车辆控制设备、列车控制系统及列车控制方法
【专利摘要】本发明公开一种车辆控制设备、列车控制系统及列车控制方法，该设备包括：干线电压检测单元、网络单元、控制单元、通信单元和位置确定单元；干线电压检测单元连接至控制单元、通信单元和位置确定单元，用于采集列车干线电压并将电压传输给控制单元；网络单元连接至控制单元，用于接收到投入指令后投入；控制单元用于发出指令、处理数据及发送信息给通信单元；通信单元用于车辆控制设备与机车控制设备间的网络通信；位置确定单元连接至控制单元和通信单元，用于获取车辆在列车中的位置信息并发送给机车控制设备；在车辆处于列车尾端时，网络单元由控制单元控制投入并发送信标消息。无需安装独立的用于列车尾端车辆的装置，简化整体系统，方便运用。
【专利说明】
车辆控制设备、列车控制系统及列车控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及铁路运输技术领域，尤其涉及一种车辆控制设备、列车控制系统及列车控制方法。
【背景技术】
[0002]装设基于微机网络控制电空制动系统的列车，需要一个独立专用的列尾装置用于电空制动系统，该列尾装置安装在列车尾端的车辆上，负责感知并传递列车尾端的一些状态信息，包括尾部电压、尾部列车管压力及信标信息，其中信标信息用来检测列车的完整性。目前，国外使用电空制动系统的车辆，均是在列车尾端的车辆上安装独立的列尾装置，这个独立的列尾装置一般包含电池、传感器和网络通信等设备，是在列车编组完成后实际运行前临时加挂在列车尾端的车辆上使用。所以，这样的独立列尾装置需要专门人员进行专门的管理、运用和维护。
[0003]图1是国外在用技术的列车设备连接示意图，如图1所示，列尾装置连接在列车尾端，η个车辆控制设备及列尾装置均连接至机车控制设备，机车控制设备为车辆控制设备及列尾装置供电，且机车控制设备与各车辆控制设备、列尾装置可以通过网络进行通讯。
[0004]另外，目前运用的普通货物列车(没有安装电空制动系统)按规定需要在处于列车尾端的车辆上安装一个列尾装置，这个列尾装置是所有货物列车都必须的，主要功能是感知尾部列车管压力，部分列尾装置具有列车管减压排风功能。这种列尾装置能够通过无线通讯方式向机车设备发送列车尾部的列车管压力，还能通过无线通讯接收到机车紧急制动的指令迅速排出列车管内压力空气。
[0005]因此，使用装设有基于微机网络控制电空制动系统的列车，会出现两个列尾装置，不方便管理和安装运用。
[0006]针对上述问题，需要提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种车辆控制设备、列车控制系统及列车控制方法，解决现有技术中装设有基于微机网络控制电空制动系统的列车，需要独立的实体列尾装置，不方便管理和安装的问题。
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种车辆控制设备，包括:干线电压检测单元、网络单元、控制单元、通信单元和位置确定单元;所述干线电压检测单元，分别连接至所述控制单元、所述通信单元和所述位置确定单元，用于采集列车干线电压，并将采集的干线电压值传输给所述控制单元;所述网络单元，连接至所述控制单元，用于在接收到所述控制单元发送的投入指令后投入;所述控制单元，用于发出指令、处理数据以及发送信息给所述通信单元;所述通信单元，连接至机车控制设备和所述控制单元，用于所述车辆控制设备与所述机车控制设备之间进行网络通信;所述位置确定单元，分别连接至所述控制单元和所述通信单元，用于获取所述车辆控制设备所在的车辆在列车中的位置信息，并将所述位置信息发送给所述机车控制设备;其中，在所述车辆控制设备所在的车辆处于列车尾端的情况下，所述网络单元由所述控制单元控制投入，并且发送信标信息。
[0009]在一个实施例中，所述车辆控制设备还包括:供电电源，用于通过供电线路为所述车辆控制设备供电。
[0010]在一个实施例中，所述车辆控制设备还包括:电池单元，连接至所述供电电源和所述控制单元，用于在所述供电电源失效的情况下，为所述车辆控制设备提供临时电源，并且在所述供电电源有效的情况下为电池充电。
[0011]在一个实施例中，所述车辆控制设备还包括:状态显示单元，分别连接至所述控制单元、所述通信单元、所述干线电压检测单元和所述位置确定单元，用于显示所述车辆控制设备的工作情况。
[0012]在一个实施例中，所述控制单元具体用于按照预设的时间间隔向所述机车控制设备发送列车尾端的状态信息。
[0013]根据本发明的另一个方面，提供了一种列车控制系统，包括:机车控制设备以及多个车辆控制设备，其中，所述车辆控制设备是上述任一种的车辆控制设备;所述机车控制设备，用于确定处于列车尾端的车辆，控制投入该车辆的车辆控制设备中的网络单元，并接收处于列车尾端的车辆控制设备发送的信标信息。
[0014]根据本发明的另一个方面，提供了一种列车控制方法，应用于上述车辆控制系统，所述方法包括:机车控制设备确定处于列车尾端的车辆;所述机车控制设备控制投入该车辆的车辆控制设备中的网络单元，并接收处于列车尾端的车辆控制设备发送的信标信息。
