专利名称：一种轨道车辆防倒溜控制系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道车辆控制系统及其方法，尤其是涉及一种应用于轨道车辆，特别是电传动地铁工程维护车的防倒溜控制系统及其方法。
背景技术：
轨道车辆一般包括各类轨道运营车辆和轨道工程车辆等轨道交通车辆,广泛应用于铁路、轻轨、城轨，以及地铁运输和工程领域。以地铁工程维护车为例，地铁工程维护车是地铁各项维护和施工作业中的重要牵引单元。随着轨道交通技术的不断进步，电传动地铁工程维护车作为一种新车型也已投入广泛应用。但是，电传动地铁工程维护车在参与地铁施工的材料运输、线路维护的作业过程中，存在车辆倒溜、危害施工人员和线路安全的风险。相应地，其他类型的轨道车辆也都普遍存在着这一技术问题。在地铁车辆防倒溜领域，目前现有设计书主要是使用铁鞋和机械防溜装置进行车辆的防倒溜处理，也有少量使用控制系统进行车辆防倒溜的设计。其中，最常用的防溜车设备防溜铁鞋构成可分为两部分:底部和头部。底部:车轮踏上鞋底后，利用头部将车轮卡住，使鞋与车轮共同滑行而起制动作用。头部可分为鞋头、挡板两部分。所谓铁鞋防溜，就是在一根或两根钢轨上放置铁鞋，向前滚动的车轮压上铁鞋后便沿钢轨滑行，轮轨之间由滚动摩擦变为滑动摩擦，阻止掣轮前进，从而实现车辆的防溜。机械防溜装置主要是利用机械装置实现车辆的防溜，如现有技术I为姬云东于2006年12月31日申请，并于2008年07月02日公开，公开号为CN101209713A的中国发明专利申请。该申请提供了一种轨道车辆可控永磁防溜装置，可用于铁路、城市地铁等轨道车辆的减速、制动、防溜。其包括:轨道夹紧装置、弯板、端铁、导磁环、永磁体、拉杆、丝杆、电机、丝杆螺母、后盖、底座板和外套，弯板的立板的外侧面固定在轨道夹紧装置上，外套连接在弯板的上表面，端铁固定在外套前端内孔处，端铁与环套其外圆上的导磁环把外套的前端封闭，后盖固定在外套的后端并将其封闭，固定在后盖上的底座板与端铁之间夹有永磁体且两者分别与永磁体的磁极相接触，电机轴穿入后盖并与丝杆的一端相固定，丝杠螺母通过拉杆与导磁环相固定。该发明运用机械传动原理，通过电气控制实施远距离对溜放车辆轮进行控制实现防溜控制，但该装置不存在制动部件与车辆上车轮的任何接触。现有技术2为沈阳铁路局吉林科学技术研究所于2004年04月05日申请，并于2005年03月16日公开，公开号为CN2685182U的中国实用新型专利。该专利提供了一种铁路到发线跟踪式防溜器，其包括:与线路基本轨相接触的轨道车；由底座上固定的电机与减速器连接，减速器与同向转动的两个绳轮连接，在车体上设置三个绳轮，在车体内装有滑板，绳索缠绕两个同向绳轮，与三个绳轮绕接、且系于滑板的两端组成的轨道车牵引机构；由铰接于车体上的一对挡车臂，在车轮内设置四个绳轮，其中两个绳轮与滑板连接，另两个绳轮分别通过绳轮与各自的挡车臂连接组成的挡车臂升降机构；在车体的两侧设置一对与线路基本轨摩擦阻尼的自 锁机构。使轨道车能够沿线路基本轨移动而主动跟踪列车进行防溜作业。现有技术3为左德建于2006年09月29日申请，并于2007年05月09日公开，公开号为CN1958368A的中国发明专利申请。该申请提供了一种铁路车辆无源自动防溜方法及装置，其包括:与车辆制动机构联接的防溜构件；能在防溜位锁闭防溜构件并能在缓解位松开防溜构件的锁闭机构；用以安装防溜构件和锁闭机构的安装支架；防溜构件能够由车辆制动机构带动在安装支架上滑动；安装支架悬挂在车底。为能够解除锁闭机构对防溜构件的锁闭，使防溜构件能在车辆正常行驶状态下，随车辆制动机构一起正常工作，在安装支架上安装有一能够使锁闭机构解除对防溜构件锁闭的手动缓解结构；为使车辆在正常行驶状态下，不使锁闭机构锁闭防溜构件闷在安装支架上，设置一能够关闭锁闭机构的位置锁闭机构，为使锁闭机构不会因为防溜构件运动到防溜位而锁闭防溜构件，在安装支架上安装有一延时缓冲机构，为方便调节防溜构件的安装位置，防溜构件与车辆制动机构之间通过位置调节构件联接。车辆制动后，防溜装置进入防溜工作状态，车辆溜动带动制动机构，防溜构件在制动机构带动下进入防溜位，则锁闭机构锁闭防溜构件，进而防止车辆溜走；车辆缓解，防溜构件进入缓解状态，车辆正常行使。在采用控制系统进行车辆防倒溜方面，主要通过控制算法实现车辆的防溜控制，如现有技术4为福特环球技术公司于2008年08月15日申请，并于2009年02月18日公开，公开号为CN101367339A的中国发明专利申请。该申请提供了一种混合动力电动车辆的倒溜控制。其在包括传动连接到符合的发动机和传动连接到该负荷的电机的动力传动系统中，提供了一种控制位于斜坡上的车辆以防溜的方法包括:确定电机的当前最大扭矩是否等于或大于所需的车轮扭矩，如果电机的当前最大扭矩能够产生所需的车轮扭矩，则使用电机产生所需的车轮扭矩，如果电机的当前最大扭矩不能产生所需的车轮扭矩，则使用发动机产生所需的车轮扭矩，以此达到防溜的目的。现有技术防溜措施普遍存在的技术缺陷主要有:
(1)现有防溜设备采购金额大，如:一个城市的地铁车辆段往往有几十台地铁工程维护车，为每台车采购相应铁鞋和机械防溜设备往往需要大量资金；
(2)现有机械防溜设备的整体结构复杂，安装作业周期较长，由于机械防溜设备本身体积较大且安装后往往需要使用一些辅助设备配合，如防溜固定枕木等，因此，机械防溜设备本身的安装周期也会比较长；
(3)现有机械设备和铁鞋给车辆防溜时，人员实际操作劳动强度大、作业模式落后；防溜设备一般由金属构件组成，体积较大且质量较重，需要人员手动操作，且善后恢复时间长，易造成操作人员过劳；由于机械设备防溜操作较复杂，常导致人员操作不到位，造成溜车事故,因此作业模式也落后；
(4)现有防溜控制系统不具备电机实际转向的判定功能；
(5)现有防溜控制系统不具备车辆溜行距离计算功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道车辆防倒溜控制系统及其控制方法，该控制系统及其控制方法能够有效地解决轨道车辆倒溜的技术问题。为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种轨道车辆防倒溜控制系统的技术实现方案，一种轨道车辆防倒溜控制系统，包括:
模拟信号处理单元，将来自电机速度传感器的输入速度信号处理成速度信号处理单元能够接收的电平信号；
速度信号处理单元，根据所述电机速度传感器的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送给嵌入式处理单元，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元进行控制；
嵌入式处理单元，综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统传送的来自司机控制台的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元；
数字信号处理单元，接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值；若超过，则向所述嵌入式处理单元传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统，所述制动系统进行紧急制动停车。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述模拟信号处理单元、速度信号处理单元、嵌入式处理单元和数字信号处理单元集成在轨道车辆的传动控制单元中。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述速度信号处理单元和数字信号处理单元通过并行总线与嵌入式处理单元进行通信。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述嵌入式处理单元通过MVB总线与轨道车辆网络控制系统进行通信。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述速度信号处理单元采用可编程逻辑器件。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述速度信号处理单元包括电机转向判断单元，所述电机转向判断单元的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机转向判断单元在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态，如果B相速度信号为高电平，则输出“A转向”标志至并行总线；如果B相速度信号为低电平，则输出“B转向”标志至所述并行总线。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述速度信号处理单元还包括电机速度选择单元，所述电机速度选择单元的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单兀将电机速度传感器输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出，并输出至所述数字信号处理单元进行实时控制:
