專利名稱：停車器的自動控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路設(shè)有駝峰的調(diào)車場對停車器進行自動控制的系統(tǒng)，更具體的涉及將可控停車器作為基礎(chǔ)的防溜設(shè)備，通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息對停車器防溜設(shè)備的自動控制系統(tǒng)和方法。
長期以來，在駝峰尾部的防溜工具主要以鐵鞋作為主要調(diào)車設(shè)備，鐵鞋作為一種簡易的調(diào)速和防溜設(shè)備，在駝峰發(fā)展初期確實適合我國國情和當時的路情。在駝峰尾部使用鐵鞋進行防溜作業(yè)，在作業(yè)過程中，通過人工聯(lián)系，實際觀察調(diào)車機車作業(yè)狀況，人工保證進行‘放鞋’和‘撤鞋’作業(yè)過程，不但勞動強度大，作業(yè)環(huán)境惡劣，而且勞動效率低下，直接影響到駝峰尾部編組能力的進一步提高。更為嚴重的是，因為‘漏放’和‘漏撤’鐵鞋而造成的調(diào)車事故，在駝峰尾部時有發(fā)生。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和社會分工的進一步發(fā)展，如果仍采用高強度的體力勞動來使用鐵鞋進行主要的調(diào)車生產(chǎn)活動，已不太符合我國鐵路的技術(shù)發(fā)展政策，而且與社會進步的發(fā)展需要也不相適應(yīng)。
近年來，經(jīng)過廣大鐵路科技人員的努力，針對駝峰編組場尾部的車輛防溜問題，研制成功的停車設(shè)備主要有停車頂和停車器，停車頂采用連續(xù)式布置零臨界速度的減速頂分散消耗走行車輛的動能，對調(diào)車線有效長影響較大。停車器采用點式布置集中消耗走行車輛的動能，其發(fā)展經(jīng)歷了非控制狀態(tài)到可控制狀態(tài)的發(fā)展而逐步趨于成熟。
停車器作為一個獨立的車輛防溜設(shè)備使用，如同頭尾作業(yè)不建立一定的作業(yè)聯(lián)系，僅依靠目測調(diào)車線車輛走行狀態(tài)及尾部調(diào)車情況，采用手動現(xiàn)地操縱或手動集中控制進行停車器的作業(yè)狀態(tài)改變。由于駝峰作業(yè)的特殊性和受到了望條件的限制，不但仍會造成操作人員勞動強度加重，形成勞動強度的地點轉(zhuǎn)移，而且極易造成停車器‘漏制’和‘漏緩’，從而影響調(diào)車作業(yè)效率，形成一定的作業(yè)安全隱患。
本發(fā)明的通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制系統(tǒng)是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，所述的系統(tǒng)包括控制機主機，用于控制所述系統(tǒng)的工作，其控制方式為雙機熱備或雙機冷備，以便進行切換時不影響控制效果，所述的控制機主機由主機A和主機B和雙機轉(zhuǎn)換設(shè)備組成；駝峰頭部信息采集傳輸裝置，用于采集駝峰頭部調(diào)車線信息并通過通道防雷裝置傳送給控制機主機；通道防雷裝置，用于阻止來自駝峰頭部信息采集傳輸裝置的雷電干擾；駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置，用于采集駝峰尾部作業(yè)信息；信號處理裝置，用于處理來自駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置的信息；停車器裝置，用于在控制機主機的控制下，根據(jù)線路縱斷面狀態(tài)和停車器布置位置的信息進行停車；電源裝置，用于提供電源給上述裝置，電源裝置通過停車器電源屏控制對停車器設(shè)備的動作進行供電和斷電，保證其正常動作，UPS不間斷電源保證系統(tǒng)能夠進行控制設(shè)備的正常供電及電源切換的連續(xù)供電。
所述的駝峰頭部信息包括頭部調(diào)車線股道封鎖信息、頭部調(diào)車線股道測長信息、頭部三部位占用信息及其他調(diào)車線股道信息。
所述的駝峰尾部信息包括尾部道岔表示狀態(tài)信息、尾部股道電路占用狀態(tài)信息、尾部調(diào)車線信號機狀態(tài)信息以及停車器的狀態(tài)信息。
