专利名称：停车器的自动控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及铁路设有驼峰的调车场对停车器进行自动控制的系统，更具体的涉及将可控停车器作为基础的防溜设备，通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息对停车器防溜设备的自动控制系统和方法。
长期以来，在驼峰尾部的防溜工具主要以铁鞋作为主要调车设备，铁鞋作为一种简易的调速和防溜设备，在驼峰发展初期确实适合我国国情和当时的路情。在驼峰尾部使用铁鞋进行防溜作业，在作业过程中，通过人工联系，实际观察调车机车作业状况，人工保证进行‘放鞋’和‘撤鞋’作业过程，不但劳动强度大，作业环境恶劣，而且劳动效率低下，直接影响到驼峰尾部编组能力的进一步提高。更为严重的是，因为‘漏放’和‘漏撤’铁鞋而造成的调车事故，在驼峰尾部时有发生。
随着技术的不断发展和社会分工的进一步发展，如果仍采用高强度的体力劳动来使用铁鞋进行主要的调车生产活动，已不太符合我国铁路的技术发展政策，而且与社会进步的发展需要也不相适应。
近年来，经过广大铁路科技人员的努力，针对驼峰编组场尾部的车辆防溜问题，研制成功的停车设备主要有停车顶和停车器，停车顶采用连续式布置零临界速度的减速顶分散消耗走行车辆的动能，对调车线有效长影响较大。停车器采用点式布置集中消耗走行车辆的动能，其发展经历了非控制状态到可控制状态的发展而逐步趋于成熟。
停车器作为一个独立的车辆防溜设备使用，如同头尾作业不建立一定的作业联系，仅依靠目测调车线车辆走行状态及尾部调车情况，采用手动现地操纵或手动集中控制进行停车器的作业状态改变。由于驼峰作业的特殊性和受到了望条件的限制，不但仍会造成操作人员劳动强度加重，形成劳动强度的地点转移，而且极易造成停车器‘漏制’和‘漏缓’，从而影响调车作业效率，形成一定的作业安全隐患。
本发明的通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制系统是通过如下的技术方案实现的，所述的系统包括控制机主机，用于控制所述系统的工作，其控制方式为双机热备或双机冷备，以便进行切换时不影响控制效果，所述的控制机主机由主机A和主机B和双机转换设备组成；驼峰头部信息采集传输装置，用于采集驼峰头部调车线信息并通过通道防雷装置传送给控制机主机；通道防雷装置，用于阻止来自驼峰头部信息采集传输装置的雷电干扰；驼峰尾部作业信息采集装置，用于采集驼峰尾部作业信息；信号处理装置，用于处理来自驼峰尾部作业信息采集装置的信息；停车器装置，用于在控制机主机的控制下，根据线路纵断面状态和停车器布置位置的信息进行停车；电源装置，用于提供电源给上述装置，电源装置通过停车器电源屏控制对停车器设备的动作进行供电和断电，保证其正常动作，UPS不间断电源保证系统能够进行控制设备的正常供电及电源切换的连续供电。
所述的驼峰头部信息包括头部调车线股道封锁信息、头部调车线股道测长信息、头部三部位占用信息及其他调车线股道信息。
所述的驼峰尾部信息包括尾部道岔表示状态信息、尾部股道电路占用状态信息、尾部调车线信号机状态信息以及停车器的状态信息。
本发明的一种通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制方法是通过如下的技术方案实现的，在由控制机主机、驼峰头部信息采集传输装置、通道防雷装置、驼峰尾部作业信息采集装置、信号处理装置、停车器装置、电源装置构成的停车器自动控制系统中，控制可控停车器进行溜放车辆防溜的控制方法包括根据计算机静态计算和动态模拟的结果确定停车器布置位置和布置数量；采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息；根据上述采集信息相关状态，确定该股道驼峰头部使用状况，根据股道封锁条件判断是否允许尾部调车机车进入该股道及该股道目前溜放车辆是否走行；根据尾部信号机和轨道电路状态信息确定该股道尾部是否有调车作业进行或调车作业是否结束，调车机车是进入还是牵出；根据目前停车器状态信息确定并控制相应的制动或缓解状态。