(A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号；
(B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号；
(C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述数字信号处理单元具有中断捕捉功能，对速度方波脉冲信号的上升沿进行捕捉并计数。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，当所述数字信号处理单元接收到嵌入式处理单元传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，通过溜行时捕捉到的电机速度传感器的脉冲个数判断溜行距离。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，在所述数字信号处理单元开始对速度信号处理单元传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，在所述制动系统进行紧急制动停车的同时，所述轨道车辆网络控制系统将嵌入式处理单元触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台进行显示，并进行故障信息存储。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，当轨道车辆处于停放工况时，司机控制台的司机手柄处于方向零位且电机速度传感器无脉冲信号；当发生溜车时，数字信号处理单元检测到速度信号处理单元传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元将该信号传送至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元结合轨道车辆网络控制系统传送的司机控制台的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，嵌入式处理单元将该信号送数字信号处理单元；数字信号处理单元开始对速度信号处理单元传送的速度脉冲进行计数，当计数到电机速度传感器的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统；轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号传送至制动系统，制动系统施加紧急制动实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统将防溜激活信号传送至司机控制台进行显示，并存储故障信息。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，在轨道车辆处于运行工况时，当轨道车辆的司机控制台的司机方向手柄信号有效且处于低速运行状态，速度信号处理单元实时判断电机的实际转向并将其传送至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车；嵌入式处理单元将该信号送数字信号处理单元，数字信号处理单元开始对速度信号处理单元传送的速度脉冲进行计数；当计数到电机速度传感器的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元由此判断出轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统；由轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号传送至制动系统，制动系统施加紧急制动实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统将防溜激活信号传送至司机控制台进行显示，并存储故障信息。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述轨道车辆防倒溜控制系统应用于电传动地铁工程维护车。本发明还另外具体提供了一种轨道车辆防倒溜控制方法的技术实现方案，一种轨道车辆防倒溜控制方法，包括以下步骤:
501:模拟信号处理单兀将来自电机速度传感器的输入速度信号转化为速度信号处理单元能够接收的电平信号；
502:速度信号处理单元根据来自电机速度传感器的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送至嵌入式处理单元，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元进行控制；
503:嵌入式处理单元综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统传送的来自司机控制台的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元；
S04:所述数字信号处理单元接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值，若超过，则向所述嵌入式处理单元传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统，由所述制动系统进行紧急制动停车。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，当所述防溜激活信号通过轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统时，轨道车辆网络控制系统将嵌入式处理单元触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台进行显示，并进行故障信息存储。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，所述速度信号处理单元包括电机转向判断单元，在所述步骤S02中，速度信号处理单元根据来自电机速度传感器的速度信号判断电机实际转向的过程进一步包括以下步骤:
所述电机转向判断单元的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机转向判断单元在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态；
当B相速度信号为高电平时，则输出“A转向”标志至并行总线；
当B相速度信号为低电平时，则输出“B转向”标志至所述并行总线。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，所述速度信号处理单元还包括电机速度选择单元，在所述步骤S02中，速度信号处理单元对速度信号进行处理的过程进一步包括以下步骤:
所述电机速度选择单兀的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单元根据以下规则将电机速度传感器输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出:
