基于车载ATP设备和LKJ设备的机车车辆制动方法及装置与流程

基于车载atp设备和lkj设备的机车车辆制动方法及装置
技术领域
1.本发明涉及轨道交通信号系统，尤其是涉及一种基于车载atp设备和lkj设备的机车车辆制动方法及装置。


背景技术：

2.按照现有铁路总公司技术条件中的要求，所有动车组上都安装了安全型车载atp设备，其制动逻辑均为失电制动逻辑，但是目前我国还有上万辆机车车辆(非动车组)，而且机车车辆普遍采用得电施加制动的方式。机车需要制动时，得电驱动电磁阀，控制制动阀放风施加制动。如果要在机车上满足失电制动，需要在机车制动一侧额外搭建转换电路，从而将车载atp设备制动时输出的低电平转换为高电平输出给机车车辆，但单纯的在机车侧增加继电器而不对其进行监控，会增加继电器失效风险，从而导致制动命令无法发送给机车制动端，严重影响行车安全。
3.因此现有技术存在缺陷主要为：车载atp设备失电制动只适配动车组列车，而机车车辆普遍使用得电制动逻辑；机车侧加装继电器这种非安全的得电制动方案影响行车安全。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性高的基于车载atp设备和lkj设备的机车车辆制动方法及装置。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明的一个方面，提供了一种基于车载atp设备和lkj设备的机车车辆制动方法，该方法满足了车载atp设备内部热备冗余的要求，实现了在单系车载atp设备故障时能正常施加紧急制动；同时还兼容了lkj设备，通过软硬件切换来达到车载atp设备与lkj设备共同控制列车，并在不同控制区段等级下实现车载atp设备与lkj设备的制动权切换。
7.作为优选的技术方案，所述的车载atp设备采用两路紧急制动输出。
8.作为优选的技术方案，所述的车载atp设备对内部的紧急制动继电器、制动权切换继电器状态进行监控。
9.作为优选的技术方案，所述的车载atp设备对lkj设备的紧急制动进行监控。
10.作为优选的技术方案，所述的车载atp设备在lkj设备施加制动后，如果车载atp设备未采集到lkj设备的紧急制动施加，所述车载atp设备会取得制动控制权，追加紧急制动，保障列车安全。
11.作为优选的技术方案，所述的车载atp设备采用得电时施加制动，同时在故障时可以保证紧急制动的输出。
12.根据本发明的另一个方面，提供了一种用于所述基于车载atp设备和lkj设备的机车车辆制动方法的装置，该装置包括车载atp设备和lkj设备，所述的车载atp设备包括紧急制动继电器和制动权切换继电器，所述的制动权切换继电器分别与紧急制动继电器和lkj
设备连接。
13.作为优选的技术方案，所述的紧急制动继电器设有两个，所述的车载atp设备输出两路eb信号控制紧急制动继电器的线圈，紧急制动电源接在线圈的常闭接点上，所述线圈默认低电平时表示输出eb信号，高电平时表示未输出eb信号。
14.作为优选的技术方案，所述的车载atp设备输出制动权切换命令控制两路制动权切换继电器，以控制不同运行等级下的紧急制动输出，制动权切换继电器线圈上的制动权切换信号是低电平表示车载atp设备控制紧急制动输出，高电平表示lkj设备控制紧急制动输出。
15.作为优选的技术方案，在atp控车等级下，系统未宕机，如果制动权切换继电器全部失效，所述车载atp设备输出紧急制动，但由于继电器失效，eb输出未被车辆识别，车辆没有释放eb，车载atp设备未得到紧急制动反馈达到设定时间，所述车载atp设备判断eb故障，系统宕机，同时人机界面dmi提示与车载atp设备通信中断，司机端需要追加紧急制动，停车后手动切换隔离开关改为lkj设备控车。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.1、通过本发明，在车载atp设备故障时可以向机车输出高电平，给出紧急制动，满足故障
‑
安全原则；
18.2、本发明对紧急制动继电器、制动权切换继电器的状态进行监控，避免由于关键继电器故障导致的制动失效；
19.3、本发明具备车载atp设备与lkj切换的兼容能力；
20.4、本发明在车载atp设备故障时，具备手动切换lkj控车的能力。
附图说明
21.图1为本发明装置的结构示意图；
22.图2为本发明的安全性分析示意图。
具体实施方式
23.下面将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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
24.本发明提出一种基于车载atp设备和lkj设备的机车车辆制动方案，以满足机车车辆安全行车的需要。在满足sil4的故障
‑
