一種軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通列車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軌道交通列車(chē)中列車(chē)的牽引、制動(dòng)分別是通過(guò)牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)控制執(zhí)行，分布于各個(gè)車(chē)輛單元的牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)車(chē)輛總線聯(lián)結(jié)成一個(gè)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)，各系統(tǒng)與列車(chē)之間則通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互。列車(chē)的牽引、制動(dòng)主要有兩種控制模式，一種為自動(dòng)駕駛模式，由列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)出牽引/制動(dòng)指令；另一種為人工模式，由司機(jī)在自動(dòng)防護(hù)的情況下由司機(jī)操作司機(jī)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)牽引和制動(dòng)。如圖1所示，現(xiàn)有的列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)的傳輸，各個(gè)車(chē)輛單元的制動(dòng)系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，列車(chē)采用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先的控制方式實(shí)現(xiàn)牽引、制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整列車(chē)邏輯控制、列車(chē)監(jiān)視功能和列車(chē)診斷功能。當(dāng)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)通信正常時(shí)，由帶司機(jī)控制室的車(chē)輛單元內(nèi)中央控制系統(tǒng)作為主控制單元，并采集司機(jī)控制器或列車(chē)信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的牽引、制動(dòng)命令及級(jí)位指令，通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到其余車(chē)輛單元的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，由網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分發(fā)至制動(dòng)系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)完成各車(chē)輛單元的牽引及制動(dòng)控制，同時(shí)每個(gè)車(chē)輛單元的牽引、制動(dòng)信息通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)反饋到司機(jī)控制室。
[0003]電空混合制動(dòng)即為電制動(dòng)與空氣制動(dòng)混合的制動(dòng)方式，如圖2所示，如上述傳統(tǒng)的列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)在執(zhí)行電空混合制動(dòng)時(shí)，其控制過(guò)程如下:第一步，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)接收到司機(jī)控制室發(fā)出的列車(chē)控制指令(牽引指令、制動(dòng)指令)；第二步，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)將列車(chē)控制指令(牽引指令、制動(dòng)指令)按相應(yīng)的指令周期將控制指令發(fā)送到牽引控制系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)；第三步，制動(dòng)系統(tǒng)在接受到的列車(chē)控制指令為制動(dòng)指令時(shí)，通過(guò)電空混合控制計(jì)算所需電制動(dòng)力，并向網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)送出電制動(dòng)請(qǐng)求指令；第四步，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)收到制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出的電制動(dòng)請(qǐng)求后，按相應(yīng)的指令周期發(fā)送到牽引控制系統(tǒng)3 ;第五步，牽引控制系統(tǒng)收到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)出的電制動(dòng)請(qǐng)求后，牽引控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際能力進(jìn)行電制動(dòng)施加，并實(shí)時(shí)將電制動(dòng)反饋給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；第六步，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)收到牽引控制系統(tǒng)反饋的電制動(dòng)后，按相應(yīng)的指令周期將電制動(dòng)反饋發(fā)送到制動(dòng)系統(tǒng)；第七步，制動(dòng)系統(tǒng)收到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)出的電制動(dòng)反饋后，將不足的部分以摩擦制動(dòng)力的形式輸出。
[0004]上述傳統(tǒng)的列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)傳輸控制數(shù)據(jù)，由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸存在一定時(shí)延，因而在執(zhí)行電空混合制動(dòng)的制動(dòng)力初始上升階段、制動(dòng)級(jí)位變化階段、停車(chē)電制動(dòng)轉(zhuǎn)空氣制動(dòng)階段均會(huì)影響制動(dòng)準(zhǔn)確執(zhí)行，具體為:在制動(dòng)力初始上升階段，由于牽引力消退時(shí)間、牽引控制系統(tǒng)和制動(dòng)控制之間的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，且數(shù)據(jù)傳輸存在一定延時(shí)，因而經(jīng)常出現(xiàn)多余的空氣制動(dòng)過(guò)沖或空走距離過(guò)長(zhǎng)的現(xiàn)象，即使通過(guò)參數(shù)的設(shè)定調(diào)整也無(wú)法完