列车电机械制动系统、制动控制方法及电子设备与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种列车电机械制动系统、制动控制方法及电子设备。

背景技术：

1、电机械制动(electromechanical brake，emb)技术是一种通过电机驱动机械传动机构输出直线运动，实现制动摩擦副的夹紧动作，输出可控制动力的新型摩擦制动技术。电机控制器得到制动指令后，控制电机旋转，电机通过运动转换机构将旋转运动转换为输出轴的直线运动，输出轴最终作用于夹紧单元从而实现夹紧制动。

2、emb技术实现从指令下发、能量传输到制动执行全电化，在轻量化、制动性能、能耗、全生命周期lcc成本等方面具有显著优势。节能环保、降本增效已经是全球的主旋律，emb系统的研发与普及势在必行。

3、然而目前，关于emb技术在轨道交通领域中的应用鲜有研究，如何实现列车的电机械制动功能，对轨道交通行业未来的可持续发展有着重要的意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种列车电机械制动系统、制动控制方法及电子设备，用以实现列车的电机械制动功能。

2、本发明提供一种列车电机械制动系统，包括：

3、列车级制动控制一体化平台、制动电机控制单元bmc和制动夹钳单元bec；所述列车级制动控制一体化平台安装有制动控制应用软件系统bcu_app；所述制动电机控制单元bmc通过力矩电机与所述制动夹钳单元bec连接；

4、所述制动控制应用软件系统bcu_app用于输出制动控制指令，并基于列车当前运行情况，确定所述列车的各转向架车轴的制动力需求值；

5、所述制动电机控制单元bmc用于响应于所述制动控制指令，根据所述各转向架车轴的制动力需求值，控制所述力矩电机运行；

6、所述制动夹钳单元bec用于在所述力矩电机的驱动作用下，控制所述各转向架车轴对应的制动夹钳动作，使列车进入制动状态。

7、根据本发明提供的一种列车电机械制动系统，所述列车级制动控制一体化平台还包括远程输入输出模块riom；

8、所述远程输入输出模块riom与所述制动电机控制单元bmc之间基于tsn网络的trdp实时协议进行数据通信；

9、所述制动电机控制单元bmc还用于采集紧急制动硬线指令，并在紧急制动硬线使能的情况下，根据预存的紧急制动曲线，确定列车的最大紧急制动力，以使所述制动夹钳单元bec根据所述最大紧急制动力进行制动，直至列车停车；

10、所述远程输入输出模块riom用于在列车处于零速，且所述紧急制动硬线未使能的情况下，向所述制动电机控制单元bmc发送trdp控制指令，以解除列车的紧急制动状态。

11、本发明还提供一种应用于所述的列车电机械制动系统的制动控制方法，包括：

12、列车控制和管理系统tcms响应于用户输入的第一制动指令，根据预设减速度和列车载重，确定所述列车所需的制动力总需求值；

13、列车控制和管理系统tcms将所述列车所需的制动力总需求值和所述列车的各转向架的电制力发送给制动控制应用软件系统bcu_app；所述各转向架的电制力是基于所述列车所需的制动力总需求值确定的；

14、所述制动控制应用软件系统bcu_app根据所述列车所需的制动力总需求值和所述列车的各转向架的电制力，确定各转向架车轴的摩擦制动补偿量，以确定所述各转向架上车轴的制动力需求值；

15、所述制动控制应用软件系统bcu_app将所述各转向架上车轴的制动力需求值发送给制动电机控制单元bmc，所述制动电机控制单元bmc根据所述各转向架上车轴的制动力需求值对所述各转向架的车轴施加制动，直至所述列车停车。

16、根据本发明提供的一种列车电机械制动系统的制动控制方法，所述方法还包括：

17、在确定所述列车已停车的情况下，列车控制和管理系统tcms响应于用户输入的第二制动指令，将所述第二制动指令发送给所述制动控制应用软件系统bcu_app；

18、所述制动控制应用软件系统bcu_app在收到所述第二制动指令后，计算所述列车的停放制动力需求值，并将所述停放制动力需求值发送给所述制动电机控制单元bmc；

19、所述制动电机控制单元bmc根据所述停放制动力需求值，控制所述制动夹钳单元bec执行停放制动机械动作。

20、根据本发明提供的一种列车电机械制动系统的制动控制方法，所述制动电机控制单元bmc根据所述停放制动力需求值，控制所述制动夹钳单元bec执行停放制动机械动作，包括：

21、所述制动电机控制单元bmc根据所述停放制动力需求值，控制对所述制动夹钳单元bec施加的制动力，并获取所述制动夹钳单元bec反馈的压力数据，以确定对所述制动夹钳单元bec施加的制动力达到所述停放制动力需求值；

22、所述制动控制应用软件系统bcu_app向所述制动电机控制单元bmc发送停放制动指令，以供所述制动电机控制单元bmc根据所述停放制动指令，向所述制动夹钳单元bec施加制动力，并控制所述制动夹钳单元bec执行停放制动机械动作。

23、根据本发明提供的一种列车电机械制动系统的制动控制方法，所述方法还包括：

24、在检测到所述制动控制应用软件系统bcu_app与所述制动电机控制单元bmc失去通信连接，或检测到所述制动电机控制单元bmc均与所述制动控制应用软件系统bcu_app、远程输入输出模块riom失去通信连接的情况下，所述制动电机控制单元bmc保持制动缓解状态，不对所述制动夹钳单元bec施加制动力。

25、根据本发明提供的一种列车电机械制动系统的制动控制方法，所述方法还包括：

26、在检测到所述制动电机控制单元bmc处于丢失故障状态的情况下，所述制动控制应用软件系统bcu_app将所述丢失故障状态发送给列车控制和管理系统tcms，以在前端显示对应的故障报警信息。

27、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述列车电机械制动系统的制动控制方法。

28、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述列车电机械制动系统的制动控制方法。

29、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述列车电机械制动系统的制动控制方法。

30、本发明提供的列车电机械制动系统、制动控制方法及电子设备，通过利用制动控制应用软件系统bcu_app、制动电机控制单元bmc和制动夹钳单元bec的系统架构，使bmc通过力矩电机与bec连接，bcu_app输出制动控制指令，并基于列车当前运行情况，确定所述列车的各转向架车轴的制动力需求值，bmc在该制动控制指令下，根据各转向架车轴的制动力需求值，控制力矩电机运行，来驱动制动夹钳单元bec动作，控制各转向架车轴对应的制动夹钳动作，使列车进入制动状态，有效实现了列车的电机械制动功能，并通过软硬件一体化的结合，实现了列车电机械制动的一体化平台系统控制架构，极大地提升了列车制动模式下运营的可靠性和安全性。