本發(fā)明的一種通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制方法是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，在由控制機主機、駝峰頭部信息采集傳輸裝置、通道防雷裝置、駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置、信號處理裝置、停車器裝置、電源裝置構(gòu)成的停車器自動控制系統(tǒng)中，控制可控停車器進行溜放車輛防溜的控制方法包括根據(jù)計算機靜態(tài)計算和動態(tài)模擬的結(jié)果確定停車器布置位置和布置數(shù)量；采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息；根據(jù)上述采集信息相關(guān)狀態(tài)，確定該股道駝峰頭部使用狀況，根據(jù)股道封鎖條件判斷是否允許尾部調(diào)車機車進入該股道及該股道目前溜放車輛是否走行；根據(jù)尾部信號機和軌道電路狀態(tài)信息確定該股道尾部是否有調(diào)車作業(yè)進行或調(diào)車作業(yè)是否結(jié)束，調(diào)車機車是進入還是牽出；根據(jù)目前停車器狀態(tài)信息確定并控制相應(yīng)的制動或緩解狀態(tài)。
所述的駝峰頭部信息包括頭部調(diào)車線股道封鎖信息、頭部調(diào)車線股道測長信息、頭部三部位占用信息及其他調(diào)車線股道信息。其信息源來自于駝峰頭部過程控制系統(tǒng)。
所述的駝峰尾部信息包括尾部道岔表示狀態(tài)信息、尾部股道電路占用狀態(tài)信息、尾部調(diào)車線信號機狀態(tài)信息以及停車器的狀態(tài)信息。
所述的計算機靜態(tài)計算和動態(tài)模擬的結(jié)果確定停車器布置位置和布置數(shù)量進一步包括所述的靜態(tài)計算是以每勾車為單元，計算不同入口速度、不同重量、不同勾車輛數(shù)通過停車器制動時能滑出的車輛數(shù)為了計算上的簡便，同時為了保證安全，采取保守計算方法，需作如下假設(shè)①車輛是以其重心為質(zhì)點的均勻分布剛體；②多輛勾車的重心是以其中心為其計算點；在以上假設(shè)條件下，車輛經(jīng)過停車器制動時其運動過程滿足機械能守恒定律，即有車輛進入停車器前的動能E入動＝1/2*N*Q*V入2*103車輛進入停車器前的勢能E入勢＝N*Q*g*i*[n*L車+L停+L余]
車輛進入停車器后的動能E出動＝1/2*N*Q*V出2*103運動過程中消耗的機械能E停＝n*4*w制*L停E(w0+wf)＝N*Q*g*(w0+wf)*[n*L車+L停+L余]其中E入動---車輛進入停車器前具有的動能(J)E入勢---車輛進入停車器前具有的勢能(J)E出動---車輛進入停車器后具有的動能(J計算中取0)E停---停車器對車輛所做的制動功(J)E(w0+wf)---基本阻力和風(fēng)阻力對車輛所做的阻力功(J)N---勾車輛數(shù)(個)Q---車輛重量(噸)V入---車輛進入停車器的速度(m/s)V出---車輛進入停車器后的速度(m/s計算中取0)g---重力加速度(9.8N/Kg)i---停車器所在的坡度(‰)L車---車輛長度(計算取14m)L停---停車器有效制動長度(m)L余---停車器串連布置時中間預(yù)留距離(m)w制---停車器單位制動能力(J/軸米)w0---車輛基本阻力(N/KN)wf---車輛所受風(fēng)阻力(N/KN)由能量守恒定律有如下關(guān)系式E入動+E入勢＝E出動+E停+E(w0+wf)＝E停+E(w0+wf)依據(jù)上式可以求出在一定溜放作業(yè)條件下的勾車滑出輛數(shù)n，n應(yīng)取正整數(shù)(小數(shù)部分進位)。n值計算結(jié)果出現(xiàn)非整數(shù)的物理解釋為這時某輛車有部分輪軸滑出停車器，部分輪軸處于停車器上。為了保證安全，按保守計算進行進位是符合客觀實際的。
所述的動態(tài)模擬是以車列解編過程為計算依據(jù)，累計計算不同勾車進行相互串掛后最終能滑出停車器的輛數(shù)，即動態(tài)模擬是計算勾車在連續(xù)溜放條件下，車輛以串掛形式通過停車器制動作用最終能滑出停車器的輛數(shù)。為了計算簡便和保證安全，采取保守計算，做如下假設(shè)
