专利名称：一种电力机车调车控制方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及鉄路行业，具体涉及ー种电カ机车调车控制方法、装置及系统。
背景技术：
在鉄路运输生产过程中，除列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行外， 凡机车车辆进行一切有目的移动统称为调车。在现有技术中，调车控制的方法是机车控制系统依据司机控制器牵引制动手柄的实际位置，根据机车牵引/制动曲线计算出机车牵引力和电制动力。由于机车在调车过程中，机车的负载比正常运用中低许多，此时机车需要的牵引功率很小。因此司机控制器主要在靠近0位的牵引区域变化。这样在调车模式中，司机控制器的可操作范围较小，司机操作难度较高，可能导致因司机原因导致的安全事故。在现有技术中，调车控制的另ー种方法是在调车时切除一定数量的牵引电机。由于一定数量牵引电机的切除，机车牵引/制动曲线会发生改变。申请同样的牵引/电制动力时，司机控制器移动的范围比第一种略大。这种方法降低了司机的操作难度，但是切除牵引机车牵引力的同时也切除了机车的电制动力。电制动力下降可能会导致安全事故的隐患，因此为了保证制动的安全性，切除牵引电机数量不能太多。这种方法稍微扩大了司机控制器的操作范围，但是也没有从根本上解决在调车过程中司机操作困难的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供ー种电カ机车调车控制方法、装置及系统，解决现有技术中调车控制时司机控制器有效移动范围小，导致司机操作困难的问题。为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下一种电カ机车调车控制方法，所述方法包括接收智能显示单元发送的调车控制激活指令后，激活调车控制模式；接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态；如果所述机车状态处于牵引エ况，则获得最大牵引值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据所述最大牵引值和所述电压输出信号获得牵引力请求值；根据所述牵引力请求值，获得所述机车在调车时的牵引力数值；发送所述牵引力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制单元根据所述牵引力数值为所述机车提供所需要的牵引力矩；如果所述机车状态处于制动エ况，则获得最大制动值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据所述最大制动值和所述电压输出信号获得制动カ请求值；根据所述制动カ请求值，获得所述机车在调车时的制动カ数值；发送所述制动力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制单元根据所述制动カ数值为所述机车提供所需要的制动カ矩。
相应的，所述方法还包括在激活调车控制模式后，发送调车控制激活确认码到所述智能显示单元，以使所述智能显示单元中的调车控制按键突出显示。相应的，所述接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态，包括接收司机室输入输出単元中的数字量输入模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第一辅助触点信号；根据所述第一辅助触点信号，查询数字量输入模块的第一辅助触点信号真值表，确定机车状态。相应的，所述接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态，包括接收司机室输入输出単元中的混合型数字量输入输出模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第二辅助触点信号；根据所述第二辅助触点信号，查询混合型数字量输入输出模块的第二辅助触点信号真值表，确定机车状态。相应的，所述获得最大牵弓I值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，包括根据牵引特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大牵引值，并接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号;所述根据所述最大牵引值和所述电压输出信号获得牵引力请求值，包括根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得牵引力请求百分比；由所述最大牵引值与所述牵引力请求百分比相乗，获得牵引力请求值。相应的，所述根据所述牵引力请求值，获得所述机车在调车时的牵引力数值，包括由所述牵引力请求值与功率限制百分比相乘，获得所述机车在调车时的牵引力数值；所述功率限制百分比是在智能显示单元设定后获得的。相应的，所述获得最大制动值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，包括根据制动特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大制动值，并接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号;所述根据所述最大制动值和所述电压输出信号获得制动カ请求值，包括根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得制动カ请求百分比；由所述最大制动值与所述制动カ请求百分比相乘，获得制动カ请求值。相应的，所述根据所述制动力请求值，获得所述机车在调车时的制动カ数值，包括由所述制动力请求值作为制动力数值，获得所述机车在调车时的制动カ数值。