[0015]通过本发明的车辆控制设备、列车控制系统及列车控制方法，每个车辆控制设备都具备有列尾功能及车辆控制功能，但只有在列车尾端的车辆控制设备会被机车控制设备激活全部功能，其余车辆控制设备仅激活车辆控制功能。这样，装设有基于微机网络控制电空制动系统的列车无需安装额外的独立的列尾装置，简化了电空制动系统，使得运用变得相对简单，方便管理。
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0017]图1是国外在用技术的列车设备连接示意图；
[0018]图2是本发明一实施例的车辆控制设备的结构框图；
[0019]图3是本发明另一实施例的车辆控制设备的结构框图；
[0020]图4是本发明又一实施例的车辆控制设备的结构框图；
[0021 ]图5是本发明实施例的列车控制系统的结构示意图；
[0022]图6是本发明实施例的列车控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0024]本发明实施例提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备具有列尾功能，可以用于装设有基于微机网络控制电空制动系统的列车。
[0025]图2是本发明一实施例的车辆控制设备的结构框图，如图2所示，该车辆控制设备10包括:干线电压检测单元11、网络单元12、控制单元13、通信单元14和位置确定单元15。下面对其结构进行具体说明。
[0026]干线电压检测单元11，分别连接至控制单元13、通信单元14和位置确定单元15，用于采集列车干线电压，并将采集的干线电压值传输给控制单元13。
[0027]网络单元12(即网络终端)，连接至控制单元13，用于在接收到控制单元13发送的投入指令后投入。
[0028]控制单元13，用于发出指令、处理数据以及发送信息给通信单元14。控制单元13作为车辆控制设备10的处理器，可以实时计算数据和判断逻辑，例如，数据的采集处理和各种控制动作。
[0029]通信单元14，连接至机车控制设备20和控制单元13，用于车辆控制设备10与机车控制设备20之间进行网络通信。如果某一车辆被选为具有尾车功能，那么该车辆可以按照预设的时间间隔通过通信单元14向机车控制设备20发送信标信息。信标信息可以包括:列车干线电压、列车管压力等信息。
[0030]位置确定单元15，分别连接至控制单元13和通信单元14，用于获取车辆控制设备10所在的车辆在列车中的位置信息，并将该位置信息发送给机车控制设备20。其中，位置确定单元15可以通过通信单元14直接发送位置信息，也可以通过控制单元13转发位置信息。
[0031]其中，在车辆控制设备10所在的车辆处于列车尾端的情况下，网络单元12由控制单元13控制投入，并且发送信标信息。即，网络单元12只是在尾部工作的车辆所必须的，由机车控制设备20指定投入工作，具体的，机车控制设备20可以与通信单元14进行通信，通过控制单元13完成控制投入。
[0032]通过上述实施例所描述的车辆控制设备，每个车辆控制设备都具备有列尾功能及车辆控制功能，但只有在列车尾端的车辆控制设备会被机车控制设备激活全部功能，其余车辆控制设备仅激活车辆控制功能。无需安装额外的独立的列尾装置，简化了电空制动系统，使得运用变得相对简单，方便管理。其中列尾功能如下:投入网络单元电阻、收集列车干线电压、采集列车管压力、定时广播发送列尾信标信息等，机车控制设备通过接收信标信息，一方面得到该车辆的状态信息，另一方面来判断整个列车的完整性。
[0033]位置确定单元15可以是排序电路，通过排序，机车控制设备20可以判断出车辆在列车中的位置信息，进而指定处于列车尾端的车辆控制设备执行列尾功能。具体的，可以通过排序确定车辆与预设车辆的相对位置，从而可以获知列车中的哪个车辆处于列车尾部。
[0034]当车辆控制设备作为列尾时，控制单元13会控制网络单元投入网络；当车辆控制设备作为普通的车辆控制设备时，不用投入网络。
[0035]在一个实施例中，车辆控制设备10还可以包括:供电电源16，用于通过供电线路为车辆控制设备10供电。供电电源16可以实现DC-DC转换，提供车辆控制设备10所需的电压，从而为车辆控制设备10供电。
[0036]在一个实施例中，如图3所示，车辆控制设备10还可以包括:电池单元17，连接至供电电源16和控制单元13，用于在供电电源16失效的情况下，为车辆控制设备10提供临时电源，并且在供电电源16有效的情况下为电池充电。本实施例中，提供备用电池，由控制单元13的指令控制备用电池是否工作，在供电电源16故障的情况下，能够保证车辆控制设备10的正常供电；并且，在供电电源16能够正常使用的情况下，为备用电池充电，从而可以保证在需要使用备用电池的时候，备用电池的电量充足。
[0037]在一个实施例中，如图4所示，车辆控制设备10还可以包括:状态显示单元18，分别连接至控制单元13、通信单元14、干线电压检测单元11和位置确定单元15，用于显示车辆控制设备1的工作情况;制动控制装置19，连接至控制单元13，用于控制车辆的制动。其中，状态显示单元18可以通过电路实现，例如，利用LED灯的闪烁情况，了解车辆控制设备1的工作情况。
