一种列车制动转牵引电空配合控制方法及系统与流程

本发明涉及列车控制技术领域，特别是涉及一种列车制动转牵引电空配合控制方法及系统。

背景技术：

轨道交通列车有时需要从制动工况转变为牵引工况，即制动转牵引，这一过程主要涉及tcms(traincontrolandmanagementsystem，列车制动管理系统)，dcu(drivecontrolunit，牵引控制单元)以及ebcu(electricbrakecontrolunit，电制动控制单元)。可参阅图1，为列车的拓扑结构示意图，在图1中有两节拖车以及四节动车，基于列车制动管理系统tcms进行制动转牵引。具体的，位于四节动车中的dcu可以接收牵引指令进行牵引控制，位于四节动车以及两节拖车中的ebcu可以接收制动指令并与dcu协作执行电空配合控制。ebcu与dcu之间可以通过网络进行数据交互。

在列车进行制动转牵引时，需要ebcu和dcu退出制动力，再由dcu进行牵引控制，ebcu和dcu退出制动力的方法是电空配合控制，主要由下述六个步骤构成：

第一步：tcms将牵引信号发送给ebcu和dcu，这一步存在网络延时，通常为0.4秒。第二步：dcu接收牵引信号后进行电制动力的消退，电制动力完全消退至零时，最长耗时通常为1.87秒。第三步：在电制动力消退至零之后，dcu将电制动力完全消退信号经由tcsm发送至ebcu，这一步的网络延时通常为0.6秒。第四步：ebcu接收到电制动力完全消退信号后进行空气制动力的消退，这一步骤的最长耗时通常为1秒。第五步：空气制动力完全消退后，ebcu将制动缓解继电器信号发送至dcu，这一步骤的延时通常为0.6秒。第六步：dcu接收制动缓解继电器信号后，根据该制动缓解继电器信号和车速信号决定是进行牵引控制还是牵引封锁。

在上述六个步骤中，可得到制动转牵引的最大延时为4.47秒。通常，当dcu接收牵引信号之后的4秒内未收到制动缓解继电器信号时，dcu将进行牵引封锁，这种情况的牵引封锁属于牵引异常封锁。也就是说，当列车制动转牵引时，dcu接收牵引信号与制动缓解继电器信号的时间间隔应当低于4秒，但部分场合下，这一间隔会超出4秒。例如当该延时为4.47秒时，dcu在接收到牵引信号4秒之后未收到制动缓解继电器信号，并且未收到制动缓解继电器信号的原因是由于延时为4.47秒而不是其他原因，如空气制动力并未正常消退，最终由于制动转牵引的延时而造成牵引异常封锁。此外，4秒是dcu判定的极限时间，如果为了避免上述情况中的牵引异常封锁而加长这个极限时间，会使得车辆的行驶风险增加。

综上所述，如何在进行列车的制动转牵引时，减少dcu牵引异常封锁的情况的发生，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种列车制动转牵引电空配合控制方法及系统，降低了dcu牵引异常封锁的情况的发生。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种列车制动转牵引电空配合控制方法，该方法包括：

列车制动管理系统tcms向牵引控制单元dcu以及电制动控制单元ebcu发送牵引信号；

所述dcu根据所述牵引信号进行电制动力的消退，同时所述ebcu根据所述牵引信号进行空气制动力的消退；

当所述空气制动力消退至零时，所述ebcu向所述dcu发送制动缓解继电器信号；

当所述dcu从接收到所述牵引信号开始的极限时长内，所述电制动力消退至零，并且接收到所述制动缓解继电器信号时，根据所述制动缓解继电器信号、所述电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。