一种电カ机车调车控制装置，所述装置包括激活单元，用于接收智能显示单元发送的调车控制激活指令后，激活调车控制模式；确定单元，用于接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态；牵引控制単元，包括第一获 取单元，第二获取单元和第一发送单元；所述第一获取单元，用于所述确定单元确定的所述机车状态处于牵引エ况时，获得最大牵引值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据所述最大牵引值和所述电压输出信号获得牵引力请求值；所述第二获取单元，用于根据所述牵引力请求值，获得所述机车在调车时的牵引カ数值；所述第一发送单元，用于发送所述牵引力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制単元根据所述牵引力数值为所述机车提供所需要的牵引力矩；制动控制単元，包括第三获取单元，第四获取单元和第二发送单元；所述第三获取单元，用于所述确定单元确定的所述机车状态处于制动エ况时，获得最大制动值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据所述最大制动值和所述电压输出信号获得制动カ请求值；所述第四获取单元，用于根据所述制动力请求值，获得所述机车在调车时的制动力数值；所述第二发送单元，用于发送所述制动力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制単元根据所述制动カ数值为所述机车提供所需要的制动カ矩。相应的，所述装置还包括第三发送单元，用于在激活调车控制模式后，发送调车控制激活确认码到所述智能显示单元，使所述智能显示单元中的调车控制按键突出显示。相应的,所述确定单元包括第一接收子单元，用于接收司机室输入输出単元中的数字量输入模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第一辅助触点信号；第一确定子単元，用于根据所述第一辅助触点信号，查询数字量输入模块的第一辅助触点信号真值表，确定机车状态。相应的，所述确定単元包括第二接收子单元，用于接收司机室输入输出単元中的混合型数字量输入输出模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第二辅助触点信号；第二确定子単元，用于根据所述第二辅助触点信号，查询混合型数字量输入输出模块的第二辅助触点信号真值表，确定机车状态。相应的，所述第一获取单元包括第一获取子単元，用于根据牵引特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大牵引值；第三接收子单元，用于接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号；
第二获取子単元，用于根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得牵引力请求百分比；
第三获取子単元，用于由所述最大牵引值与所述牵引力请求百分比相乗，获得牵引力请求值。相应的，所述第二获取单元包括第四获取子単元，用于获得在所述智能显示单元中设定的功率限制百分比；第五获取子単元，用于由所述牵引力请求值与功率限制百分比相乘，获得所述机车在调车时的牵引力数值。相应的，所述第三获取单元包括第六获取子単元，用于根据制动特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大制动值；第四接收子单元，用于接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号；第七获取子単元，用于根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得制动カ请求百分比；第八获取子単元，用于由所述最大制动值与所述制动カ请求百分比相乘，获得制动カ请求值。相应的，所述第四获取单元包括第九获取子単元，用于由所述制动力请求值作为制动カ数值，获得所述机车在调车时的制动カ数值。—种电カ机车调车控制系统,所述系统包括中央控制单元、智能显示单元、司机室输入输出単元和牵引控制単元；所述智能显示单元、所述司机室输入输出単元、所述牵引控制单元与所述中央控制单元相连；所述智能显示单元，用于向所述中央处理器发送调车控制激活指令；所述司机室输入输出単元，用于采集辅助触点信号；采集电压输出信号；所述牵引控制单元，用于根据牵引力数值为机车提供所需要的牵引力矩；根据制动カ数值为所述机车提供所需要的制动カ矩。相应的，所述中央控制单元是权利要求9-16任一项所述的装置。相应的,所述智能显示单元还包括突出显示子单元所述突出显示子単元，用于在激活调车控制模式后，接收所述中央控制单元发送的调车控制激活确认码，将调车控制按键突出显示。