工頻交流電能，而進(jìn)入市內(nèi)則另一種受電弓從接觸網(wǎng)獲取1.5kV直流電供電，并需要兩種不同的電壓互感器或傳感器來為受電弓之后的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量顯示、電能計(jì)算和設(shè)備控制保護(hù)功能提供可靠唯一的信號(hào)，造成車輛結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，操作不便，很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。
[0005]通過國內(nèi)專利文獻(xiàn)檢索沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明技術(shù)相同的文獻(xiàn)報(bào)道，只是有一些與本發(fā)明技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，與本發(fā)明有關(guān)的主要有以下一些:
1、專利號(hào)為CN201010232689，名稱為“車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)及其轉(zhuǎn)換方法”的發(fā)明專利，該專利公開了一種車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)及其轉(zhuǎn)換方法，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)鏈路層的第一通信協(xié)議數(shù)據(jù)和第二通信協(xié)議數(shù)據(jù)，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法包括:將接收到的所述第一通信協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，寫入數(shù)據(jù)緩存區(qū)；從所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)讀取所述解碼數(shù)據(jù)，按所述第二通信協(xié)議要求進(jìn)行編碼后發(fā)送出去。本發(fā)明通過將一種通信協(xié)議數(shù)據(jù)解碼后再編碼成另一種通信協(xié)議數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)具有不同通信協(xié)議網(wǎng)元之間的互聯(lián)互通。
[0006]2、專利號(hào)為CN201010232689，名稱為“車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)及其轉(zhuǎn)換方法”的發(fā)明專利，該專利公開了一種車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)及其轉(zhuǎn)換方法，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)鏈路層的第一通信協(xié)議數(shù)據(jù)和第二通信協(xié)議數(shù)據(jù)，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法包括:將接收到的所述第一通信協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，寫入數(shù)據(jù)緩存區(qū)；從所述數(shù)據(jù)緩存區(qū)讀取所述解碼數(shù)據(jù)，按所述第二通信協(xié)議要求進(jìn)行編碼后發(fā)送出去。本發(fā)明通過將一種通信協(xié)議數(shù)據(jù)解碼后再編碼成另一種通信協(xié)議數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)具有不同通信協(xié)議網(wǎng)元之間的互聯(lián)互通。
[0007]3、專利號(hào)為CN201310014819，名稱為“電子式電壓互感器”的發(fā)明專利，該專利公開了一種電子式電壓互感器，它包括其本體，位于本體上部設(shè)置有絕緣支柱，所述絕緣支柱內(nèi)澆注有電阻分壓部件，所述本體下部設(shè)置一空腔，空腔內(nèi)容置有一次轉(zhuǎn)換器，所述電阻分壓部件電連接一次轉(zhuǎn)換器，所述電阻分壓部件和一次轉(zhuǎn)換器均設(shè)置在所述本體上；本發(fā)明利用電阻分壓原理測(cè)量電壓，由一次轉(zhuǎn)換器將電阻分壓器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，通過光纖輸出測(cè)量信號(hào)，其特點(diǎn)在于:(I)采用支柱式結(jié)構(gòu)形式；(2)采用戶外環(huán)氧樹脂澆注結(jié)構(gòu)絕緣，耐候性強(qiáng)；(3)采用一次轉(zhuǎn)換器嵌入式安裝方式；(4)采用光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸
4、專利號(hào)為CN201310014819，名稱為“一種電力機(jī)車用電子式電壓互感器及其使用方法”的發(fā)明專利，該專利公開了一種電力機(jī)車用電子式互感器及其使用方法，包括分壓電路、過壓保護(hù)電路、高壓側(cè)光電隔離處理單元電路、低壓放大電路，所述分壓電路器輸出端連接過壓保護(hù)電路和高壓側(cè)光電隔離處理單元電路的輸入端，所述過壓保護(hù)電路接地，所述高壓側(cè)光電隔離處理單元電路的輸出端連接所述低壓放大電路，所述分壓電路從高壓接觸網(wǎng)取電，直接將高壓分壓成低壓交流信號(hào)，經(jīng)過高壓側(cè)光電隔離處理單元電路進(jìn)行光電隔離、信號(hào)還原處理后同樣變成低壓交流信號(hào)，供后級(jí)低壓放大電路使用，低壓放大電路用于對(duì)光電隔離信號(hào)的整形，同時(shí)對(duì)線性光耦的正向輸出進(jìn)行反饋，使線性光耦的轉(zhuǎn)換精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[0008]上述這些專利雖然涉及到了機(jī)車換網(wǎng)控制，可仔細(xì)分析可以看出，這些專利都只是在基于同一供電方式不同電網(wǎng)之間的換網(wǎng)，沒有涉及如何解決市域快軌在兩種不同供電制式的供電方式下，需要采用雙供電制式的受電弓和兩種不同的電壓互感器或傳感器所帶來的不便，因此仍存在前面所述的問題，很有必要對(duì)此進(jìn)一步加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有市域快軌列車必須采用雙供電制式的受電弓，并需要兩種不同的電壓互感器或傳感器來為受電弓之后的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量顯示、電能計(jì)算和設(shè)備控制保護(hù)功能提供可靠唯一的信號(hào)，造成車輛結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，操作不便的不足，提供一種可以同時(shí)適應(yīng)25kV交流或1.5kV直流的兩種不同供電制式供電方式的市域快軌控制系統(tǒng)換網(wǎng)方法及系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)可以只需一個(gè)電子高壓互感器便可完成在兩種接觸網(wǎng)的情況下都可為受電弓之后的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量顯示、電能計(jì)算和設(shè)備控制保護(hù)功能提供可靠唯一的信號(hào)。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種市域快軌車輛控制系統(tǒng)換網(wǎng)方法，在通過受電弓獲取到接觸網(wǎng)輸入的交流或直流高壓電信號(hào)后，直接送入同一個(gè)交直流兩用電子式電壓互感器，由交直流兩用電子式電壓互感器經(jīng)處理后，以直流或交流模擬量發(fā)送給機(jī)車相關(guān)設(shè)備，同時(shí)，也將交流或直流開關(guān)量信號(hào)發(fā)送給機(jī)車相關(guān)設(shè)備；作為檢測(cè)供電電網(wǎng)的電壓制式以及電網(wǎng)電壓值唯一信號(hào)。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述的由交直流兩用電子式電壓互感器經(jīng)處理是將通過高壓網(wǎng)得到的高電壓通過一個(gè)由高壓頭部分和控制機(jī)箱部分組合形成的交直流兩用電子式電壓互感器處理，將電網(wǎng)的高電壓通過高壓頭部分的降壓和隔離處理后，輸出適合由控制機(jī)箱分析的電信號(hào)，然后通過控制機(jī)箱的處理生成模擬信號(hào)和數(shù)字化信號(hào)，再通過列車線纜將模擬信號(hào)和數(shù)字化信號(hào)發(fā)送給相關(guān)車載設(shè)備進(jìn)行控制。
[0012]進(jìn)一步地，所述的電網(wǎng)的高電壓通過高壓頭部分的降壓和隔離處理是在高壓頭部分設(shè)有電阻分壓器和光電隔離系統(tǒng)，由高壓頭部分內(nèi)的電阻分壓器將供電網(wǎng)輸入的高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制機(jī)箱內(nèi)控制器可識(shí)別的電壓范圍，經(jīng)過光電隔離系統(tǒng)隔離處理后再輸出給控制機(jī)箱內(nèi)控制器。
[0013]進(jìn)一步地，所述的通過控制機(jī)箱的處理生成模擬信號(hào)和數(shù)字化信號(hào)是，在控制機(jī)箱內(nèi)設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)裝置，自動(dòng)檢測(cè)裝置將高壓頭部分送入的電信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)判斷供電電網(wǎng)的電壓制式以及電網(wǎng)電壓值，然后通過控制機(jī)箱處理生成模擬信號(hào)和數(shù)字化信號(hào)，并通過列車線纜發(fā)送給相關(guān)車載設(shè)備。
[0014]進(jìn)一步地，所述的通過列車線纜發(fā)送給相關(guān)車載設(shè)備是將電壓相關(guān)信息進(jìn)行編碼以RS485的通訊形式發(fā)送給機(jī)車相關(guān)設(shè)備，同時(shí)也接收司機(jī)的指令對(duì)控制機(jī)箱進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。
[0015]進(jìn)一