所述的驼峰头部信息包括头部调车线股道封锁信息、头部调车线股道测长信息、头部三部位占用信息及其他调车线股道信息。其信息源来自于驼峰头部过程控制系统。
所述的驼峰尾部信息包括尾部道岔表示状态信息、尾部股道电路占用状态信息、尾部调车线信号机状态信息以及停车器的状态信息。
所述的计算机静态计算和动态模拟的结果确定停车器布置位置和布置数量进一步包括所述的静态计算是以每勾车为单元，计算不同入口速度、不同重量、不同勾车辆数通过停车器制动时能滑出的车辆数为了计算上的简便，同时为了保证安全，采取保守计算方法，需作如下假设①车辆是以其重心为质点的均匀分布刚体；②多辆勾车的重心是以其中心为其计算点；在以上假设条件下，车辆经过停车器制动时其运动过程满足机械能守恒定律，即有车辆进入停车器前的动能E入动＝1/2*N*Q*V入2*103车辆进入停车器前的势能E入势＝N*Q*g*i*[n*L车+L停+L余]
车辆进入停车器后的动能E出动＝1/2*N*Q*V出2*103运动过程中消耗的机械能E停＝n*4*w制*L停E(w0+wf)＝N*Q*g*(w0+wf)*[n*L车+L停+L余]其中E入动---车辆进入停车器前具有的动能(J)E入势---车辆进入停车器前具有的势能(J)E出动---车辆进入停车器后具有的动能(J计算中取0)E停---停车器对车辆所做的制动功(J)E(w0+wf)---基本阻力和风阻力对车辆所做的阻力功(J)N---勾车辆数(个)Q---车辆重量(吨)V入---车辆进入停车器的速度(m/s)V出---车辆进入停车器后的速度(m/s计算中取0)g---重力加速度(9.8N/Kg)i---停车器所在的坡度(‰)L车---车辆长度(计算取14m)L停---停车器有效制动长度(m)L余---停车器串连布置时中间预留距离(m)w制---停车器单位制动能力(J/轴米)w0---车辆基本阻力(N/KN)wf---车辆所受风阻力(N/KN)由能量守恒定律有如下关系式E入动+E入势＝E出动+E停+E(w0+wf)＝E停+E(w0+wf)依据上式可以求出在一定溜放作业条件下的勾车滑出辆数n，n应取正整数(小数部分进位)。n值计算结果出现非整数的物理解释为这时某辆车有部分轮轴滑出停车器，部分轮轴处于停车器上。为了保证安全，按保守计算进行进位是符合客观实际的。
所述的动态模拟是以车列解编过程为计算依据，累计计算不同勾车进行相互串挂后最终能滑出停车器的辆数，即动态模拟是计算勾车在连续溜放条件下，车辆以串挂形式通过停车器制动作用最终能滑出停车器的辆数。为了计算简便和保证安全，采取保守计算，做如下假设
①勾车之间的碰撞属完全弹性碰撞；②在勾车碰撞的瞬间同时满足动能和动量守恒定律；③勾车碰撞过程不存在能量损耗；④勾车碰撞结果为非粘着碰撞；按以上条件则有碰撞前E前前＝1/2*N前*Q前*V前前2*103M前前＝N前*Q前*g*V前前*103E后前＝1/2*N后*Q后*V后前2*103M后前＝N后*Q后*g*V后前*103碰撞后E前后＝1/2*N前*Q前*V前后2*103M前后＝N前*Q前*g*V前后*103E后后＝1/2*N后*Q后*V后后2*103M后后＝N后*Q后*g*V后后*103其中E前前---前行车碰撞前具有的动能(J计算时取0)M前前---前行车碰撞前具有的动量(Nm/s)V前前---前行车碰撞前的速度(m/s计算时取0)V后前---后行车碰撞前的速度(m/s)V前后---前行车碰撞后的速度(m/s)V后后---后行车碰撞后的速度(m/s)N前---前行车的辆数(个)Q前---前行车的重量(吨)N后---后行车的辆数(个)Q后---后行车的重量(吨)E后前---后行车碰撞前具有的动能(J)M后前---后行车碰撞前具有的动量(Nm/s)E前后---前行车碰撞后具有的动能(J)M前后---前行车碰撞后具有的动量(Nm/s)E后后---后行车碰撞后具有的动能(J)
