城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法与流程

本发明涉及车辆制动控制领域，更具体地说，涉及一种城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法

背景技术

城市轨道交通以高效率、大运量、低污染等优势，已成为许多大城市解决交通问题的首要选择。进入新世纪以来，我国城市轨道交通发展态势迅速，其中铁路和城市轨道交通项目是建设的重头戏，全国重点推进103个城市轨道交通项目前期工作，新建城市轨道交通2000公里以上，总投资将达到1.6万亿元。在可预见的未来十年甚至二十年内，城市轨道交通将始终处于高速发展时期。

城市轨道交通车辆制动系统是城轨车辆的关键部件之一，制动系统的性能好坏，关系到车辆综合技术水平和运行质量。制动系统与列车的安全运行直接相关，所以其可靠性要求尤为重要。车辆制动系统是城市轨道交通设备国产化的重点和难点之一。实践证明，试验方法和手段在制动系统的研究、开发和技术进步中都发挥了极大的作用，没有先进的技术装备，自主创新很难以顺利实现。

目前正在进行城市轨道车辆制动系统国产化研究开发，制动系统的研发必然需要相关的实验设备。国内地铁制动试验台实现功能单一化，并且无法对城轨制动系统进行1:1的模拟试验及城轨车辆架控制动控制系统的特性试验。

鉴于此，有必要提供一种城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法，该城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法能够对城轨车辆架控制动控制系统进行1:1的模拟试验及特性试验，为城轨车辆架控制动控制系统的装车进行地面验证提供硬件支持。

技术实现要素：

针对于上述技术问题，本发明提供了一种城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法，该城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法能够对城轨车辆架控制动控制系统进行1:1的模拟试验及特性试验，为城轨车辆架控制动控制系统的装车进行地面验证提供硬件支持。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种城轨车辆架控制动控制系统的试验系统，所述城轨车辆架控制动系统的试验系统包括被测城轨车辆架控制动控制系统，所述被测城轨车辆架控制动控制系统包括八组被测制动控制单元；

所述城轨车辆架控制动系统的试验系统还包括司机模拟操纵台、用于安装所述被测制动控制单元的试验台、用于监控所述被测城轨车辆架控制动控制系统运行状态的试验测控装置、列车控制与管理系统tcms以及牵引控制单元模拟装置；

所述司机模拟操纵台包括用于发送制动信号和牵引信号的制动牵引级别逻辑指令模拟装置及制动控制信号发出模块；所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置发送的所述制动信号包括制动指令及制动级别信号；所述制动控制信号发出模块，用于发出常用制动信号、紧急制动信号、快速制动信号、紧急牵引信号、制动缓解信号、保持制动施加信号及保持制动缓解信号，制动牵引级别逻辑指令模拟装置及制动控制信号发出模块与八组所述被测制动控制单元连接，所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置、所述牵引控制单元模拟装置及所述被测制动控制单元通过所述列车控制与管理系统tcms网络连接；

所述试验台还设置有用于模拟空气弹簧压力的车辆载荷模拟装置、用于模拟车轴转速的车辆轮对运行模拟装置及基础制动模拟装置，所述被测制动控制单元与所述车辆载荷模拟装置连接，以根据所述车辆载荷模拟装置模拟载荷量的不同进行制动力的计算；所述被测制动控制单元分别与所述车辆轮对运行模拟装置及所述基础制动模拟装置连接，以模拟车辆的制动过程；

所述试验测控装置包括上位机及制动系统维护终端，所述制动系统维护终端与所述被测制动控制单元网络连接，所述上位机与所述制动系统维护终端网络连接；所述制动系统维护终端，用于接受被测城轨车辆架控制动控制系统发出的运行状态信息；所述上位机，用于接受制动系统维护终端发出的运行状态信息并以指示灯、数据列表及动态曲线的形式显示被测制动控制系统的运行状态。

