列车自动防护系统安全控制电路、方法及车辆与流程

本发明涉及列车安全防护技术领域，尤其涉及一种列车自动防护系统安全控制电路，控制方法，以及采用该控制电路的车辆。

背景技术：

在城市轻轨交通车辆系统中，信号系统是保证车辆运行安全的重要系统。列车自动防护系统(简称atp系统)属于信号系统的一种，由车载设备和地面设备两部分组成。

atp系统的作用主要有两个：一个是列车超速防护。车辆在运行过程中，如果超过了线路某区间的速度限制，列车自动防护系统将被激活，根据当前的超速情况自动施加制动，以保证车辆的行车安全。另一个是列车之间安全距离防护。在某两个站点之间，原则上只允许有一列车在该区间运行，当第二列车要进入该区间时，红色信号灯会变亮，提示司机需要停车等待，若司机继续行驶，车辆的atp系统也会被激活，触发车辆的制动系统施加制动。

atp系统施加的制动一般有两种级别，一种是全常用制动，相当于司控器的b7级制动，带有冲击保护限制；另一种是紧急制动，是车辆最高级别的制动，没有冲击保护限制，减速度最大，保证车辆尽快停车。atp系统激活时，会根据当前车速判断施加何种制动。如果超速不严重，会首先施加全常用制动来让车辆减速；如果车辆超速严重或者在施加全常用制动后车辆没有响应，这时atp系统将施加紧急制动，迫使车辆尽快停车。

现有的轻轨车辆的atp系统，会在系统得电时进行系统自检，主要检查atp系统设备和制动设备是否工作正常，如果自检没有通过，说明车辆的atp系统或者制动系统出现了故障，车辆不能上线运行；如果车辆通过了atp系统的自检，车辆在运行时，就需要司机通过观察操纵台上atp系统的显示屏来确定atp系统是否工作正常。当车辆的atp系统故障时，可在隔离atp系统后，选择其他限速模式，让车辆低速运行到下一站站点清客，然后返回车辆段维修。也就是说atp系统是保护车辆安全运行的重要系统，在车辆失去atp系统的保护时，车辆只能工作在低速运行模式，而且要尽快退出载客运营，进行回库维修。

并且由于atp系统故障时，需要司机人工通过atp显示屏发现，然后手动隔离信号系统。如果车辆在运行中(特别是在加速和下坡时)，atp系统主机或者控制电路出现了故障，车辆会立即失去atp系统的保护，但是如果司机没有在第一时间从atp系统显示屏观察到atp系统的故障报警或者没有立即采取措施紧急制动并隔离atp系统，车辆有可能在失去atp系统的保护下高速运行，这种情况对车辆来说是危险的，有可能导致运行事故的发生。

基于此，现有技术仍然有待改进。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种列车自动防护系统安全控制电路、控制方法及车辆，其可以解决现有技术的atp故障需要人工发现后再行处理所带来的安全隐患。

一方面，本发明实施例公开了一种列车自动防护系统安全控制电路，包括atp模块和车辆紧急制动模块，其中，

所述atp模块通过atp紧急制动继电器连接所述车辆紧急制动模块的车辆紧急制动继电器，用于在atp故障时，atp紧急制动继电器失电，从而使车辆紧急制动继电器失电。

进一步地，所述atp模块包括atp隔离按钮和atp工作接触器，

所述atp隔离按钮在第一状态时，所述atp工作接触器失电，所述车辆紧急制动继电器得电；

所述atp隔离按钮在第二状态时，所述atp工作接触器得电。

进一步地，所述车辆紧急制动模块包括单脉冲时间安全继电器，所述单脉冲时间安全继电器得电时，所述车辆紧急制动继电器得电。

进一步地，所述atp工作接触器得电，所述单脉冲时间安全继电器10秒后失电。

进一步地，所述atp模块包括riom单元和atp工作接触器，通过所述riom单元控制atp工作接触器。

进一步地，所述车辆紧急制动模块包括司控器紧急制动指令继电器，所述司控器紧急制动指令继电器位于第一状态时，所述车辆紧急制动继电器得电，所述司控器紧急制动指令继电器位于第二状态时，所述车辆紧急制动继电器失电。