(A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号；
(B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号；
(C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号。电机速度选择单元同时将经过处理的速度信号输出至所述数字信号处理单元进行实时控制。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，在所述步骤
S04中，数字信号处理单元接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值的过程进一步包括以下步骤:
当所述数字信号处理单元接收到嵌入式处理单元传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，数字信号处理单元通过对溜行过程中捕捉到的电机速度传感器的脉冲个数进行脉冲计数，从而判断溜行距离。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，在所述数字信号处理单元开始对速度信号处理单元传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，当轨道车辆处于停放工况，发生溜车时，防倒溜控制方法包括以下步骤: 数字信号处理单元检测到速度信号处理单元传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元将该信号传送至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元结合轨道车辆网络控制系统传送的司机控制台的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，嵌入式处理单元将该信号传送至数字信号处理单元；数字信号处理单元开始对速度信号处理单元传送的速度脉冲进行计数，当计数到电机速度传感器的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统；轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号传送至制动系统，制动系统施加紧急制动实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统将防溜激活信号传送至司机控制台进行显示，并存储故障信息。作为本发明一种轨道车辆防倒溜控制方法技术方案的进一步改进，在轨道车辆处于运行工况，当轨道车辆的司机控制台的司机方向手柄信号有效且处于低速运行状态时，防倒溜控制方法包括以下步骤:
速度信号处理单元实时判断电机的实际转向并将其传送至嵌入式处理单元；嵌入式处理单元若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车；嵌入式处理单元将该信号传送至数字信号处理单元，数字信号处理单元开始对速度信号处理单元传送的速度脉冲进行计数；当计数到电机速度传感器的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元由此判断出轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统；由轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号传送至制动系统，制动系统施加紧急制动实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统将防溜激活信号传送至司机控制台进行显示，并存储故障信息。通过实施上述本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统及其方法的技术方案，具有以下技术效果:
(1)本发明控制系统及其方法在轨道车辆处于停放工况和运行工况的情况下，均可实现轨道车辆的防倒溜控制，由于系统使用高频率系统时钟对电机速度传感器输出的脉冲信号进行采样，并使用嵌入式操作系统做逻辑判断，因此，控制算法实时性高，计算结果精确；
(2)本发明采用的控制系统架构，能够充分利用各个单元的特点，各自实现所擅长的功能，最后由嵌入式处理单元汇总判断，使各单元的程序都较易实现，程序代码在其它配备D⑶的电传动车型上也易于移植；
(3)本发明控制系统及其方法可以精确计算车辆溜行距离，在用户对车辆溜行达到多少距离才进入防溜激活工况可以灵活判断，能够较好地满足客户的不同需求；
(4)本发明控制系统中速度信号处理单元、数字信号处理单元及嵌入式处理单元程序易于编写，程序采用目标代码的方式烧写，使固化的程序代码难以被破译，保密性高；
(5)本发明控制系统的防溜控制算法在轨道车辆的DCU中自动实现，DCU为车辆VVVF自带配置设备，用户可无需再采购额外的防溜设备进行车辆防溜，可节省大量资金，降低人力资源的消耗。
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是本发明轨道车辆防倒溜控制系统一种具体实施方式
的系统结构框图。图2是本发明轨道车辆防倒溜控制系统一种具体实施方式
速度信号处理单元的控制原理示意图。图3是本发明轨道车辆防倒溜控制方法一种具体实施方式
速度信号处理单元的A转向控制波形图。图4是本发明轨道车辆防倒溜控制方法一种具体实施方式
速度信号处理单元的B转向控制波形图。图5是本发明轨道车辆防倒溜控制方法一种具体实施方式
数字信号处理单元的电机速度传感器方波脉冲捕捉波形示意图。图6是本发明轨道车辆防倒溜控制方法一种具体实施方式
的程序流程图。图中:1-轨道车辆防倒溜控制系统，2-电机速度传感器，3-制动系统，4-轨道车辆网络控制系统，5-司机控制台，6-MVB总线，10-嵌入式处理单元，11-模拟信号处理单元，12-速度信号处理单元，13-数字信号处理单元，14-并行总线，121-电机转向判断单元，122-电机速度选择单元。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下:
VVVF:即变频调速系统(Variable Voltage and Variable Frequency),是一种可通过同时改变频率和电压达到磁通恒定和控制电机转速的设备。DQJ:即传动控制单元(Drive Control Unit),是一种用于控制VVVF的设备。MVB:即多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus),是一种主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线。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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如附图1至附图6所示，给出了本发明一种轨道车辆防倒溜控制系统及其控制方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。为解决轨道车辆，尤其是电传动地铁工程维护车倒溜的问题，本发明提出了一种利用轨道车辆的电机速度传感器2的方向指示功能，通过车辆变频调速系统(以下简称VVVF)的传动控制单元(以下简称DCU)捕捉电机速度传感器2的脉冲信号判断电机实际转向，并综合司机方向手柄信号来判断防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统4，由轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号传送至制动系统3施加紧急制动，以防止轨道车辆在停放工况或运行工况下溜车的控制系统及其控制方法。如附图1所示的一种轨道车辆防倒溜控制系统的具体实施方式
，包括: 模拟信号处理单元11，将来自电机速度传感器2的输入速度信号处理成速度信号处理单元12能够接收的电平信号；
