一種有軌電車控制系統(tǒng)及最大運行速度控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市有軌交通控制，尤其是涉及一種安全性較高的有軌電車控制系統(tǒng)及最大運行速度控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代城市交通中，地鐵以準(zhǔn)點、運量大、投資大的特點成為目前國內(nèi)大城市首選交通模式，但其投資過大、造成財政負擔(dān)過重等負面影響也日益顯現(xiàn)。而有軌電車則以其投資小、建設(shè)周期短、運量適中、項目審批簡單等優(yōu)點，成為受廣大大中城市青睞的新型軌道交通模式。
[0003]地鐵是在地下全封閉的狀態(tài)下運行，通過ATP技術(shù)進行實時監(jiān)控，駕駛也可實現(xiàn)全自動無人駕駛，達到SIL4的安全等級。而有軌電車則不得不在半隔離或混行模式下在城市里行使，由此產(chǎn)生了一個安全駕駛的問題。雖然歐美100多年來都采用駕駛員目測駕駛，憑借駕駛員的高素質(zhì)和市民的高素質(zhì)以及一整套的信號及安全技術(shù)系統(tǒng)而沒有發(fā)生特大型的事故，但和國外不同的是中國大中城市的高峰時間，十字路口(平岔道口)或人流密集段的人流量是歐美國家不能相提并論的，也是超出國外專家的想像和設(shè)計理念的。同時目前國內(nèi)市民文明出行的習(xí)慣也遠遠沒有達到國外城市市民100多年來養(yǎng)成的文明習(xí)慣。即使采用國外達到SIL3標(biāo)準(zhǔn)最安全的信號及安全控制系統(tǒng)，有軌電車在中國城市行駛還是存在巨大的安全隱患。
[0004]中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局于2000年11月8日公開了公開號為CN1272436A的專利文獻，名稱是一種實時顯示地鐵運行狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)。其包括光纖、光時域反射儀(OTDR),光時域反射儀連接在光纖的任意一端,其還包括機械位移傳感機構(gòu)，所述的機械位移傳感機構(gòu)按一定的密度分布在光纖上。此方案通過機械位移傳感機構(gòu)將列車位置信息反應(yīng)到光時域發(fā)射儀上，從而對列車進行定位，但此方案不適用于有軌電車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺乏對有軌電車的有效安全保障系統(tǒng)的技術(shù)問題，提供一種安全性高、適用面廣、對影響因子考慮全面的有軌電車控制系統(tǒng)及最大運行速度控制方法。
[0006]本發(fā)明針對上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:一種有軌電車最大運行速度控制方法，包括以下步驟:
501、系統(tǒng)啟動；
502、系統(tǒng)自檢，如果有設(shè)備由于自檢未通過而發(fā)出報警信號，則停機報警，否則進入步驟 S03 ；
503、判斷能見度是否大于能見度閾值，如果是，則設(shè)定霧霾限制速度Vi.為基礎(chǔ)速度W，然后進入步驟S04 ;如果能見度小于或等于能見度閾值，則根據(jù)能見度計算霧霾限制速度K/，然后進入步驟S04 ； 504、判斷當(dāng)天是否為霜凍天氣，如果是霜凍天氣則進入步驟S05;如果不是霜凍天氣則設(shè)定第一中間速度Vl為基礎(chǔ)速度W，并進入步驟S06 ；
505、判斷本車是否為本線路上當(dāng)天的第一趟車次，如果是則第一中間速度Vl由以下公式得出-.Vl=VOXKl, VO為基礎(chǔ)速度，Z/為霜凍系數(shù)，然后進入步驟S06 ;如果本車不是當(dāng)前線路上的第一趟車次則設(shè)定第一中間速度Vl為基礎(chǔ)速度W，并進入步驟S06 ；
506、根據(jù)降水量調(diào)整第三中間速度K?；
507、根據(jù)車輛載重調(diào)整第四中間速度V4；