进一步地，所述单脉冲时间安全继电器得电时，车辆的牵引允许指令断开，车辆不能牵引。

另一方面，本发明实施例还公开了一种轻轨车辆列车自动防护系统安全控制方法，通过atp紧急制动继电器连接车辆紧急制动继电器，当atp故障时，atp紧急制动继电器失电，从而使车辆紧急制动继电器失电，对车辆进行紧急制动。

进一步地，该方法包括：

车辆启动时，

将司控器的工作模式调节至atp模式，

单脉冲时间安全继电器得电，车辆紧急制动继电器得电，

通过riom单元控制atp工作接触器得电，atp系统得电自检，10秒后，单脉冲时间安全继电器失电，atp紧急制动继电器得电，atp隔离按钮在第二状态；

车辆运行过程中，

当atp发生故障时，atp紧急制动继电器失电，车辆紧急制动继电器失电，车辆自动紧急制动；

司机按下atp隔离按钮，使atp隔离按钮位于第一状态，atp工作接触器失电，车辆紧急制动继电器得电，atp系统被隔离。

第三方面，本发明实施例还公开了一种车辆，其采用了上述所述的列车自动防护系统安全控制电路。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明实施例通过设置atp紧急制动继电器，保证车辆在任何情况下，只要atp系统出现故障，车辆会先自动施加紧急制动，保证车辆马上停车，然后司机再进行atp系统隔离的操作。即使在车辆关键电器元件出现双重故障的极端情况下，车辆也能实现自动切除牵引力，降低车辆速度，从而提高轻轨车辆运行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的列车自动防护安全控制电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1所示，本发明实施例公开了一种列车自动防护系统安全控制电路，包括atp模块和车辆紧急制动模块，其中，所述atp模块通过atp紧急制动继电器连接所述车辆紧急制动模块的车辆紧急制动继电器，用于在atp故障时，atp紧急制动继电器失电，从而使车辆紧急制动继电器失电。具体地，在列车运行阶段，atp紧急制动继电器串联在车辆紧急继电器的线路上，当atp发生故障时，atp紧急制动继电器的线圈失电，相应支路上的开关断开，从而导致了车辆紧急制动继电器失电，从而使得车辆在atp故障时可以自动地发生紧急制动。司机在紧急制动的提示下，也可以尽早发现atp故障指示，从而进行atp隔离操作。

本发明一些优选的实施例中，所述atp模块包括atp隔离按钮和atp工作接触器，所述atp隔离按钮在第一状态时，所述atp工作接触器失电，所述车辆紧急制动继电器得电；所述atp隔离按钮在第二状态时，所述atp工作接触器得电。也就是说，当按下atp隔离按钮时，atp工作接触器线路上的开关打开，atp工作接触器失电，同时该atp隔离按钮将另一通向车辆紧急制动继电器的支路上的常开开关关闭，车辆紧急制动继电器在atp紧急制动继电器所在支路断开时，由该关闭了的常开开关所在支路供电。

本发明一些优选的实施例中，所述车辆紧急制动模块包括单脉冲时间安全继电器，所述单脉冲时间安全继电器得电时，所述车辆紧急制动继电器得电。所述atp工作接触器得电时，所述单脉冲时间安全继电器失电。在车辆启动时，单脉冲时间安全继电器所在线路首先得电，从而使得车辆紧急制动继电器得电，使得车辆处于无制动指令状态，为atp系统自检做好准备。同时，在打开atp系统后，触发设置在单脉冲时间安全继电器支路上的常闭触点，使该常闭触点打开，从而使得单脉冲时间安全继电器失电，使得车辆紧急制动继电器仅由atp紧急制动继电器所在支路供电。

本发明一些实施例中，为便由于控制atp系统，所述atp模块包括riom单元和atp工作接触器，通过所述riom单元控制atp工作接触器。即可以通过riom输出高电平信号(do：atpready)，控制atp接触器线圈得电，atp紧急制动继电器线圈得电，10秒后单脉冲时间安全继电器支路上的常闭触点打开。

