一种基于TCMS控制的列车限速方法与流程

本发明涉及一种主要针对地铁列车的基于TCMS控制的列车限速方法。

背景技术：

现今城市轨道交通发展迅速，越来越多人选择地铁出行，地铁列车运行的安全性至关重要。列车限速控制的精度和稳定性严重影响列车实时运行速度，列车速度直接影响地铁列车运行的安全。通常具备列车自动控制系统ATC（Automatic Train Control）的列车在ATO（Automatic Train Operation）模式时，ATO基于ATP（Automatic Train Protection）生成的速度限制生成ATO限速曲线，并传送相应的牵引指令或制动指令，从而实现列车跟踪ATO速度曲线，保证列车不超过ATP速度限制。通常人工驾驶模式下的限速控制，则是通过TCMS系统计算出列车当前工况下的限速值，并将限速值发送给牵引控制单元，牵引控制单元检测到TCMS系统(Train Control and Manager System, 机车微机控制监视系统)发送的限速值，则进入相应的限速模式。当由TCMS系统来协调分配牵引力和制动力时，分配的力值大小直接决定列车运行速度，在这种控制方式下，若不制定合适的限速控制曲线，将无法平滑且准确的控制列车速度，存在冲击，超速的可能。这对列车运行速度、限速值、牵引力和制动力三者之间的控制算法提出了更高的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于TCMS控制的列车限速方法。

为了解决以上技术问题，本发明的一种基于TCMS控制的列车限速方法，包括如下步骤：

步骤1、TCMS系统根据列车当前的运行工况和驾驶模式，对每一个列车的限速值设定一个限速区间[Vmin, Vmax],并且对应的设置超速限制值V1和超速限制值V2，V2>V1,Vmin为最小限速值，Vmax为最大限速值，

步骤2、TCMS系统控制牵引制动力值的分配，分为以下三种情况：

列车速度小于或等于最小限速值：

TCMS系统分配的牵引制动力值取决于司控器手柄的位置：当手柄在非制动位时，TCMS系统根据列车速度， TCMS输出牵引制动力值百分数为100%；当手柄在制动位时，TCMS系统根据司控器手柄值来分配制动力；

列车速度大于最小限速值：

当列车速度介于最小限速值和最大限速值之间时，TCMS输出的牵引制动力值为100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin），其中，V为列车当前速度；当列车速度上升达到最大限速值时，TCMS输出牵引制动力值百分数为0，此时TCMS停止发送任何指令；当列车速度降低到最大限速值时，TCMS输出的牵引制动力值为100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin）；

列车速度大于或等于最大限速值：

TCMS输出牵引制动力值百分数为0；当列车速度介于超速限制值V1和超速限制值V2之间，TCMS输出的牵引制动力值为-100%*（V–V1）/（V2-V1），V为列车当前速度;当列车速度大于V2时，TCMS输出牵引制动力值百分数为-100%；当列车速度逐渐减小至小于超速限速值V1时，TCMS输出牵引制动力值为0，在这个过程中制动指令激活，牵引、惰行指令不激活。

本发明还具有如下进一步的特征：

当列车速度介于超速限制值V1和超速限制值V2之间，若手柄在制动位且列车司控器手柄输出的列车制动力值大于100%*（V–V1）/（V2-V1）时，制动力根据司机手柄控制。

本发明解决基于TCMS系统分配牵引力和制动力控制方式存在列车限速控制精度不足及速度转换不平滑的问题，其通过列车当前限速值以及列车运行速度和牵引制动力参考值跟踪曲线即可分配合适的牵引力和制动力，在速度到达限速值之前进行牵引力的平滑过渡，并在速度超出限速值之后，根据控制曲线施加合适的制动力，从而提高列车限速控制的精度和稳定性，保证限速功能。

附图说明

图1为限速曲线图。

图2为超速曲线图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

本发明实施例一种基于TCMS控制的列车限速方法，包括如下步骤：

步骤1、TCMS系统根据列车当前的运行工况和驾驶模式，对每一个列车的限速值设定一个限速区间[Vmin, Vmax],并且对应的设置超速限制值V1和超速限制值V2，V2>V1,Vmin为最小限速值，Vmax为最大限速值，

步骤2、TCMS系统控制牵引制动力值的分配，分为以下三种情况：

列车速度小于或等于最小限速值：

TCMS系统分配的牵引制动力值取决于司控器手柄的位置：当手柄在非制动位时，TCMS系统根据列车速度， TCMS输出牵引制动力值百分数为100%；当手柄在制动位时，TCMS系统根据司控器手柄值来分配制动力；

列车速度大于最小限速值：

当列车速度介于最小限速值和最大限速值之间时，TCMS输出的牵引制动力值根据如图1所示的限速曲线图来获得，TCMS输出牵引制动力值为100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin），其中，V为列车当前速度；当列车速度上升达到最大限速值时，TCMS输出牵引制动力值百分数为0，此时TCMS停止发送任何指令；当列车速度降低到最大限速值时，TCMS输出牵引制动力值为100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin）；

列车速度大于或等于最大限速值：

TCMS输出牵引力值百分数为0；当列车速度介于超速限制值V1和超速限制值V2之间，TCMS输出牵引制动力值根据如图2所示的超速曲线图来获得，TCMS输出牵引制动力值为-100%*（V–V1）/（V2-V1），V为列车当前速度，牵引制动力为正值时，代表输出的牵引力，为负值是代表输出的是制动力，数值的绝对值越大，代表输出的力越大；若手柄在制动位且列车司控器手柄输出的制动力值大于100%*（V–V1）/（V2-V1）时，则制动力根据司机手柄控制; 当列车速度大于V2时， TCMS输出牵引制动力值百分数为-100%；当列车速度逐渐减小至小于超速限速值V1时，TCMS施加的制动力值为0，在这个过程中制动指令激活，牵引、惰行指令不激活。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。