全解決該問(wèn)題；在制動(dòng)級(jí)位變化階段，由于電制力反饋不及時(shí)，因而經(jīng)常出現(xiàn)追加的空氣制動(dòng)，并且往往還會(huì)與電制動(dòng)疊加導(dǎo)致列車(chē)制動(dòng)波動(dòng)和沖擊的現(xiàn)象；在停車(chē)電制動(dòng)轉(zhuǎn)空氣制動(dòng)階段，由于電制力申請(qǐng)和電制力反饋的延時(shí)，同樣會(huì)造成轉(zhuǎn)換階段由摩擦制動(dòng)力施加與電制力施加疊加得到的總制動(dòng)力不能及時(shí)響應(yīng)制動(dòng)指令，導(dǎo)致制動(dòng)指令需要不斷地調(diào)節(jié)，而使得制動(dòng)距離計(jì)算不準(zhǔn)影響精準(zhǔn)停車(chē)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需成本低、能夠?qū)崟r(shí)執(zhí)行制動(dòng)控制、電空混合制動(dòng)執(zhí)行精度及效率高的軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)及方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)以及分別與所述中央控制系統(tǒng)連接的制動(dòng)執(zhí)行裝置、牽引控制系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)包括用于控制執(zhí)行電空混合制動(dòng)的制動(dòng)控制模塊；所述中央控制系統(tǒng)從列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)接收列車(chē)的牽引、制動(dòng)指令，根據(jù)接收的指令啟動(dòng)所述牽引控制系統(tǒng)控制執(zhí)行牽引操作，或通過(guò)所述制動(dòng)控制模塊控制所述制動(dòng)執(zhí)行裝置、牽引控制系統(tǒng)執(zhí)行電空混合制動(dòng)操作。
[0007]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述中央控制系統(tǒng)與所述制動(dòng)執(zhí)行裝置電氣連接；所述中央控制系統(tǒng)與所述牽引系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0008]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述制動(dòng)控制模塊包括電空混合控制單元以及摩擦制動(dòng)控制單元，所述電空混合控制單元根據(jù)接收到的制動(dòng)指令發(fā)送電制動(dòng)請(qǐng)求至所述牽引控制系統(tǒng)，所述摩擦制動(dòng)控制單元接收所述牽引控制系統(tǒng)的電制動(dòng)反饋并計(jì)算所需補(bǔ)充的摩擦制動(dòng)力，發(fā)送摩擦制動(dòng)控制指令至所述制動(dòng)執(zhí)行裝置。
[0009]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述制動(dòng)控制模塊還包括與所述電空混合控制單元連接的制動(dòng)調(diào)整單元，所述制動(dòng)調(diào)整單元接收所述牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)執(zhí)行裝置的制動(dòng)反饋信號(hào)計(jì)算當(dāng)前施加的實(shí)際制動(dòng)力，根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際制動(dòng)力調(diào)整所述電制動(dòng)請(qǐng)求、摩擦制動(dòng)控制指令。
[0010]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述牽引控制系統(tǒng)包括電傳動(dòng)控制單元以及電制動(dòng)施加單元，所述電傳動(dòng)控制單元接收所述電制動(dòng)請(qǐng)求，根據(jù)所述電制動(dòng)請(qǐng)求控制所述電制動(dòng)施加單元施加電制動(dòng)力。
[0011]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述中央控制系統(tǒng)還包括用于網(wǎng)絡(luò)通信控制的網(wǎng)絡(luò)控制模塊，所述網(wǎng)絡(luò)控制模塊與所述列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)連接。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種利用上述軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)的方法，步驟包括:
1)所述中央控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)從所述列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中接收列車(chē)發(fā)送的牽引、制動(dòng)指令，若為牽引指令，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟2);若為制動(dòng)指令，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟3);
2)所述中央控制系統(tǒng)將牽引指令發(fā)送至所述牽引控制系統(tǒng)，所述牽引控制系統(tǒng)根據(jù)所述牽引指令控制執(zhí)行對(duì)應(yīng)的牽引操作；
3)所述制動(dòng)控制模塊接收制動(dòng)指令，控制啟動(dòng)所述牽引控制系統(tǒng)執(zhí)行電制動(dòng)操作后，控制所述制動(dòng)執(zhí)行裝置執(zhí)行摩擦制動(dòng)操作以補(bǔ)充所需制動(dòng)力。
[0013]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)的具體步驟為:
3.1)所述制動(dòng)控制模塊接收制動(dòng)指令，根據(jù)制動(dòng)指令發(fā)送電制動(dòng)請(qǐng)求至所述牽引控制系統(tǒng)(3)； 3.2)所述牽引控制系統(tǒng)接收所述電制動(dòng)請(qǐng)求控制施加電制動(dòng)力，將電制動(dòng)反饋發(fā)送至所述制動(dòng)控制模塊；
3.3)所述制動(dòng)控制模塊接收所述電制動(dòng)反饋，根據(jù)所述電制動(dòng)反饋計(jì)算所需補(bǔ)充的摩擦制動(dòng)力，發(fā)送對(duì)應(yīng)的摩擦制動(dòng)控制指令至所述制動(dòng)執(zhí)行裝置；所述制動(dòng)執(zhí)行裝置接收所述摩擦制動(dòng)控制指令施加摩擦力制動(dòng)以補(bǔ)充所需制動(dòng)力。
