专利名称：Apm牵引制动系统的自动控制方法
技术领域：
本发明涉及一种APM牵引制动系统的自动控制方法，属于列车牵引制动系统自动控制技术领域。
背景技术：
传统的列车牵引制动系统大多是由手动控制，司机通过控制手柄调节牵引力的大小以及牵引制动力的切换，整个系统是开环控制结构，由司机进行控制。而APM系统要求列车行驶和控制全部通过自动化设备完成，牵引制动系统能够根据需要自动调节牵引制动力的大小及切换。因此，需要一种在无人驾驶条件下，列车牵引制动系统能够根据线路条件、列车当前速度和位置、控制中心指令等相关信息进行自动调节的控制方法。
发明内容
本发明要解决技术问题是:克服传统的列车牵引制动系统是由手动控制缺点，提供一种APM牵引制动系统的自动控制方法，该方法能够不但能够自动调节列车牵引制动力的大小，而且可以自动进行列车牵引力和制动力之间的切换，不需要司机人为的干预。为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是:一种APM牵引制动系统的自动控制方法，包括以下步骤:
第一步、列车运行时，车载ATC系统从区域ATC系统接收来自控制中心的临时停车指令和限速指令；同时车载ATC系统检测当前列车的运行速度、运行方向以及当前列车的位置；第二步、所述车载ATC系统根据列车感测设备检测到的当前列车的运行速度、运行方向，与车载ATC自身存储的线路信息进行计算，从而得到当前列车所处的位置及状态信息，其中所述车载ATC系统自身存储的线路信息包括APM线路电子地图、区域限速值和运营停车占.第三步、所述车载ATC系统根据从区域ATC系统得到的运行指令、列车所处的位置及状态信息以及车载ATC系统本身存储的线路信息比较判断后向信号转换器发送控制指令，其中运行指令包括速度曲线、临时限速、紧急停车命令；如果所述车载ATC系统自身存储的区域限速值与所述车载ATC系统从区域ATC系统接收的限速指令发生冲突，则当前列车的限速值为从区域ATC系统接收的限速指令所规定的限速值，否则所述当前列车的限速值为车载ATC系统自身存储的区域限速值；
第四步、所述信号转换器将接收到的控制指令转换成牵引控制单元能够识别的可调节交流电信号，并将所述交流电信号改送至所述牵引控制单元；所述交流电信号的范围是[O, IOOmA]；
第五步、所述牵引控制单元根据接收到的交流电流信号确定牵引制动系统的运行模式，并计算所需的电制动力或牵引力，然后控制牵引电机作出相应的动作，实现列车的制动或牵引；
其中所述交流电信号与牵引制动系统的运行模式的关系如下: 当交流电信号为[O，IOmA)时，所述牵引制动系统的运行模式为最大制动模式；
当交流电信号为[10，45mA)时，所述牵引制动系统的运行模式为制动模式，所需的电制动力随交流电信号的增加而减小；
当交流电信号为[45，65mA)时，所述牵引制动系统的运行模式为无制动无牵引的惰行模式；
当交流电信号为[45，IOOmA]时，所述牵引制动系统的运行模式为牵引模式，所需的牵引力随交流电信号的增加而增加；
第六步、重复执行第一步到第五步，从而保证列车的运行符合所述区域ATC系统和车载ATC系统的指令要求，不需要人工干预，实现列车的自动驾驶。上述技术方案的改进是:所述车载ATC系统还从区域ATC系统接收前方车辆的位置信息，用于确定本列车的运行曲线，并重复执行第二步到第五步。这样能够保证列车能够安全平稳的行驶及制动，不会超越与前方车辆的安全距离。本发明带来的有益效果是:
I)本发明的APM牵引制动系统的自动控制方法中，所述车载ATC系统根据从区域ATC系统得到的运行指令、列车所处的位置及状态信息以及车载ATC系统本身存储的线路信息比较判断后向信号转换器发送控制指令，可以实现牵引制动系统的自动调节，驾驶条件进行自动控制。2)本发明采用电流信号作为调节信号可避免信号的衰减、增强安全性，并可进行线性调节。3)本发明从区域ATC系统接收前方车辆的位置信息，用于确定本列车的运行曲线，能够保证列车能够安全平稳的行驶及制动，不会超越与前方车辆的安全距离。
下面结合附图对本发明的APM牵引制动系统的自动控制方法作进一步说明。图1是本发明实施例的控制流程示意图。
具体实施方式
实施例本实施例的APM牵引制动系统的自动控制方法，如图1所示，包括以下步骤: 第一步、列车运行时，车载ATC系统从区域ATC系统接收来自控制中心的临时停车指令
和限速指令；同时车载ATC系统检测当前列车的运行速度、运行方向以及当前列车的位置；本实施例中，车载ATC系统通过车地通信系统从区域ATC接收临时停车指令和限速指令等信息，同时通过接收感测设备检测到的信号计算当前车辆速度、确认当前车辆位置及运行方向。感测设备可包括一个或多个速度测量设备，这种设备包括测速电机、加速度计或测速雷达。另外，基于机械运动或物理测量的其他任何速度测量装置均可用来代替签署设备。第二步、所述车载ATC系统根据列车感测设备检测到的当前列车的运行速度、运行方向以及车载ATC自身存储的线路信息进行计算，从而得到当前列车所处的位置及状态信息，其中所述车载ATC系统自身存储的线路信息包括APM线路电子地图、区域限速值和运营停车点；
第三步、所述车载ATC系统根据从区域ATC系统得到的运行指令、列车所处的位置及状态信息以及车载ATC系统本身存储的线路信息比较判断后向信号转换器发送控制指令，其中运行指令包括速度曲线、临时限速、紧急停车命令；如果所述车载ATC系统自身存储的区域限速值与所述车载ATC系统从区域ATC系统接收的限速指令发生冲突，则当前列车的限速值为从区域ATC系统接收的限速指令所规定的限速值，否则所述当前列车的限速值为车载ATC系统自身存储的区域限速值；