优选的，所述dcu根据所述牵引信号进行电制动力的消退，包括：

所述dcu根据所述牵引信号，按照电制动力的消退过程中，电制动力的消退冲击率不高于预设的电消退冲击率阈值的规则进行所述电制动力的消退。

优选的，所述ebcu根据所述牵引信号进行空气制动力的消退，包括：

所述ebcu根据所述牵引信号，按照空气制动力的消退过程中，空气制动力的消退冲击率不高于预设的空气消退冲击率阈值的规则进行所述空气制动力的消退。

优选的，所述ebcu向所述dcu发送制动缓解继电器信号，包括：

所述ebcu控制空气制动压力开关的关闭，并通过车辆电路向所述dcu发送制动缓解继电器信号。

优选的，当所述dcu从接收到所述牵引信号开始的预设的极限时长内，所述电制动力消退至零，并且未接收到所述制动缓解继电器信号时，还包括：

进行牵引封锁并输出提示信息。

一种列车制动转牵引电空配合控制系统，包括：列车制动管理系统tcms，牵引控制单元dcu以及电制动控制单元ebcu；

所述tcms，用于向所述dcu以及所述ebcu发送牵引信号；

所述dcu，用于根据所述牵引信号进行电制动力的消退，当从接收到所述牵引信号开始的极限时长内，所述电制动力消退至零，并且接收到制动缓解继电器信号时，根据所述制动缓解继电器信号、所述电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。

所述ebcu，用于在所述dcu根据所述牵引信号进行所述电制动力的消退的同时，根据所述牵引信号进行空气制动力的消退；当所述空气制动力消退至零时，向所述dcu发送所述制动缓解继电器信号。

优选的，所述dcu具体用于：

根据所述牵引信号，按照电制动力的消退过程中，电制动力的消退冲击率不高于预设的电消退冲击率阈值的规则进行所述电制动力的消退。

优选的，所述ebcu具体用于：

根据所述牵引信号，按照空气制动力的消退过程中，空气制动力的消退冲击率不高于预设的空气消退冲击率阈值的规则进行所述空气制动力的消退。

优选的，所述ebcu具体用于：

控制空气制动压力开关的关闭，并通过车辆电路向所述dcu发送制动缓解继电器信号。

优选的，还包括提示信息输出模块，用于：

当所述dcu从接收到所述牵引信号开始的预设的极限时长内，所述电制动力消退至零，并且未接收到所述制动缓解继电器信号时，进行牵引封锁并输出提示信息。

应用本发明实施例所提供的技术方案，列车制动管理系统tcms向牵引控制单元dcu以及电制动控制单元ebcu发送牵引信号；dcu根据牵引信号进行电制动力的消退，同时ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退；当空气制动力消退至零时，ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号；当dcu从接收到牵引信号开始的极限时长内，电制动力消退至零，并且接收到制动缓解继电器信号时，根据制动缓解继电器信号、电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。

tcms向dcu以及ebcu发送牵引信号，dcu根据牵引信号进行电制动力的消退的同时，ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退，相较于现有技术的方案中当电制动力消退为零后再向ebcu发送电制动力完全消退信号，不存在dcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程的网络延时，并且由于ebcu同时进行空气制动力的消退，且通常情况下ebcu进行空气制动力消退的耗时小于dcu进行电制动力消退的耗时，相较于现有技术，节约了ebcu进行空气制动力的消退这一耗时。也就是说，本发明的方案降低了制动转牵引的延时，降低的延时至少为ebcu进行空气制动力消退的耗时与dcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程的网络延时的和，使得dcu接收到牵引信号和接收到制动缓解继电器信号之间的间隔降低，也就减少了dcu牵引异常封锁的情况的发生。

附图说明

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为列车的拓扑结构示意图；

图2为本发明中一种列车制动转牵引电空配合控制方法的实施流程图；

图3为本发明中一种列车制动转牵引电空配合控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种列车制动转牵引电空配合控制方法，dcu根据牵引信号进行电制动力的消退的同时，ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退，并且不存在dcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程的网络延时，将制动转牵引的延时降低，也就降低了dcu牵引异常封锁的情况的发生。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

请参考图2，为本发明中一种列车制动转牵引电空配合控制方法的实施流程图，该方法包括以下步骤：

s201：列车制动管理系统tcms向牵引控制单元dcu以及电制动控制单元ebcu发送牵引信号。

当列车需要进行制动转牵引时，例如列车的司控室制动工况转牵引工况，列车制动管理系统tcms向牵引控制单元dcu以及电制动控制单元ebcu发送牵引信号，这一个过程存在网络延时，通常为0.4秒。当然，这一过程中的网络延时在具体的实施例中可能会有不同，例如受到具体列车的网络数据传输速率的影响，并不影响本发明的实施。需要说明的是，列车中可以有多个dcu，dcu接收牵引信号指的是每个dcu均接收牵引信号，ebcu也是如此，本申请是从整体的角度对dcu以及ebcu的工作过程进行说明。