[0038]上述所使用的术语“单元”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。例如，如果用硬件来实现，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0039]本发明实施例还提供了一种列车控制系统，图5是本发明实施例的列车控制系统的结构示意图，如图5所示，该列车控制系统包括:机车控制设备20以及多个车辆控制设备10。其中，车辆控制设备10是上述实施例中所描述的车辆控制设备。机车控制设备20，用于确定处于列车尾端的车辆，控制投入该车辆的车辆控制设备10中的网络单元12，并接收处于列车尾端的车辆控制设备发送的信标信息，以实现列尾功能。
[0040]通过上述实施例所描述的列车控制系统，每个车辆控制设备都具备有列尾功能及车辆控制功能，但只有处于列车尾端的车辆控制设备会被机车控制设备激活全部功能，其余车辆控制设备仅激活车辆控制功能。由此，无需安装额外的独立的列尾装置，简化了电空制动系统，使得运用变得相对简单，方便管理。
[0041]本发明实施例还提供了一种列车控制方法，应用于上述列车控制系统，如图6所示，该方法包括如下步骤:
[0042]步骤S601，机车控制设备确定处于列车尾端的车辆；
[0043]步骤S602，机车控制设备控制投入该车辆的车辆控制设备中的网络单元，并接收处于列车尾端的车辆控制设备发送的信标信息。
[0044]通过上述实施例所描述的列车控制方法，每个车辆控制设备都具备有列尾功能及车辆控制功能，但只有处于列车尾端的车辆控制设备会被机车控制设备激活全部功能，其余车辆控制设备仅激活车辆控制功能。由此，无需安装额外的独立的列尾装置，简化了电空制动系统，方便管理。
[0045]综上所述，本发明利用专门设计的具有列尾功能的车辆控制设备，在机车控制设备的调度下确定列车尾端车辆位置，并指定列车尾端的车辆控制设备执行列尾功能及车辆控制功能，指定其余车辆控制设备仅执行车辆控制功能，无需安装额外的列尾装置，简化系统，方便管理。
[0046]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0047]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0048]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种车辆控制设备，其特征在于，包括:干线电压检测单元、网络单元、控制单元、通信单元和位置确定单元； 所述干线电压检测单元，分别连接至所述控制单元、所述通信单元和所述位置确定单元，用于采集列车干线电压，并将采集的干线电压值传输给所述控制单元； 所述网络单元，连接至所述控制单元，用于在接收到所述控制单元发送的投入指令后投入； 所述控制单元，用于发出指令、处理数据以及发送信息给所述通信单元； 所述通信单元，连接至机车控制设备和所述控制单元，用于所述车辆控制设备与所述机车控制设备之间进行网络通信； 所述位置确定单元，分别连接至所述控制单元和所述通信单元，用于获取所述车辆控制设备所在的车辆在列车中的位置信息，并将所述位置信息发送给所述机车控制设备； 其中，在所述车辆控制设备所在的车辆处于列车尾端的情况下，所述网络单元由所述控制单元控制投入，并且发送信标信息。2.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其特征在于，所述车辆控制设备还包括:供电电源，用于通过供电线路为所述车辆控制设备供电。3.根据权利要求2所述的车辆控制设备，其特征在于，所述车辆控制设备还包括:电池单元，连接至所述供电电源和所述控制单元，用于在所述供电电源失效的情况下，为所述车辆控制设备提供临时电源，并且在所述供电电源有效的情况下为电池充电。4.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其特征在于，所述车辆控制设备还包括:状态显示单元，分别连接至所述控制单元、所述通信单元、所述干线电压检测单元和所述位置确定单元，用于显示所述车辆控制设备的工作情况。5.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其特征在于，所述控制单元具体用于按照预设的时间间隔向所述机车控制设备发送列车尾端的状态信息。6.—种列车控制系统，其特征在于，包括:机车控制设备以及多个车辆控制设备，其中，所述车辆控制设备是权利要求1至5中任一项所述的车辆控制设备； 所述机车控制设备，用于确定处于列车尾端的车辆，控制投入该车辆的车辆控制设备中的网络单元，并接收处于列车尾端的车辆控制设备发送的信标信息。7.—种列车控制方法，应用于权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于，所述方法包括: 机车控制设备确定处于列车尾端的车辆； 所述机车控制设备控制投入该车辆的车辆控制设备中的网络单元，并接收处于列车尾端的车辆控制设备发送的信标信息。
【文档编号】B61L15/00GK105923017SQ201610313410
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】林晖, 叶柏洪, 张云廷, 林洋, 黄枫
【申请人】中国铁道科学研究院, 北京纵横机电技术开发公司, 中国铁道科学研究院机车车辆研究所