一種動力分散性列車恒速集中控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動力分散性列車恒速集中控制方法，包括如下步驟：S1.獲取列車當(dāng)前運(yùn)行速度；S2.根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行速度和預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值判斷列車是否需要牽引或制動，并計算出每輛車需要施加的牽引力或制動力的大??；S3.向各車輛發(fā)送牽引指令或制動指令，由各車輛統(tǒng)一執(zhí)行所述牽引指令或制動指令。本發(fā)明具有恒速控制一致性高、控制效果好，可有效保證列車恒速運(yùn)行安全的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種動力分散性列車恒速集中控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種列車恒速控制方法，尤其涉及一種動力分散性列車恒速集中控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，列車的恒速運(yùn)行成為非常關(guān)鍵的功能之一。恒速控制在機(jī)車、高速列車、城軌車輛里均有相關(guān)應(yīng)用，列車的自動控制恒速運(yùn)行除了能夠保證列車準(zhǔn)時準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)站點(diǎn)外，還能保證列車運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)，并可以減輕乘務(wù)員疲勞，降低列車行駛過程中因不必要的車速變化導(dǎo)致的能量損耗。
[0003]對于動力分散性列車，特別是高速列車，如CRH2型動車組，根據(jù)車輛是否安裝有動力設(shè)備而分為動車和拖車，每節(jié)動車車廂上有一個牽引控制單元(TCU)，每個牽引控制單元通過MVB與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通信，為了保證通信質(zhì)量以及系統(tǒng)穩(wěn)定性，一般以4節(jié)車廂為一個MVB控制單元。高速列車一般采用8節(jié)車廂進(jìn)行編組，兩列8編組列車可重聯(lián)運(yùn)行。兩列車之間、兩個MVB控制單元之間均采用WTB進(jìn)行連接。由各個牽引控制單元各自單獨(dú)實現(xiàn)列車的恒速控制，由于缺乏統(tǒng)一的管理者，各個牽引控制單元無法保證其動作與其他牽引控制單元的一致性，因此，在列車運(yùn)行過程中，可能發(fā)生同一列車中，有的動車工作在牽引狀態(tài)，有的動車工作在制動狀態(tài)，從而產(chǎn)生導(dǎo)致輪對損壞的風(fēng)險。因此，對列車的恒速控制方法進(jìn)行研究有著十分重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種恒速控制一致性高、控制效果好，可有效保證列車恒速運(yùn)行安全的動力分散性列車恒速集中控制方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種動力分散性列車恒速集中控制方法，包括如下步驟:
51.獲取列車當(dāng)前運(yùn)行速度；
52.根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行速度和預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值判斷列車是否需要牽引或制動，并計算出每輛車需要施加的牽引力或制動力的大?。?br> 53.向各車輛發(fā)送牽引指令或制動指令，由各車輛統(tǒng)一執(zhí)行所述牽引指令或制動指令。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2的具體步驟包括:當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度小于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，判斷列車需要牽引，并計算每輛車需要輸出的牽引力大小；當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度大于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，判斷列車需要制動，并計算每輛車需要輸出的制動力大小。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2中設(shè)置有惰行區(qū)間值，所述步驟S2的具體步驟包括:當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度小于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值，且兩者的差值大于所述惰行區(qū)間值時，判斷列車需要牽引，并計算每輛車需要輸出的牽引力大?。划?dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度大于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，且兩者的差值大于所述惰行區(qū)間值時，判斷列車需要制動，并計算每輛車需要輸出的制動力大小。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述惰行區(qū)間值根據(jù)列車數(shù)據(jù)鏈路正常通信最大延時與列車最大加速度的乘積計算確定。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述列車最大加速度指根據(jù)列車的最小車重和列車的最大牽引力計算得到的加速度度。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述列車最大加速度指根據(jù)列車的當(dāng)前車重和列車的最大牽引力計算得到的加速度度。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI的具體步驟包括:
S1.1.通過車輛的牽引控制單元采樣獲取第一列車速度，通過制動控制單元采樣獲取第二列車速度；
S1.2.計算所述第一列車速度和第二列車速度的平均值，獲得計算當(dāng)前運(yùn)行速度。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S1.1中，所述第一列車速度是通過列車上各牽引控制單元獲取列車速度的平均值;所述第二列車速度是指通過列車上各制動控制單元獲取列車速度的平均值。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明通過對列車各車輛牽引與制動的統(tǒng)一控制，可實現(xiàn)對列車各車輛的牽引或制動控制時的高度一致性，控制效果好，可有效保證列車在恒速運(yùn)行的安全。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明具體實施例流程示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明具體實施例數(shù)據(jù)流圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]如圖1所示，本實施例一種動力分散性列車恒速集中控制方法，包括如下步驟:S1.獲取列車當(dāng)前運(yùn)行速度;S2.根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行速度和預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值判斷列車是否需要牽引或制動，并計算出每輛車需要施加的牽引力或制動力的大小；S3.向各車輛發(fā)送牽引指令或制動指令，由各車輛統(tǒng)一執(zhí)行牽引指令或制動指令。
[0018]如圖2所示，本實施例中，列車包括4節(jié)動車編組，每節(jié)動車上設(shè)置有中央控制單元(CCU)、牽引控制單元(TCU)和制動控制單元(BCU)，中央控制單元與牽弓I控制單元和制動控制單元連接，向牽引控制單元和制動控制單元發(fā)送控制指令，并接收相應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。中央控制單元之間通過WTB總線連接，司機(jī)室所在的中央控制單元有列車控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對全列車的控制。
[0019]在本實施例中，通過牽引控制單元中的速度傳感器獲取列車的第一列車速度，同時通過制動控制單元中的速度傳感器獲取列車的第二列車速度。并計算第一列車速度與第二列車速度的平均值，以該平均值為列車的當(dāng)前運(yùn)行速度。在本實施例中，第一列車速度為通過列車上所有牽引控制單元的速度傳感器所獲取的4個速度值的平均值，第二列車速度為通過列車上所有制動控制單元的傳感器所獲取的4個速度值的平均值。當(dāng)然，也可以選擇以其中某個或某幾個牽引控制單元或制動控制單元的采樣值來計算該第一列車速度或第二列車速度。
[0020]在本實施例中，列車控制系統(tǒng)計算得到列車的當(dāng)前運(yùn)行速度后，通過與預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值進(jìn)行比較，判斷在下一時刻是否需要進(jìn)行牽引或者進(jìn)行制動。當(dāng)列車的當(dāng)前運(yùn)行速度小于預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，列車控制系統(tǒng)判斷列車需要牽引，并計算每輛車需要輸出的牽引力大??；當(dāng)列車的當(dāng)前運(yùn)行速度大于預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，列車控制系統(tǒng)判斷列車需要制動，并計算每輛車需要輸出的制動力大小。當(dāng)列車控制系統(tǒng)判斷需要牽引時，將牽引指令通過WTB總線發(fā)送至各動車的中央控制單元，由各動車的中央控制單元向牽引控制單元轉(zhuǎn)發(fā)牽引指令，控制牽引電機(jī)輸出相應(yīng)的牽引力。當(dāng)列車控制系統(tǒng)判斷需要制動時，將制動指令通過WTB總線發(fā)送至各動車的中央控制單元，由各動車的中央控制單元向牽引控制單元轉(zhuǎn)發(fā)制動指令，控制牽引電機(jī)執(zhí)行電制動，產(chǎn)生相應(yīng)的制動力。當(dāng)然，也可以由中央控制單元向制動控制單元轉(zhuǎn)發(fā)制動指令，由制動單元執(zhí)行制動產(chǎn)生相應(yīng)的制動力。通過列車控制系統(tǒng)統(tǒng)一向各動車的中央控制單元發(fā)送牽引指令或制動指令，控制各動車統(tǒng)一執(zhí)行牽引動作或制動動作，可有效保證列車中各動車間的動作一致性，從而不會產(chǎn)生某些動車處于牽引狀態(tài)，而某些動車處于制動狀態(tài)，防止對輪軌造成不可恢復(fù)的損傷，保證列車運(yùn)行的安全。