本发明一些实施例中，为进一步保障车辆的安全运行，所述车辆紧急制动模块包括司控器紧急制动指令继电器，所述司控器紧急制动指令继电器位于第一状态时，所述车辆紧急制动继电器得电，所述司控器紧急制动指令继电器位于第二状态时，所述车辆紧急制动继电器失电，可以实现一键制动。

本发明一些实施例中，为了进一步保障行车安全，避免极端情况下的安全隐患，该极端情况下，单脉冲时间安全继电器故障，常开触点粘连闭合，同时，atp工作接触器故障失电，此时，单脉冲时间安全继电器支路上的常开开关闭合，该支路导通，短路了atp紧急制动继电器所在支路，隔离了atp系统对车辆的紧急制动继电器的控制，为避免该情况下的危险运行，所述单脉冲时间安全继电器得电时，车辆的牵引允许指令断开，车辆不能牵引，同时可以提示司机关键电器元件故障。

本发明实施例还公开了一种轻轨车辆列车自动防护系统安全控制方法，其通过atp紧急制动继电器连接车辆紧急制动继电器，当atp故障时，atp紧急制动继电器失电，从而使车辆紧急制动继电器失电，对车辆进行紧急制动。

具体地，上述的方法可以包括以下内容：

车辆启动时，

将司控器的工作模式调节至atp模式，

单脉冲时间安全继电器得电，车辆紧急制动继电器得电，

通过riom单元控制atp工作接触器得电，atp系统得电自检，atp紧急制动继电器得电，10秒后单脉冲时间安全继电器失电，atp隔离按钮在第二状态；

车辆运行过程中，

当atp发生故障时，atp紧急制动继电器失电，车辆紧急制动继电器失电，车辆自动紧急制动；

司机按下atp隔离按钮，使atp隔离按钮位于第一状态，atp工作接触器失电，车辆紧急制动继电器得电，atp系统被隔离。

本发明一些优选的实施例中，在atp全常用制动继电器连通允许牵引指令的支路上，设置有上述的单脉冲时间安全继电器控制的常闭开关，当单脉冲时间安全继电器得电时，该常闭开关断开，从而该允许牵引指令的支路断开，车辆不允许被牵引。

本发明实施例公开了一种轻轨车辆atp系统的安全控制电路，实现该电路的主要电器元件包括：司控器，atp工作接触器，atp隔离按钮，单脉冲时间安全继电器、atp紧急制动继电器等。具体地，车辆的atp系统，在系统首次上电时进行系统自检。自检的前提是车辆没有制动指令输入，自检的目的是检测车辆的atp系统和制动系统是否工作正常。如果自检没有通过，说明车辆的atp系统或者制动系统出现了故障，车辆不能上线运行；如果车辆通过了atp系统的自检，车辆在运行时，atp系统可对车辆进行超速防护和安全距离防护。当atp系统出现故障时，会马上触发车辆的紧急制动，确保即使在运行过程中，atp系统在没有司机参与的情况下，也能在系统故障后为车辆提供最后的防护。之后司机可进行手动隔离atp系统的操作，然后低速运行到下一站清客，回库维修。

实施例

本实施例公开了一种车辆，车辆的线路上安装有信号系统的地面设备，可以跟车载信号设备进行通讯，车辆运行在不同路况时，如下坡、转弯等，出于运行安全，会对车辆有不同的限速要求，当车辆的运行速度超过该限速值时，atp系统就会触发车辆的制动系统施加制动。若车辆在信号灯变红时没有立即停车，也会触发车辆的制动系统。

atp系统的车载设备主要由atp控制主机、atp显示屏、全常用制动继电器、紧急制动继电器、速度传感器、应答器等设备组成。全常用制动高电平表示触发，紧急制动低电平表示触发。也就是正常atp系统不施加制动的情况下，全常用制动继电器处于不得电状态，紧急制动继电器处于得电状态。

atp系统的控制电路如图1所示，atp系统的控制电路逻辑分析如下：

说明：atp全常用制动继电器高电平表示制动施加，低电平表示不施加。车辆的紧急制动的设计为高电平表示不施加，低电平表示施加。所以，正常情况下，车辆紧急制动继电器ebr和atp紧急制动继电器aebr应处于得电状态。