M后后---后行车碰撞后具有的动量(Nm/s)根据能量守恒定律有如下关系式E前前+E后前＝E前后+E后后M前前+M后前＝M前后+M后后依据上式，可以求出前后勾车碰撞后的速度及能量，从而求出各自通过停车器制动时的滑出辆数。依此类推，便可以求出连续溜放作业过程中最终滑出停车器的车辆数。
系统通过采集头尾作业条件，判别调车线各股道尾部调车与牵出作业和头部作业的相关作业情况，自动控制各股道停车器处于制动或缓解状态，实现对调车线上溜放车辆的安全防溜。系统在提高尾部调车作业自动化程度，改善作业条件，保证作业安全及减轻工人劳动强度等方面，具有显著的效果。
本发明的通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制系统是通过如下的技术方案实现的，所述的系统包括控制机主机119，用于控制所述系统的工作，其控制方式为双机热备或双机冷备，以便进行切换时不影响控制效果。控制机主机119由主机A106和主机B 107和双机转换设备108组成，控制机主机119可以通过采集头尾作业信息进行停车器的实时自动控制和作业过程记录。控制主机119通过逻辑判定后通过继电器设备进行停车器控制命令的执行操作，主机通过继电器设备的接点状态进行驼峰尾部作业信息的采集。当主机A106或主机B107发生故障时可以通过双机转换设备119按照常规的办法进行转换。
驼峰头部信息采集传输装置104，用于采集驼峰头部调车线信息并通过通道防雷装置105传送给控制机主机119。所述的驼峰头部信息包括头部调车线股道封锁信息101、头部调车线股道测长信息102、头部三部位占用信息103及其他调车线股道信息。其信息源来自于驼峰头部过程控制系统。本系统可直接通过网络连接与头部过程控制系统[TW组态式、FTK分布式、YTK系统等]进行相关控制信息共享。在驼峰头部未实现过程控制的驼峰场，本系统也具备通过直接进行继电方式采集头部股道信息的方法来获得所需要的控制信息。
通道防雷装置105，用于阻止来自驼峰头部信息采集传输装置104的雷电干扰。系统通过继电器设备进行输入/输出室内与室外的一级电器隔离，保证系统具有较强的防雷能力。
驼峰尾部作业信息采集装置112，用于采集驼峰尾部作业信息。所述的驼峰尾部信息包括尾部道岔表示状态信息109、尾部股道电路占用状态信息110、尾部调车线信号机状态信息111以及停车器的状态信息114。
信号处理装置113，用于处理来自驼峰尾部作业信息采集装置112的信息。其信息源自驼峰尾部作业过程的改变状态。本系统通过直接采集其继电器工作状态，通过道岔表示状态信息109和信号机状态信息11确定尾部调车作业的进入、牵出状态和进路开放和关闭过程确定调车作业过程。同时系统通过尾部股道电路占用状态信息110确定尾部调车机车的作业过程和状态。在综合头尾作业信息的基础上，通过判定股道停车器的状态信息114来进行停车器的状态控制。
停车器装置117，用于在控制机主机119的控制下，根据线路纵断面状态信息115和停车器布置位置116的信息进行停车控制。
电源装置118，用于提供电源给上述装置，电源装置118通过停车器电源屏控制对停车器设备的动作进行供电和断电，保证其正常动作，UPS不间断电源保证系统能够进行控制设备的正常供电及电源切换的连续供电。
图2是本发明的停车器布置位置和数量确定程序示意图。如图2所示，系统通过静态计算和动态模拟两种方法进行停车器布置位置和布置数量的确定，作为系统控制中的参数，以达到系统的安全和最佳控制效果。首先根据线路纵断面状态信息201、计算勾车辆数202、计算勾车重量203和计算勾车人口速度信息204进行静态模拟205，然后根据静态模拟205产生静态计算辆数208和随机产生溜放勾车参数进行动态模拟206。通过动态模拟206得出动态计算辆数209，最后确定停车器布置位置和布置参数210。