速度信号处理单元12，根据电机速度传感器2的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送给嵌入式处理单元10，同时对速度信号进行处理，并将处理后的速度信号通过硬连线实时输出至数字信号处理单元13进行控制；
嵌入式处理单元10，综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统4传送的来自司机控制台5的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元13 ；
数字信号处理单元13，接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值；若超过，则向嵌入式处理单元10传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元10触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号，紧急制动信号传送至制动系统3，制动系统3进行紧急制动停车。上述电机速度传感器2通过直接或间接方式与电机相连，用于检测电机的速度信号。需要特别指出的是，上述嵌入式处理单元10可以采用中央处理器(CPU)、嵌入式处理器、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、单片机、片上系统(S0C)、可编程逻辑器件，以及本技术领域内所公知的任意其他形式的具有控制、处理功能的器件的方式。作为一种优选的实施方式，上述模拟信号处理单元11、速度信号处理单元12、嵌入式处理单元10和数字信号处理单元13集成在轨道车辆的传动控制单元(DCU)中。DCU作为轨道车辆，尤其是电传动地铁工程维护车采购时配套VVVF的设备，在车辆总成时即已安装到位，无需用户自行安装。由DCU实现轨道车辆防倒溜控制，用户无需再采购额外的防溜设备。DCU的防倒溜控制可以通过程序自动实现车辆的防溜激活判断，过程无需人工干预。DCU使用速度信号处理单元12的IO管脚捕捉电机速度传感器2的脉冲信号判断电机实际转向，通过数字信号处理单元13计算轨道车辆的溜行距离，再通过嵌入式处理单元10触发防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统4，由轨道车辆网络控制系统4触发制动系统3的紧急制动实现轨道车辆防溜。作为一种优选的实施方式，在制动系统3进行紧急制动停车的同时，轨道车辆网络控制系统4将嵌入式处理单元10触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台5的显示终端进行显示，为司机做提示说明，并进行故障信息存储，方便日后故障查询。由于电机速度传感器2的输入电压范围通常是OV表不低电平，15V表不高电平的速度信号，而可编程逻辑单元只能接收电压范围通常是OV表示低电平，3.3V表示高电平的数字脉冲信号，所以该部分模拟电路的作用就是将输入的电机速度传感器2的速度信号转化为可编程逻辑单元能接收的电平信号。作为一种优选的实施方式，速度信号处理单元12和数字信号处理单元13通过并行总线14与嵌入式处理单元10进行通信。嵌入式处理单元10通过MVB总线6与轨道车辆网络控制系统4进行通信。速度信号处理单元12则可以进一步采用可编程逻辑器件。速度信号处理单元12主要用于实现电机转向判断及速度传感器信号的二选一功能，并将两信号分别传送至并行总线14和数字信号处理单元13进行实时控制使用。如附图2、3、4所示，速度信号处理单元12进一步包括电机转向判断单元121。电机转向判断单元121的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号。根据一种典型的电机速度传感器2的技术特性可以得出，当A相速度信号在前，B相速度信号在后时，有“A转向”；反之有“B转向”，如附图4所示。因此，在实际应用中，电机转向判断单元121在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态，如果B相速度信号为高电平，则输出“A转向”标志至并行总线14 ；如果B相速度信号为低电平，则输出“B转向”标志至所述并行总线14。如附图2所示，速度信号处理单元12还进一步包括电机速度选择单元122。电机速度选择单元122实现速度传感器的功能是将每个电机输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出，并传送至数字信号处理单元13进行实时控制使用。电机速度选择单元122的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单兀122将电机速度传感器2输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出，并输出至数字信号处理单元13进行实时控制，其工作原理如下:
(A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号；
(B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号；
(C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号。如附图5所示，D⑶主要使用数字信号处理单元13进行脉冲计数。速度信号处理单元12通过硬连线将处理过的速度方波脉冲信号传送至数字信号处理单元13进行处理。数字信号处理单元13具有中断捕捉功能，对速度方波脉冲信号的上升沿进行捕捉并计数。其中，T为速度方波脉冲信号的上升沿，H为速度脉冲方波信号。当数字信号处理单元13接收到嵌入式处理单元10传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元12输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，通过溜行时捕捉到的电机速度传感器2的脉冲个数判断溜行距离。在数字信号处理单元13开始对速度信号处理单元12传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。
D⑶的车辆溜行距离计算方法具体为:当数字信号处理单元13接收到嵌入式处理单元10传送来的溜车信号后，将启动对电机速度传感器2输出的脉冲信号方波上升沿的捕捉。假设电机速度传感器2的齿数为N，则电机旋转一周(即轨道车辆的车轮旋转一周)，数字信号处理单元13能捕捉到的速度脉冲个数为N。则假设收到溜车信号后，捕捉到的电机速度传感器2的脉冲个数为η (表示车轮转η/Ν周)，轨道车辆的车轮轮径为D，此时轨道车辆溜行距离L = π *D*n/N。由此可知，在轨道车辆的电机速度传感器2的齿数及车轮轮径确定的情况下，轨道车辆的溜行距离与溜行时捕捉到的电机速度传感器2的脉冲个数成正t匕，因此溜行距离规定阈值也可通过溜行时捕捉到的电机速度传感器2的脉冲个数规定阈值来替代。当轨道车辆处于停放工况时，司机控制台5的司机手柄处于方向零位且电机速度传感器2无脉冲信号；当发生溜车时，数字信号处理单元13检测到速度信号处理单元12传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元13将该信号传送至嵌入式处理单元10。嵌入式处理单元10结合轨道车辆网络控制系统4传送的司机控制台5的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，嵌入式处理单元10将该信号送数字信号处理单元13。数字信号处理单元13开始对速度信号处理单元12传送的速度脉冲进行计数，当计数到电机速度传感器2的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元10发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元10发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统4 ;轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号传送至制动系统3，制动系统3施加紧急制动实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统4将防溜激活信号传送至司机控制台5进行显示，并存储故障信息。