安全原则的基础上，根据车辆实际安装条件给出了一种得电制动方案。该方案满足了列控车载atp设备内部热备冗余的要求，实现了在单系故障时能正常施加紧急制动；同时还兼容了lkj系统，可以通过软硬件切换来达到车载atp设备与lkj设备共同控制列车，在不同控制区段等级下实现车载atp设备与lkj的制动权切换，同时还增加了对lkj紧急制动的监控，在lkj施加制动后，如果车载atp设备未采集到紧急制动施加，车载atp设备会取得制动控制权，追加紧急制动，保障列车安全。
25.本发明还包括以下特点：
26.1、列控车载atp设备采用两路紧急制动输出，使用冗余结构，避免单路输出故障导
致紧急制动失效；
27.2、列控车载atp设备对紧急制动继电器、制动权切换继电器状态进行监控，避免由于关键继电器失效导致制动失效；
28.3、列控车载atp设备可以与lkj兼容控车，实现在不同控车区段内运用不同的控制等级，同时监控lkj制动输出，保障行车安全；
29.4、列控车载atp设备采用得电时施加制动，同时在故障时可以保证紧急制动的输出，满足故障
‑
安全原则。
30.列控车载atp设备通过方案设计，在车载atp设备故障时，能够输出紧急制动，使机车端得电制动，不影响机车上既有制动逻辑。
31.下面结合图1对得电制动方案设计图进行详细描述：
32.车载atp设备紧急制动输出电路采用得电制动逻辑电路，由机车提供独立制动电源，车载atp设备输出两路eb信号控制eb继电器的线圈，紧急制动电源接在常闭接点上，线圈默认低电平时表示输出eb信号，高电平时表示未输出eb信号；车载atp设备输出制动权切换命令控制两路安全继电器，以控制不同运行等级下的紧急制动输出，切换继电器线圈上的制动权切换信号是低电平表示车载atp设备控制紧急制动输出，高电平表示lkj控制紧急制动输出，此继电器采用机械联动式，由此继电器的特性决定了常开常闭接点可以始终保持互斥性；lkj的紧急制动信号直接接隔离开关(iso)隔离位，通过继电逻辑输出的2路紧急制动信号接iso正常位，将紧急制动信号最终并联后输出到机车制动阀。
33.车载atp设备正常工作时，在atp控车等级下，制动权切换输出低电平，lkj紧急制动被旁路；无紧急制动输出时，eb1、eb2输出高电平，安全继电器保持吸起，无紧急制动输出。有紧急制动输出时，eb1、eb2输出低电平，安全继电器落下，紧急制动输出到机车制动阀。
34.在atp控车等级下，系统未宕机，如果控制权切换继电器全部失效(概率极低)，车载atp设备输出紧急制动，但由于继电器失效，eb输出未被车辆识别，车辆没有释放eb，车载atp设备未得到紧急制动反馈达到一定时间，车载atp设备判断eb故障，系统宕机，dmi提示与车载atp设备通信中断，司机需要追加紧急制动，停车后手动切换隔离开关改为lkj控车。
35.当车载atp设备故障宕机后，eb1、eb2、制动权切换全部低电平，车载atp设备将输出eb到机车制动阀。若控制权切换继电器全部失效(概率极低)，dmi提示与车载atp设备通信中断，无任何延时，司机需要追加紧急制动，停车后手动切换隔离开关改为lkj控车。
36.在lkj控车等级下，制动权切换输出高电平，车载atp设备紧急制动被旁路，由lkj控制紧急制动输出，此时车载atp设备监控lkj紧急制动状态。若车载atp设备未宕机，控制权切换继电器全部失效，lkj输出紧急制动未被车辆识别，车辆没有释放eb，车载atp设备会追加eb输出。若车载atp设备宕机，控制权切换继电器未全部失效，此时会发生强行切换至车载atp设备模式，dmi提示与车载atp设备通信中断，车载atp设备施加eb，停车后手动切换隔离开关改为lkj控车；若车载atp设备宕机，控制权切换继电器全部失效，dmi提示与车载atp设备通信中断，车载atp设备施加eb无效，lkj施加eb有效，此时需司机手动停车，停车后手动切换隔离开关改为硬件隔离方式的lkj控车。
37.当车载atp设备关机、电源供电异常或故障时，需要切换成lkj控车时，需要操作隔离开关，将隔离开关置为隔离位，lkj可控制紧急制动输出。
38.车载atp设备输出紧急制动时，若下列条件之一满足时，车载atp设备宕机：
39.车辆制动减速度达不到规定的阈值，通过dmi提示“制动故障”；
40.紧急制动反馈故障，通过dmi提示“紧急制动反馈故障”。
41.在车载atp设备正常运行时，车载atp设备会采集继电器动作信息，如果继电器未正常动作，将在dmi上显示故障信息。
42.下面结合图2对得电制动方案安全性分析进行详细描述：
43.进行定量计算，控制权切换电路的两个继电器考虑共因失效(β＝0.001)，计算结果如下，随机安全功能失效率可以满足sil4要求。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。