本发明的一种通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制方法是通过如下的技术方案实现的，在由控制机主机、驼峰头部信息采集传输装置、通道防雷装置、驼峰尾部作业信息采集装置、信号处理装置、停车器装置、电源装置构成的停车器自动控制系统中，控制可控停车器进行溜放车辆防溜的控制方法包括根据计算机静态计算和动态模拟的结果确定停车器布置位置和布置数量；采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息；根据上述采集信息相关状态信息，确定该股道驼峰头部使用状况，根据股道封锁条件判断是否允许尾部调车机车进入该股道及该股道目前溜放车辆是否走行；根据尾部信号机和轨道电路状态信息确定该股道尾部是否有调车作业进行或调车作业是否结束，调车机车是进入还是牵出；根据目前停车器状态信息确定并控制相应的制动或缓解状态。
所述的计算机静态模拟和动态模拟的结果确定停车器布置位置和布置数量进一步包括所述的静态模拟是以每勾车为单元，计算不同入口速度、不同重量、不同勾车辆数通过停车器制动时能滑出的车辆数为了模拟上的简便，同时为了保证安全，采取保守模拟计算方法，需作如下假设①车辆是以其重心为质点的均匀分布刚体；②多辆勾车的重心是以其中心为其计算点；在以上假设条件下，车辆经过停车器制动时其运动过程满足机械能守恒定律，即有车辆进入停车器前的动能E入动＝1/2*N*Q*V入2*103车辆进入停车器前的势能E入势＝N*Q*g*i*[n*L车+L停+L余]车辆进入停车器后的动能E出动＝1/2*N*Q*V出2*103运动过程中消耗的机械能E停＝n*4*w制*L停E(w0+wf)＝N*Q*g*(w0+wf)*[n*L车+L停+L余]其中
E入动---车辆进入停车器前具有的动能(J)E入势---车辆进入停车器前具有的势能(J)E出动---车辆进入停车器后具有的动能(J计算中取0)E停---停车器对车辆所做的制动功(J)E(w0+wf)---基本阻力和风阻力对车辆所做的阻力功(J)N---勾车辆数(个)Q---车辆重量(吨)V入---车辆进入停车器的速度(m/s)V出---车辆进入停车器后的速度(m/s计算中取0)g---重力加速度(9.8N/Kg)i---停车器所在的坡度(‰)L车---车辆长度(计算取14m)L停---停车器有效制动长度(m)L余---停车器串连布置时中间预留距离(m)w制---停车器单位制动能力(J/轴米)w0---车辆基本阻力(N/KN)wf---车辆所受风阻力(N/KN)由能量守恒定律有如下关系式E入动+E入势＝E出动+E停+E(w0+wf)＝E停+E(w0+wf)依据上式可以求出在一定溜放作业条件下的勾车滑出辆数n，n应取正整数(小数部分进位)。n值计算结果出现非整数的物理解释为这时某辆车有部分轮轴滑出停车器，部分轮轴处于停车器上。为了保证安全，按保守计算进行进位是符合客观实际的。
所述的动态模拟是以车列解编过程为计算依据，累计计算不同勾车进行相互串挂后最终能滑出停车器的辆数，即动态模拟是计算勾车在连续溜放条件下，车辆以串挂形式通过停车器制动作用最终能滑出停车器的辆数。为了计算简便和保证安全，采取保守计算，做如下假设①勾车之间的碰撞属完全弹性碰撞；②在勾车碰撞的瞬间同时满足动能和动量守恒定律；③勾车碰撞过程不存在能量损耗；④勾车碰撞结果为非粘着碰撞；