在轨道车辆处于运行工况时，当轨道车辆的司机控制台5的司机方向手柄信号有效且处于低速运行状态，速度信号处理单元12实时判断电机的实际转向并将其传送至嵌入式处理单元10 ;嵌入式处理单元10若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车；嵌入式处理单元10将该信号送数字信号处理单元13，数字信号处理单元13开始对速度信号处理单元12传送的速度脉冲进行计数；当计数到电机速度传感器2的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元10发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元10由此判断出轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统4 ;由轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号传送至制动系统3，制动系统3施加紧急制动实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统4将防溜激活信号传送至司机控制台5进行显示，并存储故障信息。作为一种典型的实施方式，轨道车辆防倒溜控制系统应用于电传动地铁工程维护车等轨道车辆。一种轨道车辆防倒溜控制方法的具体实施方式
，包括以下步骤:
501:模拟信号处理单元11将来自电机速度传感器2的输入速度信号转化为速度信号处理单元12能够接收的电平信号；
502:速度信号处理单元12根据来自电机速度传感器2的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送至嵌入式处理单元10，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元13进行控制；
503:嵌入式处理单元10综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统4传送的来自司机控制台5的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元13 ；
504:数字信号处理单元13接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值，若超过，则向嵌入式处理单元10传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元10触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号，紧急制动信号传送至制动系统3，由制动系统3进行紧急制动停车。当防溜激活信号通过轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号，紧急制动信号传送至制动系统3时，轨道车辆网络控制系统4将嵌入式处理单元10触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台5进行显示，并进行故障信息存储。在步骤S02中，速度信号处理单元12根据来自电机速度传感器2的速度信号判断电机实际转向的过程进一步包括以下步骤:
电机转向判断单元121的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机转向判断单元121在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态；
当B相速度信号为高电平时，则输出“A转向”标志至并行总线14;
当B相速度信号为低电平时，则输出“B转向”标志至所述并行总线14。在步骤S02中，速度信号处理单元12对速度信号进行处理的过程进一步包括以下步骤: 电机速度选择单兀122的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单元122根据以下规则将电机速度传感器2输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出:
(A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号；
(B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号；
(C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号。电机速度选择单元122同时将经过处理的速度信号输出至数字信号处理单元13进行实时控制。在步骤S04中，数字信号处理单元13接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值的过程进一步包括以下步骤:
当数字信号处理单元13接收到嵌入式处理单元10传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元12输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，数字信号处理单元13通过对溜行过程中捕捉到的电机速度传感器2的脉冲个数进行脉冲计数，从而判断溜行距离。当车辆处于高速运行工况时，车辆的惯性运行方向必然与司机控制台5的司机方向手柄一致，车辆不会发生与司机方向手柄不一致的溜车情况。故在车辆处于运行工况时，DCU的防溜激活只需对车辆低速运行(例如轨道车辆速度小于5km/h)的工况做判断即可。当轨道车辆处于运行工况，如附图6左半部分所示，防倒溜控制方法进一步包括以下步骤:
510:判断轨道车辆的司机控制台5的司机方向手柄信号是否有效，如果有效，则执行步骤SI I，如果无效，则继续执行步骤S20 ；
511:判断轨道车辆是否处于低速运行状态，如果是，则执行步骤S12，如果否，则继续执行步骤Sll ；
512:速度信号处理单元12实时判断电机的实际转向并将其传送至嵌入式处理单元10，判断嵌入式处理单元10检测到电机实际转向和司机方向手柄信号是否不一致，如果是，则执行步骤S13，如果否，则继续执行步骤S12 ；
513:嵌入式处理单元10若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致(例如电机实际转向为向后，司机方向手柄信号为向前)，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车，嵌入式处理单元10将该信号送数字信号处理单元13 ；
514:数字信号处理单元13开始对速度信号处理单元12传送的速度脉冲进行计数(若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新计数)，当计数到电机速度传感器2的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元10发送溜车距离超规定阈值信号，并执行步骤S15，若脉冲个数未超规定阈值，则继续执行步骤S14 ；
515:嵌入式处理单元10判断轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统4，并执行步骤S30，若未接收到该信号，则继续执行步骤S15 ；
S30:由轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号传送至制动系统3，制动系统3施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统4将防溜激活信号传送至司机控制台5进行显示，并存储故障信息。当轨道车辆处于停放工况，如附图6右半部分所示。车辆停放时，司机控制台5的司机手柄必然处于方向零位且速度传感器无脉冲信号。当发生溜车时，防倒溜控制方法进一步包括以下步骤: 520:判断司机方向手柄信号是否零位，如果是，则执行步骤S21，如果否，则执行步骤