①勾車之間的碰撞屬完全彈性碰撞；②在勾車碰撞的瞬間同時滿足動能和動量守恒定律；③勾車碰撞過程不存在能量損耗；④勾車碰撞結(jié)果為非粘著碰撞；按以上條件則有碰撞前E前前＝1/2*N前*Q前*V前前2*103M前前＝N前*Q前*g*V前前*103E后前＝1/2*N后*Q后*V后前2*103M后前＝N后*Q后*g*V后前*103碰撞后E前后＝1/2*N前*Q前*V前后2*103M前后＝N前*Q前*g*V前后*103E后后＝1/2*N后*Q后*V后后2*103M后后＝N后*Q后*g*V后后*103其中E前前---前行車碰撞前具有的動能(J計算時取0)M前前---前行車碰撞前具有的動量(Nm/s)V前前---前行車碰撞前的速度(m/s計算時取0)V后前---后行車碰撞前的速度(m/s)V前后---前行車碰撞后的速度(m/s)V后后---后行車碰撞后的速度(m/s)N前---前行車的輛數(shù)(個)Q前---前行車的重量(噸)N后---后行車的輛數(shù)(個)Q后---后行車的重量(噸)E后前---后行車碰撞前具有的動能(J)M后前---后行車碰撞前具有的動量(Nm/s)E前后---前行車碰撞后具有的動能(J)M前后---前行車碰撞后具有的動量(Nm/s)E后后---后行車碰撞后具有的動能(J)
M后后---后行車碰撞后具有的動量(Nm/s)根據(jù)能量守恒定律有如下關(guān)系式E前前+E后前＝E前后+E后后M前前+M后前＝M前后+M后后依據(jù)上式，可以求出前后勾車碰撞后的速度及能量，從而求出各自通過停車器制動時的滑出輛數(shù)。依此類推，便可以求出連續(xù)溜放作業(yè)過程中最終滑出停車器的車輛數(shù)。
系統(tǒng)通過采集頭尾作業(yè)條件，判別調(diào)車線各股道尾部調(diào)車與牽出作業(yè)和頭部作業(yè)的相關(guān)作業(yè)情況，自動控制各股道停車器處于制動或緩解狀態(tài)，實現(xiàn)對調(diào)車線上溜放車輛的安全防溜。系統(tǒng)在提高尾部調(diào)車作業(yè)自動化程度，改善作業(yè)條件，保證作業(yè)安全及減輕工人勞動強度等方面，具有顯著的效果。
本發(fā)明的通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制系統(tǒng)是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，所述的系統(tǒng)包括控制機主機119，用于控制所述系統(tǒng)的工作，其控制方式為雙機熱備或雙機冷備，以便進行切換時不影響控制效果?？刂茩C主機119由主機A106和主機B 107和雙機轉(zhuǎn)換設(shè)備108組成，控制機主機119可以通過采集頭尾作業(yè)信息進行停車器的實時自動控制和作業(yè)過程記錄?？刂浦鳈C119通過邏輯判定后通過繼電器設(shè)備進行停車器控制命令的執(zhí)行操作，主機通過繼電器設(shè)備的接點狀態(tài)進行駝峰尾部作業(yè)信息的采集。當主機A106或主機B107發(fā)生故障時可以通過雙機轉(zhuǎn)換設(shè)備119按照常規(guī)的辦法進行轉(zhuǎn)換。
駝峰頭部信息采集傳輸裝置104，用于采集駝峰頭部調(diào)車線信息并通過通道防雷裝置105傳送給控制機主機119。所述的駝峰頭部信息包括頭部調(diào)車線股道封鎖信息101、頭部調(diào)車線股道測長信息102、頭部三部位占用信息103及其他調(diào)車線股道信息。其信息源來自于駝峰頭部過程控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)可直接通過網(wǎng)絡(luò)連接與頭部過程控制系統(tǒng)[TW組態(tài)式、FTK分布式、YTK系統(tǒng)等]進行相關(guān)控制信息共享。在駝峰頭部未實現(xiàn)過程控制的駝峰場，本系統(tǒng)也具備通過直接進行繼電方式采集頭部股道信息的方法來獲得所需要的控制信息。
通道防雷裝置105，用于阻止來自駝峰頭部信息采集傳輸裝置104的雷電干擾。系統(tǒng)通過繼電器設(shè)備進行輸入/輸出室內(nèi)與室外的一級電器隔離，保證系統(tǒng)具有較強的防雷能力。
駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置112，用于采集駝峰尾部作業(yè)信息。所述的駝峰尾部信息包括尾部道岔表示狀態(tài)信息109、尾部股道電路占用狀態(tài)信息110、尾部調(diào)車線信號機狀態(tài)信息111以及停車器的狀態(tài)信息114。
信號處理裝置113，用于處理來自駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置112的信息。其信息源自駝峰尾部作業(yè)過程的改變狀態(tài)。本系統(tǒng)通過直接采集其繼電器工作狀態(tài)，通過道岔表示狀態(tài)信息109和信號機狀態(tài)信息11確定尾部調(diào)車作業(yè)的進入、牽出狀態(tài)和進路開放和關(guān)閉過程確定調(diào)車作業(yè)過程。同時系統(tǒng)通過尾部股道電路占用狀態(tài)信息110確定尾部調(diào)車機車的作業(yè)過程和狀態(tài)。在綜合頭尾作業(yè)信息的基礎(chǔ)上，通過判定股道停車器的狀態(tài)信息114來進行停車器的狀態(tài)控制。
停車器裝置117，用于在控制機主機119的控制下，根據(jù)線路縱斷面狀態(tài)信息115和停車器布置位置116的信息進行停車控制。
電源裝置118，用于提供電源給上述裝置，電源裝置118通過停車器電源屏控制對停車器設(shè)備的動作進行供電和斷電，保證其正常動作，UPS不間斷電源保證系統(tǒng)能夠進行控制設(shè)備的正常供電及電源切換的連續(xù)供電。
圖2是本發(fā)明的停車器布置位置和數(shù)量確定程序示意圖。如圖2所示，系統(tǒng)通過靜態(tài)計算和動態(tài)模擬兩種方法進行停車器布置位置和布置數(shù)量的確定，作為系統(tǒng)控制中的參數(shù)，以達到系統(tǒng)的安全和最佳控制效果。首先根據(jù)線路縱斷面狀態(tài)信息201、計算勾車輛數(shù)202、計算勾車重量203和計算勾車人口速度信息204進行靜態(tài)模擬205，然后根據(jù)靜態(tài)模擬205產(chǎn)生靜態(tài)計算輛數(shù)208和隨機產(chǎn)生溜放勾車參數(shù)進行動態(tài)模擬206。通過動態(tài)模擬206得出動態(tài)計算輛數(shù)209，最后確定停車器布置位置和布置參數(shù)210。
本發(fā)明的一種通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制方法是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，在由控制機主機、駝峰頭部信息采集傳輸裝置、通道防雷裝置、駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置、信號處理裝置、停車器裝置、電源裝置構(gòu)成的停車器自動控制系統(tǒng)中，控制可控停車器進行溜放車輛防溜的控制方法包括根據(jù)計算機靜態(tài)計算和動態(tài)模擬的結(jié)果確定停車器布置位置和布置數(shù)量；采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息；根據(jù)上述采集信息相關(guān)狀態(tài)信息，確定該股道駝峰頭部使用狀況，根據(jù)股道封鎖條件判斷是否允許尾部調(diào)車機車進入該股道及該股道目前溜放車輛是否走行；根據(jù)尾部信號機和軌道電路狀態(tài)信息確定該股道尾部是否有調(diào)車作業(yè)進行或調(diào)車作業(yè)是否結(jié)束，調(diào)車機車是進入還是牽出；根據(jù)目前停車器狀態(tài)信息確定并控制相應(yīng)的制動或緩解狀態(tài)。
所述的計算機靜態(tài)模擬和動態(tài)模擬的結(jié)果確定停車器布置位置和布置數(shù)量進一步包括所述的靜態(tài)模擬是以每勾車為單元，計算不同入口速度、不同重量、不同勾車輛數(shù)通過停車器制動時能滑出的車輛數(shù)為了模擬上的簡便，同時為了保證安全，采取保守模擬計算方法，需作如下假設(shè)①車輛是以其重心為質(zhì)點的均勻分布剛體；②多輛勾車的重心是以其中心為其計算點；在以上假設(shè)條件下，車輛經(jīng)過停車器制動時其運動過程滿足機械能守恒定律，即有車輛進入停車器前的動能E入動＝1/2*N*Q*V入2*103車輛進入停車器前的勢能E入勢＝N*Q*g*i*[n*L車+L停+L余]車輛進入停車器后的動能E出動＝1/2*N*Q*V出2*103運動過程中消耗的機械能E停＝n*4*w制*L停E(w0+wf)＝N*Q*g*(w0+wf)*[n*L車+L停+L余]其中