相应的，所述司机室输入输出単元包括数字量输入模块、混合型数字量输入输出模块和混合型模拟量输入输出模块；所述数字量输入模块、所述混合型数字量输入输出模块、所述混合型模拟量输入输出模块与所述中央控制单元相连；所述数字量输入模块，用于根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集第一辅助触点信号；所述混合型数字量输入输出模块，用于根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集第二辅助触点信号；所述混合型模拟量输入输出模块，用于米集电压输出信号。由此可见，本发明具有如下有益效果在调车过程中，通过限制牵引力数值的方式，扩大了司机控制器牵引制动手柄的物理移动范围，解决了现有技术中司机控制器有效移动区域小而导致的机车调车控制困难的问题，同时，在调车过程中，制动カ数值与机车运行状态下相同，解决了现有技术中切除牵引电机而导致的电制动力下降可能导致安全事故的隐患，使机车调车控制更加安全可靠。
图I为本发明一种电カ机车调车控制方法的流程图；图2为本发明实施例中的一种牵引特性曲线图；图3为本发明实施例中的一种司机控制器特性图；图4为本发明实施例中的一种制动特性曲线图；图5为本发明一种电カ机车调车控制方法的具体实施例流程图；图6为本发明一种电カ机车调车控制装置的ー种不意图；图7为本发明ー种电カ机车调车控制系统的ー种不意图；图8为本发明ー种电カ机车调车控制系统的ー种具体不意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明实施例作进ー步详细的说明。本发明的方法，是针对现有技术在调车过程中，存在司机控制器牵引制动手柄的可操作范围较小，司机操作难度较高的问题，在调车模式中牵引エ况时限制牵引力数值，同时在制动エ况时保持制动カ数值。基于上述思想，參见图I所示，本发明的方法包括以下步骤步骤101 :接收智能显示单元发送的调车控制激活指令后，激活调车控制模式；步骤102 :接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据辅助触点信号确定机车状态；机车状态处于牵引エ况时，执行步骤103-105，实现机车在牵引エ况下的调车控制；机车状态处于制动エ况时，执行步骤106-108，实现机车在制动エ况下的调车控制；步骤103 :如果机车状态处于牵引エ况，则获得最大牵引值并接收司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据最大牵引值和电压输出信号获得牵引力请求值；步骤104 :根据牵引力请求值，获得机车在调车时的牵引力数值；步骤105 :发送牵引力数值到牵引控制单元，使牵引控制単元根据牵引力数值为机车提供所需要的牵引力矩；步骤106 :如果机车状态处于制动エ况，则获得最大制动值并接收司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据最大制动值和电压输出信号获得制动カ请求值；步骤107 :根据制动カ请求值，获得机车在调车时的制动カ数值；
步骤108 :发送制动カ数值到牵引控制单元，使牵引控制単元根据制动力数值为机车提供所需要的制动カ矩。这样，在调车过程中，通过限制牵引力数值的方式，扩大了司机控制器牵引制动手柄的物理移动范围，解决了现有技术中司机控制器有效移动区域小而导致的机车调车控制困难的问题，同时，在调车过程中，制动カ数值与机车运行状态下相同，解决了现有技术中切除牵引电机而导致的电制动力下降可能导致安全事故的隐患，使机车调车控制更加安全可靠。在上述实施例中，辅助触点信号的采集可以由司机室输入输出単元中的数字量输入模块(DIM)完成，也可以由司机室输入输出単元中的混合型数字量输入输出模块(DXM)完成，由数字量输入模块或混合型数字量输入输出模块采集辅助触点信号，通过冗余设置的方式，保证辅助触点信号采集的正确性。电压输出信号的采集可以由司机室输入输出单兀中的混合型模拟量输入输出模块(AXM)完成。 智能显示单元、牵引控制单元以及司机室输入输出単元中的数字量输入模块(DIM)、混合型数字量输入输出模块(DXM)、混合型模拟量输入输出模块(AXM)与中央控制单元可以通过多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)相连；智能显示单元、牵引控制单元以及司机室输入输出単元与中央控制单元之间可以通过多功能车辆总线进行信号传输。可以通过查询数字量输入模块的辅助触点信号真值表，參见表I所示，确定机车状态处于牵弓Iエ况还是制动エ况。表I
权利要求
1.一种电カ机车调车控制方法，其特征在于，所述方法包括 接收智能显示单元发送的调车控制激活指令后，激活调车控制模式； 接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态； 如果所述机车状态处于牵引エ况，则获得最大牵引值并接收所述司机室输入输出単元采集到的电压输出信号，根据所述最大牵引值和所述电压输出信号获得牵引力请求值；根据所述牵引力请求值，获得所述机车在调车时的牵引力数值； 发送所述牵引力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制单元根据所述牵引力数值为所述机车提供所需要的牵引力矩； 如果所述机车状态处于制动エ况，则获得最大制动值并接收所述司机室输入输出単元采集到的电压输出信号，根据所述最大制动值和所述电压输出信号获得制动カ请求值； 根据所述制动カ请求值，获得所述机车在调车时的制动カ数值； 发送所述制动力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制单元根据所述制动カ数值为所述机车提供所需要的制动カ矩。