[0021]但是，由于列車控制系統(tǒng)的控制指令在通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸中存在延時，從而影響列車控制系統(tǒng)對各動力統(tǒng)一控制的精度，因此，在本實施例，提出一種優(yōu)選的控制策略。在本實施例中，設(shè)置有惰行區(qū)間值，該惰行區(qū)間值根據(jù)列車數(shù)據(jù)鏈路正常通信最大延時與列車最大加速度的乘積計算確定。根據(jù)列車控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸算途徑可計算出在正常通信時的最大延時t，根據(jù)列車在最小車重和列車的最大牽引力可計算出列車的最大加速度a，從而可計算得到該惰行區(qū)間值為aXt。當(dāng)然，列車的最大加速度也可以選擇由列車當(dāng)前車重和列車的最大牽引力計算得出。在本實施例中，當(dāng)列車的當(dāng)前運(yùn)行速度小于預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值，且兩者的差值大于惰行區(qū)間值時，列車控制系統(tǒng)判斷列車需要牽引，并計算每輛車需要輸出的牽引力大??；當(dāng)列車的當(dāng)前運(yùn)行速度大于預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，且兩者的差值大于惰行區(qū)間值時，列車控制系統(tǒng)判斷列車需要制動，并計算每輛車需要輸出的制動力大小。即以預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值±惰行區(qū)間值的速度區(qū)間為惰行區(qū)間，當(dāng)列車的當(dāng)前運(yùn)行速度處于該惰行區(qū)間時，列車控制系統(tǒng)不進(jìn)行牽引或制動控制，當(dāng)列車當(dāng)前運(yùn)行速度不處于該惰行區(qū)間時，才根據(jù)列車當(dāng)前運(yùn)行速度由列車控制系統(tǒng)向各動車的中央控制單元發(fā)送牽引指令或制動指令，執(zhí)行牽引或制動操作。通過設(shè)置惰行區(qū)間值和惰行區(qū)間，可有效防止因信號延時造成的各動車的牽引狀態(tài)與制動狀態(tài)不一致的問題，從而保證恒速控制的精準(zhǔn)及高度一致性。
[0022]上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 51.獲取列車當(dāng)前運(yùn)行速度； 52.根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行速度和預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值判斷列車是否需要牽引或制動，并計算出每輛車需要施加的牽引力或制動力的大??； 53.向各車輛發(fā)送牽引指令或制動指令，由各車輛統(tǒng)一執(zhí)行所述牽引指令或制動指令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于:所述步驟S2的具體步驟包括:當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度小于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，判斷列車需要牽引，并計算每輛車需要輸出的牽引力大小；當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度大于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，判斷列車需要制動，并計算每輛車需要輸出的制動力大小。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于:所述步驟S2中設(shè)置有惰行區(qū)間值，所述步驟S2的具體步驟包括:當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度小于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值，且兩者的差值大于所述惰行區(qū)間值時，判斷列車需要牽引，并計算每輛車需要輸出的牽引力大小；當(dāng)所述當(dāng)前運(yùn)行速度大于所述預(yù)設(shè)的恒速目標(biāo)值時，且兩者的差值大于所述惰行區(qū)間值時，判斷列車需要制動，并計算每輛車需要輸出的制動力大小。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于:所述惰行區(qū)間值根據(jù)列車數(shù)據(jù)鏈路正常通信最大延時與列車最大加速度的乘積計算確定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于:所述列車最大加速度指根據(jù)列車的最小車重和列車的最大牽引力計算得到的加速度度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于:所述列車最大加速度指根據(jù)列車的當(dāng)前車重和列車的最大牽引力計算得到的加速度度。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于，所述步驟SI的具體步驟包括: S1.1.通過車輛的牽引控制單元采樣獲取第一列車速度，通過制動控制單元采樣獲取第二列車速度； S1.2.計算所述第一列車速度和第二列車速度的平均值，獲得計算當(dāng)前運(yùn)行速度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動力分散性列車恒速集中控制方法，其特征在于:所述步驟S1.1中，所述第一列車速度是通過列車上各牽引控制單元獲取列車速度的平均值;所述第二列車速度是指通過列車上各制動控制單元獲取列車速度的平均值。
【文檔編號】B61L15/00GK105923018SQ201610347074
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】熊艷, 楊衛(wèi)峰, 肖家博, 黃赫, 許清, 林磊, 郭鑄, 劉順進(jìn), 饒?zhí)熨F, 朱龍
【申請人】株洲中車時代電氣股份有限公司