E入動---車輛進入停車器前具有的動能(J)E入勢---車輛進入停車器前具有的勢能(J)E出動---車輛進入停車器后具有的動能(J計算中取0)E停---停車器對車輛所做的制動功(J)E(w0+wf)---基本阻力和風(fēng)阻力對車輛所做的阻力功(J)N---勾車輛數(shù)(個)Q---車輛重量(噸)V入---車輛進入停車器的速度(m/s)V出---車輛進入停車器后的速度(m/s計算中取0)g---重力加速度(9.8N/Kg)i---停車器所在的坡度(‰)L車---車輛長度(計算取14m)L停---停車器有效制動長度(m)L余---停車器串連布置時中間預(yù)留距離(m)w制---停車器單位制動能力(J/軸米)w0---車輛基本阻力(N/KN)wf---車輛所受風(fēng)阻力(N/KN)由能量守恒定律有如下關(guān)系式E入動+E入勢＝E出動+E停+E(w0+wf)＝E停+E(w0+wf)依據(jù)上式可以求出在一定溜放作業(yè)條件下的勾車滑出輛數(shù)n，n應(yīng)取正整數(shù)(小數(shù)部分進位)。n值計算結(jié)果出現(xiàn)非整數(shù)的物理解釋為這時某輛車有部分輪軸滑出停車器，部分輪軸處于停車器上。為了保證安全，按保守計算進行進位是符合客觀實際的。
所述的動態(tài)模擬是以車列解編過程為計算依據(jù)，累計計算不同勾車進行相互串掛后最終能滑出停車器的輛數(shù)，即動態(tài)模擬是計算勾車在連續(xù)溜放條件下，車輛以串掛形式通過停車器制動作用最終能滑出停車器的輛數(shù)。為了計算簡便和保證安全，采取保守計算，做如下假設(shè)①勾車之間的碰撞屬完全彈性碰撞；②在勾車碰撞的瞬間同時滿足動能和動量守恒定律；③勾車碰撞過程不存在能量損耗；④勾車碰撞結(jié)果為非粘著碰撞；
按以上條件則有碰撞前E前前＝1/2*N前*Q前*V前前2*103M前前＝N前*Q前*g*V前前*103E后前＝1/2*N后*Q后*V后前2*103M后前＝N后*Q后*g*V后前*103碰撞后E前后＝1/2*N前*Q前*V前后2*103M前后＝N前*Q前*g*V前后*103E后后＝1/2*N后*Q后*V后后2*103M后后＝N后*Q后*g*V后后*103其中E前前---前行車碰撞前具有的動能(J計算時取0)M前前---前行車碰撞前具有的動量(Nm/s)V前前---前行車碰撞前的速度(m/s計算時取0)V后前---后行車碰撞前的速度(m/s)V前后---前行車碰撞后的速度(m/s)V后后---后行車碰撞后的速度(m/s)N前---前行車的輛數(shù)(個)Q前---前行車的重量(噸)N后---后行車的輛數(shù)(個)Q后---后行車的重量(噸)E后前---后行車碰撞前具有的動能(J)M后前---后行車碰撞前具有的動量(Nm/s)E前后---前行車碰撞后具有的動能(J)M前后---前行車碰撞后具有的動量(Nm/s)E后后---后行車碰撞后具有的動能(J)M后后---后行車碰撞后具有的動量(Nm/s)根據(jù)能量守恒定律有如下關(guān)系式E前前+E后前＝E前后+E后后M前前+M后前＝M前后+M后后依據(jù)上式，可以求出前后勾車碰撞后的速度及能量，從而求出各自通過停車器制動時的滑出輛數(shù)。依此類推，便可以求出連續(xù)溜放作業(yè)過程中最終滑出停車器的車輛數(shù)。
停車器合理位置的確定，取決于停車器本身的構(gòu)造特點及技術(shù)指標(有效制動長度、單位制動能力)以及所處的現(xiàn)場縱斷面條件。同時，與調(diào)車線的作業(yè)性質(zhì)(停車器入口速度、車流分布、空重比例、勾數(shù)、每勾輛數(shù))也密切相關(guān)。只有通過結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)過程，在滿足現(xiàn)場作業(yè)安全的條件下，仿真現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，才能因地制宜地確定停車器的設(shè)置位置。