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 在激活调车控制模式后，发送调车控制激活确认码到所述智能显示单元，以使所述智能显示单元中的调车控制按键突出显示。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态，包括 接收司机室输入输出単元中的数字量输入模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第一辅助触点信号； 根据所述第一辅助触点信号，查询数字量输入模块的第一辅助触点信号真值表，确定机车状态。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态，包括 接收司机室输入输出単元中的混合型数字量输入输出模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第二辅助触点信号； 根据所述第二辅助触点信号，查询混合型数字量输入输出模块的第二辅助触点信号真值表，确定机车状态。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在干， 所述获得最大牵引值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，包括根据牵引特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大牵引值，并接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号; 所述根据所述最大牵引值和所述电压输出信号获得牵引力请求值，包括 根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得牵引力请求百分比；由所述最大牵引值与所述牵引力请求百分比相乗，获得牵引力请求值。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据所述牵引力请求值，获得所述机车在调车时的牵引力数值，包括由所述牵引力请求值与功率限制百分比相乘，获得所述机车在调车时的牵引力数值；所述功率限制百分比是在智能显示单元设定后获得的。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在干， 所述获得最大制动值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，包括根据制动特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大制动值，并接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号; 所述根据所述最大制动值和所述电压输出信号获得制动カ请求值，包括 根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得制动カ请求百分比；由所述最大制动值与所述制动カ请求百分比相乘，获得制动カ请求值。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据所述制动力请求值，获得所述机车在调车时的制动カ数值，包括 由所述制动力请求值作为制动力数值，获得所述机车在调车时的制动カ数值。
9.一种电カ机车调车控制装置，其特征在于，所述装置包括 激活单元，用于接收智能显示单元发送的调车控制激活指令后，激活调车控制模式；确定单元，用于接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据所述辅助触点信号确定机车状态； 牵引控制単元，包括第一获取单元，第二获取单元和第一发送单元； 所述第一获取单元，用于所述确定单元确定的所述机车状态处于牵引エ况时，获得最大牵引值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据所述最大牵引值和所述电压输出信号获得牵引力请求值； 所述第二获取单元，用于根据所述牵引力请求值，获得所述机车在调车时的牵引力数值； 所述第一发送单元，用于发送所述牵引力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制单元根据所述牵引力数值为所述机车提供所需要的牵引力矩； 制动控制単元，包括第三获取单元，第四获取单元和第二发送单元； 所述第三获取单元，用于所述确定单元确定的所述机车状态处于制动エ况吋，获得最大制动值并接收所述司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据所述最大制动值和所述电压输出信号获得制动カ请求值； 所述第四获取单元，用于根据所述制动力请求值，获得所述机车在调车时的制动カ数值； 所述第二发送单元，用于发送所述制动力数值到牵引控制单元，使所述牵引控制单元根据所述制动カ数值为所述机车提供所需要的制动カ矩。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第三发送单元，用于在激活调车控制模式后，发送调车控制激活确认码到所述智能显示单元，使所述智能显示单元中的调车控制按键突出显示。