在tcms向dcu以及ebcu发送牵引信号之后，可以进行步骤s202的操作。

s202：dcu根据牵引信号进行电制动力的消退，同时ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退。

通过背景技术的介绍可知，在进行列车的制动转牵引时，tcms向dcu以及ebcu发送牵引信号，dcu进行电制动力的消退，当电制动力完全消退时，通过向ebcu发送电制动力完全消退信号，才能使得ebcu开始空气制动力的消退。

本发明的方案修改了ebcu和dcu在制动转牵引时的电空配合的流程，dcu根据牵引信号进行电制动力的消退，同时ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退。dcu接收到牵引信号之后，可以按照一定大小的冲击率进行电制动力的消退。ebcu接收到牵引信号之后，可以按照一定大小的冲击率进行空气制动力的消退。通常，空气制动力会优先于电制动力消退完毕。

s203：当空气制动力消退至零时，ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号。

ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退，当空气制动力消退至零时，向dcu发送制动缓解继电器信号。

在一种具体实施例中，当空气制动力消退至零时，ebcu可以控制空气制动压力开关的关闭，并通过车辆电路向dcu发送制动缓解继电器信号。ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号，dcu接收制动缓解继电器信号这一过程也存在延时，在通过车辆电路向dcu发送制动缓解继电器信号这种实施方式中，该延时主要来自空气制动压力开关的关闭过程，压力开关这一关闭过程的延时通常为0.6秒，即压力开关通常需要0.6秒才能完全关闭。

在ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号之后，可以进行步骤s204的操作。

s204：当dcu从接收到牵引信号开始的极限时长内，电制动力消退至零，并且接收到制动缓解继电器信号时，根据制动缓解继电器信号、电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。

当dcu接收牵引信号之后进行电制动力的消退，当电制动力消退至零时。即电制动力完全消退时，可以确定电制动力完全消退信号。当空气制动力消退至零时，ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号，dcu可以接收制动缓解继电器信号。

当空气制动力以及电制动力正常消退时，dcu从接收到牵引信号开始的极限时长内，电制动力消退至零，并且可以接收到制动缓解继电器信号。当dcu接收到制动缓解继电器信号时，根据制动缓解继电器信号、电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。车速信号可以通过传感器测定并发送至dcu。极限时长是预设的时长，可以根据实际情况进行设定和调整，但通常情况下，极限时长最多设为4秒。

例如，在一种实施例中，tcms向dcu以及ebcu发送牵引信号的网络延时为0.4秒。电制动力完全消退需要的最大延时为1.87秒，空气制动力完全消退的最大延时为1秒。ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号这一过程需要0.6秒。由于空气制动力的消退与电制动力的消退同时进行，并且不存在dcu向ebcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程，也就不存在该过程的网络延时，则可以得到该实施例中的制动转牵引的最大延时为2.87秒，也就避免了由于制动转牵引的延时引起的牵引异常封锁。例如现有技术中dcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程的网络延时为0.6秒，并且在具体实施例中，空气制动力完全消退需要1秒，则本方案的该实施例中，至少减少了1.6秒的延时。

应用本发明实施例所提供的技术方案，列车制动管理系统tcms向牵引控制单元dcu以及电制动控制单元ebcu发送牵引信号；dcu根据牵引信号进行电制动力的消退，同时ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退；当空气制动力消退至零时，ebcu向dcu发送制动缓解继电器信号；当dcu从接收到牵引信号开始的极限时长内，电制动力消退至零，并且接收到制动缓解继电器信号时，根据制动缓解继电器信号、电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。

tcms向dcu以及ebcu发送牵引信号，dcu根据牵引信号进行电制动力的消退的同时，ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退，相较于现有技术的方案中当电制动力消退为零后再向ebcu发送电制动力完全消退信号，不存在dcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程的网络延时，并且由于ebcu同时进行空气制动力的消退，且通常情况下ebcu进行空气制动力消退的耗时小于dcu进行电制动力消退的耗时，相较于现有技术，节约了ebcu进行空气制动力的消退这一耗时。也就是说，本发明的方案降低了制动转牵引的延时，降低的延时至少为ebcu进行空气制动力消退的耗时与dcu发送电制动力完全消退信号，ebcu接收电制动力完全消退信号这一过程的网络延时的和，使得dcu接收到牵引信号和接收到制动缓解继电器信号之间的间隔降低，也就减少了dcu牵引异常封锁的情况的发生。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤s202中的dcu根据牵引信号进行电制动力的消退，包括：