按以上条件则有碰撞前E前前＝1/2*N前*Q前*V前前2*103M前前＝N前*Q前*g*V前前*103E后前＝1/2*N后*Q后*V后前2*103M后前＝N后*Q后*g*V后前*103碰撞后E前后＝1/2*N前*Q前*V前后2*103M前后＝N前*Q前*g*V前后*103E后后＝1/2*N后*Q后*V后后2*103M后后＝N后*Q后*g*V后后*103其中E前前---前行车碰撞前具有的动能(J计算时取0)M前前---前行车碰撞前具有的动量(Nm/s)V前前---前行车碰撞前的速度(m/s计算时取0)V后前---后行车碰撞前的速度(m/s)V前后---前行车碰撞后的速度(m/s)V后后---后行车碰撞后的速度(m/s)N前---前行车的辆数(个)Q前---前行车的重量(吨)N后---后行车的辆数(个)Q后---后行车的重量(吨)E后前---后行车碰撞前具有的动能(J)M后前---后行车碰撞前具有的动量(Nm/s)E前后---前行车碰撞后具有的动能(J)M前后---前行车碰撞后具有的动量(Nm/s)E后后---后行车碰撞后具有的动能(J)M后后---后行车碰撞后具有的动量(Nm/s)根据能量守恒定律有如下关系式E前前+E后前＝E前后+E后后M前前+M后前＝M前后+M后后依据上式，可以求出前后勾车碰撞后的速度及能量，从而求出各自通过停车器制动时的滑出辆数。依此类推，便可以求出连续溜放作业过程中最终滑出停车器的车辆数。
停车器合理位置的确定，取决于停车器本身的构造特点及技术指标(有效制动长度、单位制动能力)以及所处的现场纵断面条件。同时，与调车线的作业性质(停车器入口速度、车流分布、空重比例、勾数、每勾辆数)也密切相关。只有通过结合现场作业过程，在满足现场作业安全的条件下，仿真现场作业环境，才能因地制宜地确定停车器的设置位置。
一般情况下，不需人工干预，系统通过采集头尾作业条件自动控制各股道停车器的制动或缓解并记录作业过程。此时屏幕上提示为[自动方式]，如屏幕提示为[手动方式]，可通过按压手动盘的[转换]和[自动]按钮进行控制状态变换。
根据作业需要，允许进行人工干预停车器控制，并且优于自动控制。通过在图形终端操作屏上利用键盘或鼠标完成，该屏为多屏操作界面，可以根据作业习惯进行一定操作方式的选择。
主屏幕上显示为现场停车器及站场平面布置图，包括尾部各股道的调车信号机、分路道岔区段、调车进路及头部调车线溜放车辆的走行状况表示。上部有系统菜单提示栏。可以根据菜单项中的内容及下部命令相关解释进行一定设置。屏幕中部为运行方式和鼠标或轨迹球的快捷操作区域，有自动/手动状态、制动、缓解、清除、恢复自动四个方框按钮。
左上角为菜单设置栏，标题为[操作屏]表示该终端为操作员作业屏，右上角为目前系统时间，可以通过菜单命令进行调整。右下角为该终端是否与主机同步。
正常状态下设备应处于联机状态，表明与主机相联，处于在线状态。脱机状态表明该终端与主机隔离，处于不在线状态；本命令在启动时可确认终端与主机是否联机并在线运行。
正常状态下设备应处于主从联机状态，表明该操作终端与主控机同步，可以进行相关操作。主从脱机表明该终端与主机尽管在线，但已与主机不同步，即已失去联系，控制状态与现场实际状态可能已经不一致，这时应该运用菜单命令中的请求联机命令进行确认，如果仍不能恢复，说明设备发生故障，应转向手动操作状态，并告知维修人员进行维修。
这四个按钮操作均采用双键操作方式，即按单按钮不起任何作用，须结合股道停车器按钮标志才能执行命令。[制动]表示准备向某股道停车器执行制动命令；[缓解]表示准备向某股道停车器执行缓解命令；[恢复自动]表示向执行过手动干预的某股道停车器执行去消手动干预，转为自动控制；[取消命令]表示去消向某股道停车器准备执行的制动或缓解命令。
为保证系统的通用性及铁路设备操作维护使用规范，系统间的各动作控制电气流程均采用直流24V，微机内部采用直流5V。即停车器的动作电源根据电流特性配置一定的直流24V继电器，通过继电器进行强电与弱电的机械和电气隔离，从而使室内的控制和动作分开。继电器24V直流输入和输出通过电缆连接直接进入控制微机采集部分，为减少功率消耗过大，微机内部的逻辑判断电气连接均采用直流5V。
由于本发明的系统可直接通过网络连接与头部过程控制系统[TW型驼峰组态式自动控制系统、FTK型驼峰分布式自动控制系统、DDCIII型驼峰双机冗余自动控制系统、TYWK型驼峰信号计算机一体化自动控制系统等]进行相关控制信息共享。在驼峰头部未实现过程控制的驼峰场，本系统也具备通过直接进行继电方式采集头部股道信息的方法来获得所需要的控制信息。有关上述头部过程控制系统的具体内容在这里不再详细描述。