本实施例中所述车载ATC系统根据从区域ATC系统得到的运行指令、列车所处的位置及状态信息以及车载ATC系统本身存储的线路信息比较判断是现有车载ATC系统已经具有的功能。本实施例中车载ATC系统设置为按照低于区域限速3km/h的原则给出一个当前的参考运行速度指令，车辆运行过程中，若控制中心通过区域ATC系统发出低于参考运行速度的限速指令，则优先采用区域ATC系统的限速指令。为保证行车安全，区域ATC系统不能发出高于区域限速的速度指令。第四步、所述信号转换器将接收到的指令转换成牵引控制单元能够识别的可调节交流电信号，并将所述交流电信号改送至所述牵引控制单元；所述交流电信号的范围是[O, IOOmA]。第五步、所述牵引控制单元根据接收到的交流电流信号确定牵引制动系统的运行模式，并计算所需的电制动力或牵引力，然后控制牵引电机作出相应的动作，实现列车的制动或牵引；
其中所述交流电信号与牵引制动系统的运行模式的关系如下:
当交流电信号为
时，所述牵引制动系统的运行模式为牵引模式，所需的牵弓I力随交流电信号的增加而增加。本实施例中列车分别在46mA和65mA控制电流条件下实现制动到惰行、惰行到牵弓I的转化，并在l(T45mA之间调节电制动力的大小，在65 IOOmA之间调节牵弓I力的大小。本实施例将最大制动力设置为小电流可保证在突然失电下触发紧急制动。第六步、重复执行第一步到第五步，从而保证列车的运行符合所述区域ATC系统和车载ATC系统的指令要求，不需要人工干预，实现列车的自动驾驶。本实施例还可以作以下改进:
所述车载ATC系统还从区域ATC系统接收前方车辆的位置信息，用于确定本列车的运行曲线，并重复执行第二步到第五步。这样能够保证列车能够安全平稳的行驶及制动，不会超越与前方车辆的安全距离。本发明的APM牵引制动系统的自动控制方法不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种APM牵引制动系统的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步、列车运行时，车载ATC系统从区域ATC系统接收来自控制中心的临时停车指令和限速指令；同时车载ATC系统检测当前列车的运行速度、运行方向以及当前列车的位置；第二步、所述车载ATC系统根据列车感测设备检测到的当前列车的运行速度、运行方向，与车载ATC自身存储的线路信息进行计算，从而得到当前列车所处的位置及状态信息，其中所述车载ATC系统自身存储的线路信息包括APM线路电子地图、区域限速值和运营停车占.第三步、所述车载ATC系统根据从区域ATC系统得到的运行指令、列车所处的位置及状态信息以及车载ATC系统本身存储的线路信息比较判断后向信号转换器发送控制指令，其中运行指令包括速度曲线、临时限速、紧急停车命令；如果所述车载ATC系统自身存储的区域限速值与所述车载ATC系统从区域ATC系统接收的限速指令发生冲突，则当前列车的限速值为从区域ATC系统接收的限速指令所规定的限速值，否则所述当前列车的限速值为车载ATC系统自身存储的区域限速值； 第四步、所述信号转换器将接收到的控制指令转换成牵引控制单元能够识别的可调节交流电信号，并将所述交流电信号改送至所述牵引控制单元；所述交流电信号的范围是[O, IOOmA]； 第五步、所述牵引控制单元根据接收到的交流电流信号确定牵引制动系统的运行模式，并计算所需的电制动力或牵引力，然后控制牵引电机作出相应的动作，实现列车的制动或牵引； 其中所述交流电信号与牵引制动系统的运行模式的关系如下: 当交流电信号为
时，所述牵引制动系统的运行模式为牵引模式，所需的牵引力随交流电信号的增加而增加； 第六步、重复执行第一步到第五步，从而保证列车的运行符合所述区域ATC系统和车载ATC系统的指令要求，实现列车的自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的APM牵引制动系统的自动控制方法，其特征在于:所述车载ATC系统还从区域ATC系统接收前方车辆的位置信息，用于确定本列车的运行曲线，并重复执行第二步到第五步。
全文摘要
本发明涉及一种APM牵引制动系统的自动控制方法，属于列车牵引制动系统自动控制技术领域。该方法中车载ATC系统根据从区域ATC系统得到的运行指令、列车所处的位置及状态信息以及车载ATC系统本身存储的线路信息比较判断后向信号转换器发送控制指令；所述信号转换器将接收到的控制指令转换成牵引控制单元能够识别的可调节交流电信号，并将所述交流电信号改送至所述牵引控制单元；所述牵引控制单元根据接收到的交流电流信号确定牵引制动系统的运行模式，并计算所需的电制动力或牵引力，然后控制牵引电机作出相应的动作，实现列车的制动或牵引。该列车能够保证列车的运行符合所述区域ATC系统和车载ATC系统的指令要求，实现列车的自动驾驶。
文档编号B61C17/00GK103158722SQ20131008966
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者苏国强, 郑磊, 奚华峰, 张成光, 刘毅 申请人:南车南京浦镇车辆有限公司