508、比較第四中間速度沒和霧霾限制速度Ki的大小，取其中的較小值為電車最大運行速度Vmax。
[0007]如果是霜凍天氣，車輛在有結(jié)霜的軌道上剎車時的摩擦力會比正常情況小，所以需要降低運行速度。第一趟車經(jīng)過以后軌道上的霜會被消除掉，對后續(xù)車輛不產(chǎn)生影響，故而只需要第一趟車減速通過。Kl取值范圍是0.8-0.9。
[0008]作為優(yōu)選，所述根據(jù)降水量調(diào)整電車運行速度包括以下步驟:
5061、判斷2小時內(nèi)是否有降水，如果是，則第二中間速度D由以下公式得出:V2=V1 XK2,K2為降水系數(shù)，然后進入步驟S062 ;如果2小時內(nèi)沒有降水，則設(shè)定第二中間速度K?為第一中間速度K/，然后進入步驟S063 ；
5062、判斷當(dāng)前環(huán)境溫度是否大于O攝氏度，如果是，則進入步驟S063;如果當(dāng)前環(huán)境溫度小于或等于O攝氏度，則第三中間速度K?由以下公式確定U=V2XJa，K3為結(jié)冰系數(shù)，然后進入步驟S07;
5063、設(shè)定第三中間速度K?為第二中間速度C，然后進入步驟S07。
[0009]如果有降水，也會使電車與軌道摩擦力減小，從而導(dǎo)致剎車距離加大，所以需要降低速度上限，如果氣溫低于O攝氏度，會使降水在軌道上形成冰凍，進一步減小摩擦力，相應(yīng)的速度上限也應(yīng)當(dāng)進一步降低。K2的取值范圍是0.8-0.9,K3的取值范圍是0.7-0.8。
[0010]作為優(yōu)選，所述根據(jù)車輛載重確定電車運行最大速度具體為:
當(dāng)載重量為滿載時，第四中間速度沒由以下公式確定'V4=V3XK41，K41為滿載系數(shù)； 當(dāng)載重量為半載時，第四中間速度沒由以下公式確定:沒二為半載系數(shù)； 當(dāng)載重量為半載時，設(shè)定第四中間速度沒為第三中間速度K?；
滿載為電車載重量在最大負荷的75%以上，半載為電車載重量在最大負荷的25%-75% ；空載為電車載重量在最大負荷的25%以下。
[0011]車輛在載重量不同的情況下剎車距離不同，載重越大則剎車距離越長，所以需要根據(jù)載重對最大速度進行修正。K41的取值范圍是0.8-0.m，K42的取值范圍是0.9-0.95。
[0012]作為優(yōu)選，所述霧霾限制速度Vi由以下公式確定:
Vi=1、14.44+2S/a)°-s-3.8]a
式中，^為能見度，a為電車剎車時的速度變化率。
[0013]司機在發(fā)現(xiàn)前方障礙以后的反應(yīng)時間為ls，系統(tǒng)反應(yīng)時間不超過1.2s，轉(zhuǎn)轍設(shè)定時間為1.6s，也就是說在前方障礙出現(xiàn)在司機眼中開始到電車開始制動所需要的時間為ls+1.2s+l.6s=3.8s，電車運行速度為K，3.8s內(nèi)經(jīng)過的距離為8V,電車減速到靜止所需時間為K/a，減速過程經(jīng)過的距離為Z/為，為保證列車與前方障礙不發(fā)生碰撞，能見度S必須大于2 8V+f/2a,即S 彡 3.8V+f/2a
計算得出，電車運行速度[(14.44+2S/aY5-3.S^a,故霧霾限制速度Vj'= [ {14.44+2S/a)0'5-3.8]a。
[0014]從安全角度考慮，電車剎車時的速度變化率也和降水、冰凍、載重的情況掛鉤，需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
[0015]一種有軌電車控制系統(tǒng)，包括能見度檢測儀、溫度計、雨量計、無源信標(biāo)、信標(biāo)讀寫器、第一無線通信模塊、路由器、中心服務(wù)器、紅外發(fā)射器、紅外接收器和第二無線通信模塊，所述無源信標(biāo)有若干個，無源信標(biāo)設(shè)置在軌道旁；信標(biāo)讀寫器設(shè)置在電車前部下方，所述第一無線通信模塊與信標(biāo)讀寫器連接，所述中心服務(wù)器與路由器連接，所述紅外發(fā)射器設(shè)置在電車頭部，所述紅外接收器設(shè)置在軌道旁，所述紅外接收器與第二無線通信