一般情況下，不需人工干預(yù)，系統(tǒng)通過采集頭尾作業(yè)條件自動控制各股道停車器的制動或緩解并記錄作業(yè)過程。此時屏幕上提示為[自動方式]，如屏幕提示為[手動方式]，可通過按壓手動盤的[轉(zhuǎn)換]和[自動]按鈕進行控制狀態(tài)變換。
根據(jù)作業(yè)需要，允許進行人工干預(yù)停車器控制，并且優(yōu)于自動控制。通過在圖形終端操作屏上利用鍵盤或鼠標完成，該屏為多屏操作界面，可以根據(jù)作業(yè)習(xí)慣進行一定操作方式的選擇。
主屏幕上顯示為現(xiàn)場停車器及站場平面布置圖，包括尾部各股道的調(diào)車信號機、分路道岔區(qū)段、調(diào)車進路及頭部調(diào)車線溜放車輛的走行狀況表示。上部有系統(tǒng)菜單提示欄?？梢愿鶕?jù)菜單項中的內(nèi)容及下部命令相關(guān)解釋進行一定設(shè)置。屏幕中部為運行方式和鼠標或軌跡球的快捷操作區(qū)域，有自動/手動狀態(tài)、制動、緩解、清除、恢復(fù)自動四個方框按鈕。
左上角為菜單設(shè)置欄，標題為[操作屏]表示該終端為操作員作業(yè)屏，右上角為目前系統(tǒng)時間，可以通過菜單命令進行調(diào)整。右下角為該終端是否與主機同步。
正常狀態(tài)下設(shè)備應(yīng)處于聯(lián)機狀態(tài)，表明與主機相聯(lián)，處于在線狀態(tài)。脫機狀態(tài)表明該終端與主機隔離，處于不在線狀態(tài)；本命令在啟動時可確認終端與主機是否聯(lián)機并在線運行。
正常狀態(tài)下設(shè)備應(yīng)處于主從聯(lián)機狀態(tài)，表明該操作終端與主控機同步，可以進行相關(guān)操作。主從脫機表明該終端與主機盡管在線，但已與主機不同步，即已失去聯(lián)系，控制狀態(tài)與現(xiàn)場實際狀態(tài)可能已經(jīng)不一致，這時應(yīng)該運用菜單命令中的請求聯(lián)機命令進行確認，如果仍不能恢復(fù)，說明設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)轉(zhuǎn)向手動操作狀態(tài)，并告知維修人員進行維修。
這四個按鈕操作均采用雙鍵操作方式，即按單按鈕不起任何作用，須結(jié)合股道停車器按鈕標志才能執(zhí)行命令。[制動]表示準備向某股道停車器執(zhí)行制動命令；[緩解]表示準備向某股道停車器執(zhí)行緩解命令；[恢復(fù)自動]表示向執(zhí)行過手動干預(yù)的某股道停車器執(zhí)行去消手動干預(yù)，轉(zhuǎn)為自動控制；[取消命令]表示去消向某股道停車器準備執(zhí)行的制動或緩解命令。
為保證系統(tǒng)的通用性及鐵路設(shè)備操作維護使用規(guī)范，系統(tǒng)間的各動作控制電氣流程均采用直流24V，微機內(nèi)部采用直流5V。即停車器的動作電源根據(jù)電流特性配置一定的直流24V繼電器，通過繼電器進行強電與弱電的機械和電氣隔離，從而使室內(nèi)的控制和動作分開。繼電器24V直流輸入和輸出通過電纜連接直接進入控制微機采集部分，為減少功率消耗過大，微機內(nèi)部的邏輯判斷電氣連接均采用直流5V。
由于本發(fā)明的系統(tǒng)可直接通過網(wǎng)絡(luò)連接與頭部過程控制系統(tǒng)[TW型駝峰組態(tài)式自動控制系統(tǒng)、FTK型駝峰分布式自動控制系統(tǒng)、DDCIII型駝峰雙機冗余自動控制系統(tǒng)、TYWK型駝峰信號計算機一體化自動控制系統(tǒng)等]進行相關(guān)控制信息共享。在駝峰頭部未實現(xiàn)過程控制的駝峰場，本系統(tǒng)也具備通過直接進行繼電方式采集頭部股道信息的方法來獲得所需要的控制信息。有關(guān)上述頭部過程控制系統(tǒng)的具體內(nèi)容在這里不再詳細描述。
權(quán)利要求