dcu根据牵引信号，按照电制动力的消退过程中，电制动力的消退冲击率不高于预设的电消退冲击率阈值的规则进行电制动力的消退。

dcu可以按照一定大小的冲击率进行电制动力的消退，在该实施例中，dcu根据牵引信号，按照电制动力的消退过程中，电制动力的消退冲击率不高于预设的电消退冲击率阈值的规则进行电制动力的消退。电消退冲击率阈值可以根据实际情况进行设定和调整，通常可以设置为0.6m/s³，以保证列车上的乘客的舒适，通常电制动力完全消退的最大时间为1.87秒。当然，列车在具体情形下的减速度越小，电制动力完全消退的耗时越短。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤s202中的ebcu根据牵引信号进行空气制动力的消退，包括：

ebcu根据牵引信号，按照空气制动力的消退过程中，空气制动力的消退冲击率不高于预设的空气消退冲击率阈值的规则进行空气制动力的消退。

ebcu根据接收到牵引信号，进行空气制动力的消退，ebcu可以按照一定大小的冲击率进行空气制动力的消退。在该实施例中，ebcu可以根据牵引信号，按照空气制动力的消退过程中，空气制动力的消退冲击率不高于预设的空气消退冲击率阈值的规则进行空气制动力的消退，空气消退冲击率阈值可以根据实际情况进行设定和调整，通常可以设置为0.15m/s³，空气制动力完全消退的最大时间通常为1秒。

在本发明的一种具体实施方式中，当dcu从接收到牵引信号开始的预设的极限时长内，电制动力消退至零，并且未接收到制动缓解继电器信号时，还包括：

进行牵引封锁并输出提示信息。

由于本发明的方案使得制动转牵引的延时大为降低，当dcu从接收到牵引信号开始的预设的极限时长内，电制动力消退至零，并且未接收到制动缓解继电器信号时，可能是由于空气制动力确实未缓解等因素造成的，可以进行牵引封锁并输出提示信息，以确保车辆的导向安全并起到保护车轮的目的。输出提示信息可以引起相关工作人员的注意，以排查牵引封锁是否是牵引异常封锁。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种列车制动转牵引电空配合控制系统，下文描述的列车制动转牵引电空配合控制系统与上文描述的列车制动转牵引电空配合控制系统方法可相互对应参照。

参见图3所示，为本发明中一种列车制动转牵引电空配合控制系统的结构示意图，该系统包括：列车制动管理系统tcms301，牵引控制单元dcu302以及电制动控制单元ebcu303；

tcms301，用于向dcu302以及ebcu303发送牵引信号；

dcu302，用于根据牵引信号进行电制动力的消退，当从接收到牵引信号开始的极限时长内，电制动力消退至零，并且接收到制动缓解继电器信号时，根据制动缓解继电器信号、电制动力消退至零时确定的电制动力完全消退信号，以及获得的车速信号进行牵引控制。

ebcu303，用于在dcu302根据牵引信号进行电制动力的消退的同时，根据牵引信号进行空气制动力的消退；当空气制动力消退至零时，向dcu302发送制动缓解继电器信号。

在本发明的一种具体实施方式中，dcu302具体用于：

根据牵引信号，按照电制动力的消退过程中，电制动力的消退冲击率不高于预设的电消退冲击率阈值的规则进行电制动力的消退。

在本发明的一种具体实施方式中，ebcu303具体用于：

根据牵引信号，按照空气制动力的消退过程中，空气制动力的消退冲击率不高于预设的空气消退冲击率阈值的规则进行空气制动力的消退。

在本发明的一种具体实施方式中，ebcu303具体用于：

控制空气制动压力开关的关闭，并通过车辆电路向dcu302发送制动缓解继电器信号。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括提示信息输出模块，用于：

当dcu302从接收到牵引信号开始的预设的极限时长内，电制动力消退至零，并且未接收到制动缓解继电器信号时，进行牵引封锁并输出提示信息。

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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，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的步骤可以直接用硬件、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、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。