SlO ；
521:判断轨道车辆速度是否大于Okm/h，如果是，则执行步骤S22，如果否，则继续执行步骤S21 ；
522:数字信号处理单元13检测到速度信号处理单元12传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元13将该信号传送至嵌入式处理单元10 ;嵌入式处理单元10结合轨道车辆网络控制系统4传送的司机控制台5的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，速度信号处理单元12将该信号送数字信号处理单元13 ；
523:数字信号处理单元13开始对速度信号处理单元12传送的速度脉冲进行计数(若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新计数)，当计数到电机速度传感器2的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元10发送溜车距离超规定阈值信号，并执行步骤S24，否则继续执行步骤S23 ；
524:如果嵌入式处理单元10判断溜车距离超规定阈值，则嵌入式处理单元10发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统4，并执行步骤S30，若未接收到该信号，则继续执行步骤S24 ；
S30:轨道车辆网络控制系统4触发紧急制动信号传送至制动系统3，制动系统3施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜，同时轨道车辆网络控制系统4将防溜激活信号传送至司机控制台5进行显示，并存储故障信息。在数字信号处理单元13开始对速度信号处理单元12传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。本发明通过采用可编程逻辑器件的速度信号处理单元12实现了电机速度传感器2信号二选一，以及电机实际转向判断功能；通过数字信号处理单元13实现了电机速度传感器2的脉冲捕捉计数、车辆溜行距离计算功能；通过嵌入式处理单元10实现了轨道车辆溜车信号、防溜激活信号的逻辑判断功能，并通过轨道车辆网络控制系统4生成紧急制动信号送制动系统3，对轨道车辆施加紧急制动来阻止溜车。本发明在轨道车辆停放工况和运行工况下，均可实现轨道车辆的防倒溜控制。由于系统采用高频率系统时钟对输入电机速度传感器2的脉冲信号进行采样并使用嵌入式处理单元10进行逻辑判断，控制方法实时性高，计算结果精确。采用嵌入式处理单元10、模拟信号处理单元11、速度信号处理单元12和数字信号处理单元13组合结构设计，充分利用各单元的特点，各自实现所擅长的功能，最后由嵌入式处理单元10进行汇总和判断，使各单元程序都较易实现，程序代码在其它配备DCU的电传动车型上也易于移植。同时，本发明控制方法可精确计算轨道车辆的溜行距离，在用户对轨道车辆溜行达到多少距离才进入防溜激活工况可灵活判断，能较好满足客户不同需求。采用可编程逻辑器件的速度信号处理单元12、数字信号处理单元13及嵌入式处理单元10的程序易于编写，程序采用目标代码的方式烧写，使固化的程序代码难以被破译，保密性高。本发明防溜控制方法在电传动地铁工程维护车的DCU中自动实现，DCU为车辆VVVF自带配置设备，用户可无需再采购额外的防溜设备进行轨道车辆防溜，可节省大量资金，降低人力资源的消耗。上述嵌入式处理单元10、速度信号处理单元12的控制芯片也可改成其他处理器的形式，所以使用其他处理器也属于本发明的保护范围。上述控制方法中对溜行距离的计算，也可以通过嵌入式处理单元10对处理过的电机速度传感器2的信号进行积分计算得出，但由于嵌入式处理单元10的程序运行周期较数字信号处理单元13的程序慢，故计算结果实时性会较数字信号处理单元13要差。上述并行总线14还可以采用其它专用并行总线或其他高速总线替代，所以使用其他高速总线进行通信也属于本发明的保护范围。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，反之亦然，所以相关部分的相应描述可以相互参见即可。本发明说明书中虽然仅以地铁工程维护车为例对本发明的技术方案进行阐述，但是本领域的专业技术人员可以知晓，本发明除了应用于地铁工程维护车之外，还可以应用于包括轨道运营车辆和轨道工程车辆等在内的各类电传动轨道交通车辆。本发明可以广泛地应用在包括铁路、轻轨、城轨，以及地铁等在内的运输和工程领域。专业人员还可以进一步意识到，结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的单元及步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、各种可编程逻辑器件、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或本技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。执行软件模块的处理器可以是中央处理器(CPU)、嵌入式处理器、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、单片机、片上系统(S0C)、可编程逻辑器件，以及本技术领域内所公知的任意其他形式的具有控制、处理功能的器件。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于，包括: 模拟信号处理单元(11 )，将来自电机速度传感器(2 )的输入速度信号处理成速度信号处理单元(12)能够接收的电平信号； 速度信号处理单元(12)，根据所述电机速度传感器(2)的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送给嵌入式处理单元(10)，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元(13)进行控制； 嵌入式处理单元(10)，综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统(4)传送的来自司机控制台(5)的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元(13)； 数字信号处理单元(13)，接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值；若超过，则向所述嵌入式处理单元(10)传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元(10)触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统(3)，所述制动系统(3)进行紧急制动停车。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述模拟信号处理单元(11)、速度信号处理单元(12)、嵌入式处理单元(10)和数字信号处理单元(13)集成在轨道车辆的传动控制单元中。
3.根据权利要求1或2所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)和数字信号处理单元(13)通过并行总线(14)与嵌入式处理单元(10)进行通信。
4.根据权利要求3所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述嵌入式处理单元(10)通过M VB总线(6)与轨道车辆网络控制系统(4)进行通信。
5.根据权利要求1、2、4中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)采用可编程逻辑器件。