1.一種通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)包括控制機主機(119)，用于控制所述系統(tǒng)的工作，其控制方式為雙機熱備或雙機冷備，以便進行切換時不影響控制效果，所述的控制機主機(119)由主機A(116)和主機B(117)和雙機轉(zhuǎn)換設(shè)備(118)組成；駝峰頭部信息采集傳輸裝置(104)，用于采集駝峰頭部調(diào)車線信息并通過通道防雷裝置(105)傳送給控制機主機(119)；通道防雷裝置(105)，用于阻止來自駝峰頭部信息采集傳輸裝置(104)的雷電干擾；駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置(112)，用于采集駝峰尾部作業(yè)信息；信號處理裝置(113)，用于處理來自駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置(112)的信息；停車器裝置(117)，用于在控制機主機(119)的控制下，根據(jù)線路縱斷面狀態(tài)詳細(115)和停車器布置位置的信息(116)進行停車控制；電源裝置(118)，用于提供電源給上述裝置，電源裝置(118)通過停車器電源屏控制對停車器設(shè)備的動作進行供電和斷電，保證其正常動作，UPS不間斷電源保證系統(tǒng)能夠進行控制設(shè)備的正常供電及電源切換的連續(xù)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的駝峰頭部信息包括頭部調(diào)車線股道封鎖信息(101)、頭部調(diào)車線股道測長信息(102)、頭部三部位占用信息(103)及其他調(diào)車線股道信息，其信息源來自于駝峰頭部過程控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的駝峰尾部信息包括尾部道岔表示狀態(tài)信息(109)、尾部股道電路占用狀態(tài)信息(110)、尾部調(diào)車線信號機狀態(tài)信息(111)，以及停車器的狀態(tài)信息(114)。
4.一種通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制方法，在由控制機主機、駝峰頭部信息采集傳輸裝置、通道防雷裝置、駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置、信號處理裝置、停車器裝置、電源裝置構(gòu)成的停車器自動控制系統(tǒng)中實現(xiàn)所述的控制可控停車器進行溜放車輛防溜的控制方法，其特征在于所述的方法包括根據(jù)計算機靜態(tài)計算和動態(tài)模擬的結(jié)果確定停車器布置位置和布置數(shù)量；采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息；根據(jù)上述采集信息相關(guān)狀態(tài)，確定該股道駝峰頭部使用狀況，根據(jù)股道封鎖條件判斷是否允許尾部調(diào)車機車進入該股道及該股道目前溜放車輛是否走行；根據(jù)尾部信號機和軌道電路狀態(tài)確定該股道尾部是否有調(diào)車作業(yè)進行或調(diào)車作業(yè)是否結(jié)束，調(diào)車機車是進入還是牽出；根據(jù)目前停車器狀態(tài)信息確定并控制相應(yīng)的制動或緩解狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的駝峰頭部信息包括頭部調(diào)車線股道封鎖信息、頭部調(diào)車線股道測長信息、頭部三部位占用信息及其他調(diào)車線股道信息，其信息源來自于駝峰頭部過程控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的駝峰尾部信息包括尾部道岔表示狀態(tài)信息、尾部股道電路占用狀態(tài)信息、尾部調(diào)車線信號機狀態(tài)信息以及停車器的狀態(tài)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于所述的計算機靜態(tài)模擬計算和動態(tài)模擬的結(jié)果確定停車器布置位置和布置數(shù)量進一步包括所述的靜態(tài)模擬計算是以每勾車為單元，計算不同入口速度、不同重量、不同勾車輛數(shù)通過停車器制動時能滑出的車輛數(shù)為了計算上的簡便，同時為了保證安全，采取保守計算方法，需作如下假設(shè)①車輛是以其重心為質(zhì)點的均勻分布剛體；②多輛勾車的重心是以其中心為其計算點；在以上假設(shè