一种动力分散性列车恒速集中控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种动力分散性列车恒速集中控制方法，包括如下步骤：S1.获取列车当前运行速度；S2.根据所述当前运行速度和预设的恒速目标值判断列车是否需要牵引或制动，并计算出每辆车需要施加的牵引力或制动力的大小；S3.向各车辆发送牵引指令或制动指令，由各车辆统一执行所述牵引指令或制动指令。本发明具有恒速控制一致性高、控制效果好，可有效保证列车恒速运行安全的优点。
【专利说明】
一种动力分散性列车恒速集中控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种列车恒速控制方法，尤其涉及一种动力分散性列车恒速集中控制方法。
【背景技术】
[0002]随着铁路建设的快速发展，列车的恒速运行成为非常关键的功能之一。恒速控制在机车、高速列车、城轨车辆里均有相关应用，列车的自动控制恒速运行除了能够保证列车准时准点到达站点外，还能保证列车运行状态平稳，并可以减轻乘务员疲劳，降低列车行驶过程中因不必要的车速变化导致的能量损耗。
[0003]对于动力分散性列车，特别是高速列车，如CRH2型动车组，根据车辆是否安装有动力设备而分为动车和拖车，每节动车车厢上有一个牵引控制单元(TCU)，每个牵引控制单元通过MVB与网络控制系统通信，为了保证通信质量以及系统稳定性，一般以4节车厢为一个MVB控制单元。高速列车一般采用8节车厢进行编组，两列8编组列车可重联运行。两列车之间、两个MVB控制单元之间均采用WTB进行连接。由各个牵引控制单元各自单独实现列车的恒速控制，由于缺乏统一的管理者，各个牵引控制单元无法保证其动作与其他牵引控制单元的一致性，因此，在列车运行过程中，可能发生同一列车中，有的动车工作在牵引状态，有的动车工作在制动状态，从而产生导致轮对损坏的风险。因此，对列车的恒速控制方法进行研究有着十分重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种恒速控制一致性高、控制效果好，可有效保证列车恒速运行安全的动力分散性列车恒速集中控制方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:一种动力分散性列车恒速集中控制方法，包括如下步骤:
51.获取列车当前运行速度；
52.根据所述当前运行速度和预设的恒速目标值判断列车是否需要牵引或制动，并计算出每辆车需要施加的牵引力或制动力的大小；
53.向各车辆发送牵引指令或制动指令，由各车辆统一执行所述牵引指令或制动指令。
[0006]作为本发明的进一步改进，所述步骤S2的具体步骤包括:当所述当前运行速度小于所述预设的恒速目标值时，判断列车需要牵引，并计算每辆车需要输出的牵引力大小；当所述当前运行速度大于所述预设的恒速目标值时，判断列车需要制动，并计算每辆车需要输出的制动力大小。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中设置有惰行区间值，所述步骤S2的具体步骤包括:当所述当前运行速度小于所述预设的恒速目标值，且两者的差值大于所述惰行区间值时，判断列车需要牵引，并计算每辆车需要输出的牵引力大小；当所述当前运行速度大于所述预设的恒速目标值时，且两者的差值大于所述惰行区间值时，判断列车需要制动，并计算每辆车需要输出的制动力大小。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述惰行区间值根据列车数据链路正常通信最大延时与列车最大加速度的乘积计算确定。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述列车最大加速度指根据列车的最小车重和列车的最大牵引力计算得到的加速度度。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述列车最大加速度指根据列车的当前车重和列车的最大牵引力计算得到的加速度度。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述步骤SI的具体步骤包括:
S1.1.通过车辆的牵引控制单元采样获取第一列车速度，通过制动控制单元采样获取第二列车速度；
S1.2.计算所述第一列车速度和第二列车速度的平均值，获得计算当前运行速度。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述步骤S1.1中，所述第一列车速度是通过列车上各牵引控制单元获取列车速度的平均值;所述第二列车速度是指通过列车上各制动控制单元获取列车速度的平均值。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明通过对列车各车辆牵引与制动的统一控制，可实现对列车各车辆的牵引或制动控制时的高度一致性，控制效果好，可有效保证列车在恒速运行的安全。
【附图说明】
[0014]图1为本发明具体实施例流程示意图。
[0015]图2为本发明具体实施例数据流图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0017]如图1所示，本实施例一种动力分散性列车恒速集中控制方法，包括如下步骤:S1.获取列车当前运行速度;S2.根据当前运行速度和预设的恒速目标值判断列车是否需要牵引或制动，并计算出每辆车需要施加的牵引力或制动力的大小；S3.向各车辆发送牵引指令或制动指令，由各车辆统一执行牵引指令或制动指令。
[0018]如图2所示，本实施例中，列车包括4节动车编组，每节动车上设置有中央控制单元(CCU)、牵引控制单元(TCU)和制动控制单元(BCU)，中央控制单元与牵弓I控制单元和制动控制单元连接，向牵引控制单元和制动控制单元发送控制指令，并接收相应状态数据。中央控制单元之间通过WTB总线连接，司机室所在的中央控制单元有列车控制系统，用于实现对全列车的控制。