[0014]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)還包括制動(dòng)調(diào)整步驟，具體步驟為:所述述制動(dòng)控制模塊接收所述牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)執(zhí)行裝置的制動(dòng)反饋信號(hào)計(jì)算當(dāng)前施加的實(shí)際制動(dòng)力，根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際制動(dòng)力調(diào)整所述電制動(dòng)請(qǐng)求、摩擦制動(dòng)控制指令。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)及方法，通過(guò)中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制功能，電空混合制動(dòng)過(guò)程中，由制動(dòng)控制模塊直接控制牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)執(zhí)行裝置，中央控制系統(tǒng)與牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)執(zhí)行裝置之間數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)過(guò)程，避免了制動(dòng)力上升階段、電制動(dòng)轉(zhuǎn)空氣制動(dòng)階段的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延問(wèn)題，因而可以及時(shí)的響應(yīng)制動(dòng)指令完成電空混合制動(dòng)，保證制動(dòng)的精準(zhǔn)性，提升了列車(chē)制動(dòng)控制性能；
2)本發(fā)明軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)及方法，由中央控制系統(tǒng)執(zhí)行電空混合制動(dòng)控制，電制動(dòng)請(qǐng)求過(guò)程中，通過(guò)制動(dòng)控制模塊直接發(fā)送電制動(dòng)請(qǐng)求至牽引控制系統(tǒng)；電制動(dòng)反饋過(guò)程中，中央控制系統(tǒng)直接接收牽引控制系統(tǒng)的電制動(dòng)反饋，以及直接根據(jù)電制動(dòng)反饋控制制動(dòng)執(zhí)行裝置，電制動(dòng)請(qǐng)求和電制動(dòng)反饋均能夠及時(shí)傳輸，避免了傳輸不及時(shí)導(dǎo)致的制動(dòng)控制問(wèn)題，保證電制動(dòng)以及摩擦制動(dòng)均能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的執(zhí)行；
3)本發(fā)明軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)及方法，進(jìn)一步的中央控制系統(tǒng)與制動(dòng)執(zhí)行裝置電氣連接，中央控制系統(tǒng)通過(guò)電氣連接的方式可以實(shí)時(shí)將制動(dòng)控制指令發(fā)送至制動(dòng)執(zhí)行裝置，使得制動(dòng)執(zhí)行裝置能夠及時(shí)響應(yīng)制動(dòng)控制指令執(zhí)行摩擦力制動(dòng)；
4)本發(fā)明軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)控制模塊進(jìn)一步包括制動(dòng)調(diào)整單元，由制動(dòng)調(diào)整單元根據(jù)牽引控制系統(tǒng)、制動(dòng)執(zhí)行裝置反饋的實(shí)際制動(dòng)力不斷調(diào)整制動(dòng)控制指令，使得制動(dòng)控制更為精準(zhǔn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是現(xiàn)有的列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖2是現(xiàn)有的列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行電空混合制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)施例軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)施例軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行電空混合制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。
[0020]圖5是本實(shí)施例軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行電空混合制動(dòng)的工作流程示意圖。
[0021]圖例說(shuō)明:1、中央控制系統(tǒng)；11、網(wǎng)絡(luò)控制模塊；12、制動(dòng)控制模塊；2、制動(dòng)執(zhí)行裝置；3、牽引控制系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)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。
[0023]如圖3所示，本實(shí)施例軌道交通列車(chē)牽引制動(dòng)系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)1以及分別與中央控制系統(tǒng)1連接的制動(dòng)執(zhí)行裝置2、牽引控制系統(tǒng)3，中央控制系統(tǒng)1包括用于控制執(zhí)行電空混合制動(dòng)的制動(dòng)控制模塊12 ;中央控制系統(tǒng)1從列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)接收列車(chē)的牽引、制動(dòng)指令，根據(jù)接收的指令啟動(dòng)牽引控制系統(tǒng)3控制執(zhí)行牽引操作，或通過(guò)制動(dòng)控制模塊12控制制動(dòng)執(zhí)行裝置2、牽引控制系統(tǒng)3執(zhí)行電空混合制動(dòng)操作。中央控制系統(tǒng)1作為對(duì)列車(chē)控制的主體，通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)與列車(chē)之間進(jìn)行信息交互。
[0024]當(dāng)列車(chē)處于牽引狀態(tài)時(shí)，中央控制系統(tǒng)1接收牽引指令，通過(guò)啟動(dòng)牽引控制系統(tǒng)3執(zhí)行牽引操作；當(dāng)列車(chē)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，中央控制系統(tǒng)1接收制動(dòng)指令，通過(guò)制動(dòng)控制模塊12控制啟動(dòng)牽引控制系統(tǒng)3執(zhí)行電制動(dòng)后，控制制動(dòng)執(zhí)行裝置2執(zhí)行摩擦力制動(dòng)以補(bǔ)充不足的制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)電空混合制動(dòng)。
[0025]本實(shí)施例通過(guò)中央控制系統(tǒng)1實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制功能，電空混合制動(dòng)過(guò)程中，由制動(dòng)控制模塊12直接控制牽引控制系統(tǒng)3、制動(dòng)執(zhí)