6.根据权利要求3所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)包括电机转向判断单元(121)，所述电机转向判断单元(121)的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机转向判断单元(121)在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态，如果B相速度信号为高电平，则输出“A转向”标志至并行总线(14);如果B相速度信号为低电平，则输出“B转向”标志至所述并行总线(14)。
7.根据权利要求6所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)还包括电机速度选择单元(122)，所述电机速度选择单元(122)的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单兀(122)将电机速度传感器(2)输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出，并输出至所述数字信号处理单元(13)进行实时控制: (A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号； (B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号； (C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号。
8.根据权利要求7所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述数字信号处理单元(13)具有中断捕捉功能，对速度方波脉冲信号的上升沿进行捕捉并计数。
9.根据权利要求8所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:当所述数字信号处理单元(13)接收到嵌入式处理单元(10)传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元(12)输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，通过溜行时捕捉到的电机速度传感器(2)的脉冲个数判断溜行距离。
10.根据权利要求9所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:在所述数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。
11.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:在所述制动系统(3)进行紧急制动停车的同时，所述轨道车辆网络控制系统(4)将嵌入式处理单元(10)触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台(5)进行显示，并进行故障信息存储。
12.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:当所述轨道车辆处于停放工况时，所述司机控制台(5)的司机手柄处于方向零位且所述电机速度传感器(2)无脉冲信号；当发生溜车时，所述数字信号处理单元(13)检测到所述速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元(13)将该信号传送至所述嵌入式处理单元(10);嵌入式处理单元(10)结合所述轨道车辆网络控制系统(4)传送的司机控制台(5)的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，嵌入式处理单元(1 0 )将该信号送数字信号处理单元(13);数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数，当计数到电机速度传感器(2)的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元(10)发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元(10)发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统(4);轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号传送至所述制动系统(3)，制动系统(3)施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜。
13.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:在所述轨道车辆处于运行工况时，当轨道车辆的司机控制台(5)的司机方向手柄信号有效且处于低速运行状态，所述速度信号处理单元(12)实时判断电机的实际转向并将其传送至嵌入式处理单元(10);所述嵌入式处理单元(10)若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车；嵌入式处理单元(10)将该信号送所述数字信号处理单元(13)，数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数；当计数到所述电机速度传感器(2)的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元(10)发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元(10)由此判断出轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至所述轨道车辆网络控制系统(4);由轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号传送至所述制动系统(3)，制动系统(3)施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜。
14.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述轨道车辆防倒溜控制系统应用于电传动地铁工程维护车。
15.一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 501:模拟信号处理单兀(11)将来自电机速度传感器(2)的输入速度信号转化为速度信号处理单元(12)能够接收的电平信号； 502:速度信号处理单元(12)根据来自电机速度传感器(2)的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送至嵌入式处理单元(10)，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元(13)进行控制； 503:嵌入式处理单元(10)综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统(4)传送的来自司机控制台(5)的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元(13); 504:所述数字信号处理单元(13)接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值，若超过，则向所述嵌入式处理单元(10)传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元(10)触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统(3)，由所述制动系统(3)进行紧急制动停车。