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定単元包括 第一接收子单元，用于接收司机室输入输出単元中的数字量输入模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第一辅助触点信号；第一确定子単元，用于根据所述第一辅助触点信号，查询数字量输入模块的第一辅助触点信号真值表，确定机车状态。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定単元包括 第二接收子单元，用于接收司机室输入输出単元中的混合型数字量输入输出模块根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集到的第二辅助触点信号； 第二确定子単元，用于根据所述第二辅助触点信号，查询混合型数字量输入输出模块的第二辅助触点信号真值表，确定机车状态。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元包括 第一获取子単元，用于根据牵引特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大牵引值； 第三接收子单元，用于接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号； 第二获取子単元，用于根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得牵引力请求百分比； 第三获取子単元，用于由所述最大牵引值与所述牵引力请求百分比相乗，获得牵引力请求值。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元包括 第四获取子単元，用于获得在所述智能显示单元中设定的功率限制百分比； 第五获取子単元，用于由所述牵引力请求值与功率限制百分比相乘，获得所述机车在调车时的牵引力数值。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三获取单元包括 第六获取子単元，用于根据制动特性曲线与所述机车当前速度，获得所述机车在所述速度下的最大制动值； 第四接收子单元，用于接收所述司机室输入输出単元中的混合型模拟量输入输出模块采集到的电压输出信号； 第七获取子単元，用于根据所述电压输出信号和司机控制器特性图，获得制动カ请求百分比； 第八获取子単元，用于由所述最大制动值与所述制动カ请求百分比相乘，获得制动カ请求值。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第四获取单元包括 第九获取子単元，用于由所述制动力请求值作为制动カ数值，获得所述机车在调车时的制动カ数值。
17.ー种电カ机车调车控制系统，其特征在于，所述系统包括 中央控制单元、智能显示单元、司机室输入输出単元和牵引控制単元； 所述智能显示单元、所述司机室输入输出単元、所述牵引控制单元与所述中央控制单元相连； 所述智能显示单元，用于向所述中央处理器发送调车控制激活指令； 所述司机室输入输出単元，用于采集辅助触点信号；采集电压输出信号； 所述牵引控制单元，用于根据牵引力数值为机车提供所需要的牵引力矩；根据制动力数值为所述机车提供所需要的制动カ矩。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述中央控制单元是权利要求9-16任一项所述的装置。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述智能显示单元还包括突出显示子单元 所述突出显示子単元，用于在激活调车控制模式后，接收所述中央控制单元发送的调车控制激活确认码，将调车控制按键突出显示。
20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述司机室输入输出単元包括 数字量输入模块、混合型数字量输入输出模块和混合型模拟量输入输出模块； 所述数字量输入模块、所述混合型数字量输入输出模块、所述混合型模拟量输入输出模块与所述中央控制单元相连； 所述数字量输入模块，用于根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集第一辅助触点信号; 所述混合型数字量输入输出模块，用于根据司机控制器牵引制动手柄的位置采集第二辅助触点信号； 所述混合型模拟量输入输出模块，用于采集电压输出信号。
全文摘要
本发明公开了一种电力机车调车控制方法，用于实现电力机车的调车控制，该方法包括接收智能显示单元发送的调车控制激活指令后，激活调车控制模式；接收司机室输入输出单元采集到的辅助触点信号，根据辅助触点信号确定机车状态；获得最大牵引值/最大制动值，并接收司机室输入输出单元采集到的电压输出信号，根据最大牵引值/最大制动值和电压输出信号获得牵引力请求值/制动力请求值；根据牵引力请求值/制动力请求值，获得机车在调车时的牵引力数值/制动力数值；发送牵引力数值/制动力数值到牵引控制单元，使牵引控制单元根据牵引力数值/制动力数值为机车提供所需要的牵引力矩/制动力矩。本发明还公开了一种电力机车调车控制系统及装置。
文档编号B61C17/12GK102649436SQ20121017156
公开日2012年8月29日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者廖洪涛, 李希宁, 李顺, 温中建, 王位, 胡亮, 颜罡 申请人:南车株洲电力机车有限公司