权利要求
1.一种通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制系统，其特征在于所述的系统包括控制机主机(119)，用于控制所述系统的工作，其控制方式为双机热备或双机冷备，以便进行切换时不影响控制效果，所述的控制机主机(119)由主机A(116)和主机B(117)和双机转换设备(118)组成；驼峰头部信息采集传输装置(104)，用于采集驼峰头部调车线信息并通过通道防雷装置(105)传送给控制机主机(119)；通道防雷装置(105)，用于阻止来自驼峰头部信息采集传输装置(104)的雷电干扰；驼峰尾部作业信息采集装置(112)，用于采集驼峰尾部作业信息；信号处理装置(113)，用于处理来自驼峰尾部作业信息采集装置(112)的信息；停车器装置(117)，用于在控制机主机(119)的控制下，根据线路纵断面状态详细(115)和停车器布置位置的信息(116)进行停车控制；电源装置(118)，用于提供电源给上述装置，电源装置(118)通过停车器电源屏控制对停车器设备的动作进行供电和断电，保证其正常动作，UPS不间断电源保证系统能够进行控制设备的正常供电及电源切换的连续供电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的驼峰头部信息包括头部调车线股道封锁信息(101)、头部调车线股道测长信息(102)、头部三部位占用信息(103)及其他调车线股道信息，其信息源来自于驼峰头部过程控制系统。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的驼峰尾部信息包括尾部道岔表示状态信息(109)、尾部股道电路占用状态信息(110)、尾部调车线信号机状态信息(111)，以及停车器的状态信息(114)。
4.一种通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制方法，在由控制机主机、驼峰头部信息采集传输装置、通道防雷装置、驼峰尾部作业信息采集装置、信号处理装置、停车器装置、电源装置构成的停车器自动控制系统中实现所述的控制可控停车器进行溜放车辆防溜的控制方法，其特征在于所述的方法包括根据计算机静态计算和动态模拟的结果确定停车器布置位置和布置数量；采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息；根据上述采集信息相关状态，确定该股道驼峰头部使用状况，根据股道封锁条件判断是否允许尾部调车机车进入该股道及该股道目前溜放车辆是否走行；根据尾部信号机和轨道电路状态确定该股道尾部是否有调车作业进行或调车作业是否结束，调车机车是进入还是牵出；根据目前停车器状态信息确定并控制相应的制动或缓解状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的驼峰头部信息包括头部调车线股道封锁信息、头部调车线股道测长信息、头部三部位占用信息及其他调车线股道信息，其信息源来自于驼峰头部过程控制系统。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述的驼峰尾部信息包括尾部道岔表示状态信息、尾部股道电路占用状态信息、尾部调车线信号机状态信息以及停车器的状态信息。