1)司控器钥匙打到keyon位，司机室激活，司机室激活继电器csr得电，csr常开触点k1-k2和k3-k4闭合；

2)选择司控器上的模式开关到atp模式。此时，单脉冲时间安全继电器tdr线圈得电，tdr的常开触点k1-k2瞬间闭合，延时10s后该触点自动断开；这时，atp工作接触器atpc线圈尚未得电，atpc常闭触点b1-b2闭合，这时通过支路6使车辆紧急制动继电器ebr线圈得电，保证车辆没有紧急制动指令输入，使车辆处于无制动指令状态，为atp系统自检做准备。

3)当车辆的保持制动缓解后，riom输出高电平信号(do：atpready)，控制atp工作接触器atpc线圈得电，atpc常开触点mk5-mk6闭合(支路2)，使接触器atpc得电自保持，这时atp系统得电开始自检。

4)atp工作接触器atpc线圈得电的同时，atpc常闭触点b1-b2断开，单脉冲时间继电器tdr的常开触点k1-k2闭合10s后自动断开；此后，支路6一直处于断开状态，不再控制车辆的紧急制动继电器ebr线圈得电。

5)atp系统通过控制atp紧急制动继电器aebr线圈的得电与失电，控制车辆紧急制动的缓解和施加。支路4是atp系统控制车辆施加紧急制动的主要电路。

6)atp系统自检成功后，会在atp显示屏上显示自检完成，车辆就可以出库载客运营了。

7)支路1和支路5是atp系统的隔离控制电路。如果车辆在运行过程中，atp系统出现了故障，atp紧急制动继电器aebr线圈失电，支路4上aebr常开触点k1-k2断开，车辆紧急制动继电器ebr线圈失电，车辆自动施加紧急制动，确保车辆运行安全。之后，司机可通过按下操纵台上的atp隔离按钮atpib，支路7上的atpib的常开触点k3-k4闭合，按钮指示灯亮，表示按钮动作；支路1上的atpib的常闭触点b1-b2断开，确保atp工作接触器atpc线圈不会再得电，实现atp系统的电路隔离；支路5上的atp隔离按钮atpib常开触点k1-k2闭合，保证车辆不会再有来自atp系统的紧急制动指令，实现atp系统故障后的指令隔离。

8)考虑极端情况下，车辆在运行过程中，支路6出现双重故障：单脉冲时间安全继电器tdr故障，常开触点k1-k2粘连闭合；atp工作接触器atpc故障失电，atpc常闭触点闭合，这种情况下，支路6导通，短路了aebr的常开触点，隔离了atp系统对车辆紧急制动的控制，但这时，支路8上的单脉冲时间安全继电器tdr常闭触点b1-b2会断开，断开车辆的牵引允许指令，车辆不能再牵引，同时会提示司机关键电器元件故障，为车辆提供安全防护。该控制电路即使在电器元件出现双重故障的极端情况下，仍然能对车辆提供保护，是一种特别安全的控制电路。

综上所述，本发明实施例所公开的列车自动防护系统安全控制电路、控制方法及使用该控制电路和控制方法的车辆，通过对atp系统控制电路的设计，首先满足了atp系统的自检前提要求，为atp系统自检提供一个无制动指令的车辆；其次，提高了车辆atp系统的安全性和完整性，即使在车辆运行中，atp系统出现了故障，atp系统也能自动触发车辆的紧急制动，为车辆提供最后的安全保障；该控制电路完善了车辆的控制系统，在atp系统故障后，可完全隔离atp系统对车辆的控制，避免故障atp系统对车辆发出错误指令；最后，该控制电路即使在电器元件出现双重故障的极端情况下，仍然能通过切断牵引允许指令的方式来降低车速，为车辆提供保护，提高了车辆的安全性和可靠性。

需要特别指出的是，通过更改控制电路元器件的类型或者信号来源，而实现本发明目的，也在本申请的保护范围内。上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。