[0019]在本实施例中，通过牵引控制单元中的速度传感器获取列车的第一列车速度，同时通过制动控制单元中的速度传感器获取列车的第二列车速度。并计算第一列车速度与第二列车速度的平均值，以该平均值为列车的当前运行速度。在本实施例中，第一列车速度为通过列车上所有牵引控制单元的速度传感器所获取的4个速度值的平均值，第二列车速度为通过列车上所有制动控制单元的传感器所获取的4个速度值的平均值。当然，也可以选择以其中某个或某几个牵引控制单元或制动控制单元的采样值来计算该第一列车速度或第二列车速度。
[0020]在本实施例中，列车控制系统计算得到列车的当前运行速度后，通过与预设的恒速目标值进行比较，判断在下一时刻是否需要进行牵引或者进行制动。当列车的当前运行速度小于预设的恒速目标值时，列车控制系统判断列车需要牵引，并计算每辆车需要输出的牵引力大小；当列车的当前运行速度大于预设的恒速目标值时，列车控制系统判断列车需要制动，并计算每辆车需要输出的制动力大小。当列车控制系统判断需要牵引时，将牵引指令通过WTB总线发送至各动车的中央控制单元，由各动车的中央控制单元向牵引控制单元转发牵引指令，控制牵引电机输出相应的牵引力。当列车控制系统判断需要制动时，将制动指令通过WTB总线发送至各动车的中央控制单元，由各动车的中央控制单元向牵引控制单元转发制动指令，控制牵引电机执行电制动，产生相应的制动力。当然，也可以由中央控制单元向制动控制单元转发制动指令，由制动单元执行制动产生相应的制动力。通过列车控制系统统一向各动车的中央控制单元发送牵引指令或制动指令，控制各动车统一执行牵引动作或制动动作，可有效保证列车中各动车间的动作一致性，从而不会产生某些动车处于牵引状态，而某些动车处于制动状态，防止对轮轨造成不可恢复的损伤，保证列车运行的安全。
[0021]但是，由于列车控制系统的控制指令在通信网络的传输中存在延时，从而影响列车控制系统对各动力统一控制的精度，因此，在本实施例，提出一种优选的控制策略。在本实施例中，设置有惰行区间值，该惰行区间值根据列车数据链路正常通信最大延时与列车最大加速度的乘积计算确定。根据列车控制系统数据链路中的数据传输算途径可计算出在正常通信时的最大延时t，根据列车在最小车重和列车的最大牵引力可计算出列车的最大加速度a，从而可计算得到该惰行区间值为aXt。当然，列车的最大加速度也可以选择由列车当前车重和列车的最大牵引力计算得出。在本实施例中，当列车的当前运行速度小于预设的恒速目标值，且两者的差值大于惰行区间值时，列车控制系统判断列车需要牵引，并计算每辆车需要输出的牵引力大小；当列车的当前运行速度大于预设的恒速目标值时，且两者的差值大于惰行区间值时，列车控制系统判断列车需要制动，并计算每辆车需要输出的制动力大小。即以预设的恒速目标值±惰行区间值的速度区间为惰行区间，当列车的当前运行速度处于该惰行区间时，列车控制系统不进行牵引或制动控制，当列车当前运行速度不处于该惰行区间时，才根据列车当前运行速度由列车控制系统向各动车的中央控制单元发送牵引指令或制动指令，执行牵引或制动操作。通过设置惰行区间值和惰行区间，可有效防止因信号延时造成的各动车的牵引状态与制动状态不一致的问题，从而保证恒速控制的精准及高度一致性。
[0022]上述只是本发明的较佳实施例，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。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 51.获取列车当前运行速度； 52.根据所述当前运行速度和预设的恒速目标值判断列车是否需要牵引或制动，并计算出每辆车需要施加的牵引力或制动力的大小； 53.向各车辆发送牵引指令或制动指令，由各车辆统一执行所述牵引指令或制动指令。2.根据权利要求1所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于:所述步骤S2的具体步骤包括:当所述当前运行速度小于所述预设的恒速目标值时，判断列车需要牵引，并计算每辆车需要输出的牵引力大小；当所述当前运行速度大于所述预设的恒速目标值时，判断列车需要制动，并计算每辆车需要输出的制动力大小。3.根据权利要求1所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于:所述步骤S2中设置有惰行区间值，所述步骤S2的具体步骤包括:当所述当前运行速度小于所述预设的恒速目标值，且两者的差值大于所述惰行区间值时，判断列车需要牵引，并计算每辆车需要输出的牵引力大小；当所述当前运行速度大于所述预设的恒速目标值时，且两者的差值大于所述惰行区间值时，判断列车需要制动，并计算每辆车需要输出的制动力大小。4.根据权利要求3所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于:所述惰行区间值根据列车数据链路正常通信最大延时与列车最大加速度的乘积计算确定。5.根据权利要求4所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于:所述列车最大加速度指根据列车的最小车重和列车的最大牵引力计算得到的加速度度。6.根据权利要求4所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于:所述列车最大加速度指根据列车的当前车重和列车的最大牵引力计算得到的加速度度。7.根据权利要求1至6任一项所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于，所述步骤SI的具体步骤包括: S1.1.通过车辆的牵引控制单元采样获取第一列车速度，通过制动控制单元采样获取第二列车速度； S1.2.计算所述第一列车速度和第二列车速度的平均值，获得计算当前运行速度。8.根据权利要求7所述的动力分散性列车恒速集中控制方法，其特征在于:所述步骤S1.1中，所述第一列车速度是通过列车上各牵引控制单元获取列车速度的平均值;所述第二列车速度是指通过列车上各制动控制单元获取列车速度的平均值。
【文档编号】B61L15/00GK105923018SQ201610347074
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】熊艳, 杨卫峰, 肖家博, 黄赫, 许清, 林磊, 郭铸, 刘顺进, 饶天贵, 朱龙
【申请人】株洲中车时代电气股份有限公司