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于所述的计算机静态模拟计算和动态模拟的结果确定停车器布置位置和布置数量进一步包括所述的静态模拟计算是以每勾车为单元，计算不同入口速度、不同重量、不同勾车辆数通过停车器制动时能滑出的车辆数为了计算上的简便，同时为了保证安全，采取保守计算方法，需作如下假设①车辆是以其重心为质点的均匀分布刚体；②多辆勾车的重心是以其中心为其计算点；在以上假设条件下，车辆经过停车器制动时其运动过程满足机械能守恒定律，即有车辆进入停车器前的动能E入动＝1/2*N*Q*V入2*103车辆进入停车器前的势能E入势＝N*Q*g*i*[n*L车+L停+L余]车辆进入停车器后的动能E出动＝1/2*N*Q*V出2*103运动过程中消耗的机械能E停＝n*4*w制*L停E(w0+wf)＝N*Q*g*(w0+wf)*[n*L车+L停+L余]其中E入动---车辆进入停车器前具有的动能；E入势---车辆进入停车器前具有的势能；E出动---车辆进入停车器后具有的动能；E停---停车器对车辆所做的制动功；E(w0+wf)---基本阻力和风阻力对车辆所做的阻力功；N---勾车辆数；Q---车辆重量；V入---车辆进入停车器的速度；V出---车辆进入停车器后的速度；g---重力加速度；i---停车器所在的坡度；L车---车辆长度；L停---停车器有效制动长度；L余---停车器串连布置时中间预留距离；w制---停车器单位制动能力；w0---车辆基本阻力；wf---车辆所受风阻力；由能量守恒定律有如下关系式E入动+E入势＝E出动+E停+E(w0+wf)＝E停+E(w0+wf)依据上式可以求出在一定溜放作业条件下的勾车滑出辆数n，n应取正整数，小数部分进位；所述的动态模拟是以车列解编过程为计算依据，累计计算不同勾车进行相互串挂后最终能滑出停车器的辆数，即动态模拟是计算勾车在连续溜放条件下，车辆以串挂形式通过停车器制动作用最终能滑出停车器的辆数，为了计算简便和保证安全，采取保守计算，做如下假设①勾车之间的碰撞属完全弹性碰撞；②在勾车碰撞的瞬间同时满足动能和动量守恒定律；③勾车碰撞过程不存在能量损耗；④勾车碰撞结果为非粘着碰撞；按以上条件则有碰撞前E前前＝1/2*N前*Q前*V前前2*103M前前＝N前*Q前*g*V前前*103E后前＝1/2*N后*Q后*V后前2*103M后前＝N后*Q后*g*V后前*103碰撞后E前后＝1/2*N前*Q前*V前后2*103M前后＝N前*Q前*g*V前后*103E后后＝1/2*N后*Q后*V后后2*103M后后＝N后*Q后*g*V后后*103其中E前前---前行车碰撞前具有的动能；M前前---前行车碰撞前具有的动量；V前前---前行车碰撞前的速度；V后前---后行车碰撞前的速度；V前后---前行车碰撞后的速度；N前---前行车的辆数；Q前---前行车的重量；N后---后行车的辆数；Q后---后行车的重量；E后前---后行车碰撞前具有的动能；M后前---后行车碰撞前具有的动量；E前后---前行车碰撞后具有的动能；M前后---前行车碰撞后具有的动量；E后后---后行车碰撞后具有的动能；M后后---后行车碰撞后具有的动量；根据能量守恒定律有如下关系式E前前+E后前＝E前后+E后后M前前+M后前＝M前后+M后后依据上式，可以求出前后勾车碰撞后的速度及能量，从而求出各自通过停车器制动时的滑出辆数，依此类推，便可以求出连续溜放作业过程中最终滑出停车器的车辆数。
全文摘要
本发明公开了一种通过采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息控制可控停车器进行驼峰溜放车辆防溜的控制系统和方法，所述的系统包括控制机主机、驼峰头部信息采集传输装置、通道防雷装置、驼峰尾部作业信息采集装置、信号处理装置、停车器装置和电源装置。所述的方法包括静态和动态模拟确定停车器布置位置和布置数量，采集驼峰头部和驼峰尾部作业信息等，根据采集的信息，该系统自动控制各股道停车器处于制动或缓解状态，实现对调车线上溜放车辆的安全防溜。系统在提高尾部调车作业自动化程度，改善作业条件，保证作业安全及减轻工人劳动强度等方面，具有显著的效果。
文档编号B61J3/02GK1438146SQ03119220
公开日2003年8月27日 申请日期2003年3月5日 优先权日2003年3月5日
发明者张开治, 耿颖, 郭亚琴 申请人:北京全路通信信号研究设计院