)條件下，車輛經(jīng)過停車器制動時其運動過程滿足機械能守恒定律，即有車輛進入停車器前的動能E入動＝1/2*N*Q*V入2*103車輛進入停車器前的勢能E入勢＝N*Q*g*i*[n*L車+L停+L余]車輛進入停車器后的動能E出動＝1/2*N*Q*V出2*103運動過程中消耗的機械能E停＝n*4*w制*L停E(w0+wf)＝N*Q*g*(w0+wf)*[n*L車+L停+L余]其中E入動---車輛進入停車器前具有的動能；E入勢---車輛進入停車器前具有的勢能；E出動---車輛進入停車器后具有的動能；E停---停車器對車輛所做的制動功；E(w0+wf)---基本阻力和風(fēng)阻力對車輛所做的阻力功；N---勾車輛數(shù)；Q---車輛重量；V入---車輛進入停車器的速度；V出---車輛進入停車器后的速度；g---重力加速度；i---停車器所在的坡度；L車---車輛長度；L停---停車器有效制動長度；L余---停車器串連布置時中間預(yù)留距離；w制---停車器單位制動能力；w0---車輛基本阻力；wf---車輛所受風(fēng)阻力；由能量守恒定律有如下關(guān)系式E入動+E入勢＝E出動+E停+E(w0+wf)＝E停+E(w0+wf)依據(jù)上式可以求出在一定溜放作業(yè)條件下的勾車滑出輛數(shù)n，n應(yīng)取正整數(shù)，小數(shù)部分進位；所述的動態(tài)模擬是以車列解編過程為計算依據(jù)，累計計算不同勾車進行相互串掛后最終能滑出停車器的輛數(shù)，即動態(tài)模擬是計算勾車在連續(xù)溜放條件下，車輛以串掛形式通過停車器制動作用最終能滑出停車器的輛數(shù)，為了計算簡便和保證安全，采取保守計算，做如下假設(shè)①勾車之間的碰撞屬完全彈性碰撞；②在勾車碰撞的瞬間同時滿足動能和動量守恒定律；③勾車碰撞過程不存在能量損耗；④勾車碰撞結(jié)果為非粘著碰撞；按以上條件則有碰撞前E前前＝1/2*N前*Q前*V前前2*103M前前＝N前*Q前*g*V前前*103E后前＝1/2*N后*Q后*V后前2*103M后前＝N后*Q后*g*V后前*103碰撞后E前后＝1/2*N前*Q前*V前后2*103M前后＝N前*Q前*g*V前后*103E后后＝1/2*N后*Q后*V后后2*103M后后＝N后*Q后*g*V后后*103其中E前前---前行車碰撞前具有的動能；M前前---前行車碰撞前具有的動量；V前前---前行車碰撞前的速度；V后前---后行車碰撞前的速度；V前后---前行車碰撞后的速度；N前---前行車的輛數(shù)；Q前---前行車的重量；N后---后行車的輛數(shù)；Q后---后行車的重量；E后前---后行車碰撞前具有的動能；M后前---后行車碰撞前具有的動量；E前后---前行車碰撞后具有的動能；M前后---前行車碰撞后具有的動量；E后后---后行車碰撞后具有的動能；M后后---后行車碰撞后具有的動量；根據(jù)能量守恒定律有如下關(guān)系式E前前+E后前＝E前后+E后后M前前+M后前＝M前后+M后后依據(jù)上式，可以求出前后勾車碰撞后的速度及能量，從而求出各自通過停車器制動時的滑出輛數(shù)，依此類推，便可以求出連續(xù)溜放作業(yè)過程中最終滑出停車器的車輛數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息控制可控停車器進行駝峰溜放車輛防溜的控制系統(tǒng)和方法，所述的系統(tǒng)包括控制機主機、駝峰頭部信息采集傳輸裝置、通道防雷裝置、駝峰尾部作業(yè)信息采集裝置、信號處理裝置、停車器裝置和電源裝置。所述的方法包括靜態(tài)和動態(tài)模擬確定停車器布置位置和布置數(shù)量，采集駝峰頭部和駝峰尾部作業(yè)信息等，根據(jù)采集的信息，該系統(tǒng)自動控制各股道停車器處于制動或緩解狀態(tài)，實現(xiàn)對調(diào)車線上溜放車輛的安全防溜。系統(tǒng)在提高尾部調(diào)車作業(yè)自動化程度，改善作業(yè)條件，保證作業(yè)安全及減輕工人勞動強度等方面，具有顯著的效果。
文檔編號B61J3/02GK1438146SQ03119220
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月5日
發(fā)明者張開治, 耿穎, 郭亞琴 申請人:北京全路通信信號研究設(shè)計院