16.根据权利要求15所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于:当所述防溜激活信号通过轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统(3)时，轨道车辆网络控制系统(4)将嵌入式处理单元(10)触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台(5)进行显示，并进行故障信息存储。
17.根据权利要求15或16所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于，所述速度信号处理单元(12)包括电机转向判断单元(121)，在所述步骤S02中，速度信号处理单元(12)根据来自电机速度传感器(2)的速度信号判断电机实际转向的过程进一步包括以下步骤: 所述电机转向判断单兀(121 )的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机转向判断单元(121)在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态； 当B相速度信号为高电平时，则输出“A转向”标志至并行总线(14); 当B相速度信号为低电平时，则输出“B转向”标志至所述并行总线(14)。
18.根据权利要求17所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于，所述速度信号处理单元(12)还包括电机速度选择单元(122)，在所述步骤S02中，速度信号处理单元(12)对速度信号进行处理的过程进一步包括以下步骤: 所述电机速度选择单兀(122)的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单元(122)根据以下规则将电机速度传感器(2)输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出: (A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号； (B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号； (C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号； 电机速度选择单元(122)同时将经过处理的速度信号输出至所述数字信号处理单元(13)进行实时控制。
19.根据权利要求15、16、18中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于，在所述步骤S04中，数字信号处理单元(13)接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值的过程进一步包括以下步骤: 当所述数字信号处理单元(13)接收到嵌入式处理单元(10)传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元(12)输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，数字信号处理单元(13)通过对溜行过程中捕捉到的电机速度传感器(2)的脉冲个数进行脉冲计数，从而判断溜行距离。
20.根据权利要求19所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于:在所述数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。
21.根据权利要求15、16、18、20中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于:当所述轨道车辆处于停放工况，发生溜车时，防倒溜控制方法包括以下步骤: 所述数字信号处理单元(13)检测到所述速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元(13)将该信号传送至所述嵌入式处理单元(10);嵌入式处理单元(10)结合所述轨道车辆网络控制系统(4)传送的所述司机控制台(5)的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，嵌入式处理单元(10)将该信号传送至数字信号处理单元(13);数字信号 处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数，当计数到电机速度传感器(2)的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元(10)发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元(10)发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统(4);轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号传送至所述制动系统(3)，制动系统(3)施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜。
22.根据权利要求15、16、18、20中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制方法，其特征在于:在所述轨道车辆处于运行工况，当轨道车辆的所述司机控制台(5)的司机方向手柄信号有效且处于低速运行状态时，防倒溜控制方法包括以下步骤: 所述速度信号处理单元(12)实时判断电机的实际转向并将其传送至所述嵌入式处理单元(10);嵌入式处理单元(10)若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车；嵌入式处理单元(10)将该信号传送至所述数字信号处理单元(13)，数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数；当计数到所述电机速度传感器(2)的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元(10)发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元(10)由此判断出轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至所述轨道车辆网络控制系统(4);由轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号传送至所述制动系统(3)，制动系统(3)施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜。
全文摘要
本发明公开了一种轨道车辆防倒溜控制系统及其方法，模拟信号处理单元将输入速度信号转化为速度信号处理单元能够接收的电平信号；速度信号处理单元根据速度信号判断电机的实际转向，并将其传送至嵌入式处理单元，同时将处理后的速度信号输出至数字信号处理单元；嵌入式处理单元综合电机实际转向信号，以及司机控制台的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将其传送至数字信号处理单元；数字信号处理单元收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过阈值，若超过，则向嵌入式处理单元传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元触发防溜激活信号送轨道车辆网络控制系统，控制制动系统进行紧急制动停车。本发明能够有效解决轨道车辆的倒溜问题。
文档编号B61H13/00GK103213600SQ20131009992
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者黄浩, 王永通, 董平, 刘良杰, 曹霄, 姚中红, 何伟, 陈新溅 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司