一种城轨车辆架控制动控制系统试验方法，采用前述的城轨车辆架控制动控制系统的试验系统，包括制动系统阶段制动、阶段缓解性能试验，具体步骤如下：

所述司机模拟操纵台通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置发出制动信号同时通过所述制动控制信号发出模块分别先后发出常用制动信号及制动缓解信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统在接收到制动指令、制动级别信号及常用制动信号进行制动施加，后接受到制动缓解信号再进行制动缓解，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括不同初速度时的常用制动性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置输出不同的速度值，所述司机模拟操纵台通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块发出常用制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统在接收到制动指令、制动级别信号及常用制动信号后模拟车辆的常用制动过程，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括不同初速度时的紧急制动性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置输出不同的速度值，所述司机模拟操纵台通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块发出紧急制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统在接收到制动指令、制动级别信号及紧急制动信号后模拟车辆的紧急制动过程，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括不同初速度时的快速制动性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置输出不同的速度值，所述司机模拟操纵台通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块发出快速制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统在接收到制动指令、制动级别信号及快速制动信号后模拟车辆的快速制动过程，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括电空混合制动性能试验，具体步骤如下：所述司机模拟操纵台的所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置及所述牵引控制单元模拟装置通过所述列车控制与管理系统tcms向所述被测城轨车辆架控制动控制系统发送制动信息及电制动力参数信息，所述被测城轨车辆架控制动控制系统获得电制动力参数信息进行制动力的分配与计算，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括车辆载荷调整性能试验，具体步骤如下：所述车辆载荷模拟装置输出车辆的不同的载荷信息，此时所述被测城轨车辆架控制动控制系统采集当前设定的载荷信息，在接收到所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置发出的制动指令和制动级别信号，以及所述制动控制信号发出模块发出的常用制动信号后，所述被测城轨车辆架控制动控制系统进行制动力的计算，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括防滑控制性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置输出不同的速度值，所述被测城轨车辆架控制动控制系统采集采集当前设定的速度，所述被测城轨车辆架控制动控制系统根据速度差和减速度判断车辆是否处于滑行状态，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括保持制动施加和缓解的性能试验，具体步骤如下：所述制动控制信号发出模块发出常用制动信号、紧急制动信号、快速制动信号、紧急牵引信号以使车辆对应处于常用制动模式、紧急制动模式、快速制动模式及紧急牵引模式；在车辆的不同运行模式下，所述制动控制信号发出模块在停车制动过程中发出保持制动施加信号以及所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置输出制动信号；所述制动控制信号在启动运行过程中发出保持制动缓解信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统在接收到制动信号和保持制动信号，及保持制动缓解信号后模拟车辆的保持制动及保持缓解过程，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

作为优选，还包括紧急牵引模式下的制动性能试验，具体步骤如下：所述制动控制信号发出模块发出紧急牵引信号以使车辆处于紧急牵引模式，此时所述司机模拟操纵台通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块发出常用制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统在接收到制动指令、制动级别信号及常用制动信号后模拟车辆的制动过程，试验人员通过所述试验测控装置获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的所述城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法，该城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法能够对城轨车辆架控制动控制系统进行1:1的模拟试验及特性试验，为城轨车辆架控制动控制系统的装车进行地面验证提供硬件支持。

附图说明

图1为城轨车辆架控制动控制系统的试验系统的结构示意图

图2为本发明试验测控装置的结构示意图

以上各图中：1、司机模拟操纵台；11、制动牵引级别逻辑指令模拟装置；12、制动控制信号发出模块；2、试验台；21、被测城轨车辆架控制动控制系统；211、被测制动控制单元；22、车辆载荷模拟装置；23、基础制动模拟装置；24、车辆轮对运行模拟装置；3、试验测控装置；31、上位机；32、制动维护终端；4、列车控制与管理系统tcms；5、牵引控制单元模拟装置。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

如图1所示，一种城轨车辆架控制动控制系统的试验系统，所述城轨车辆架控制动系统的试验系统包括被测城轨车辆架控制动控制系统21，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21包括八组被测制动控制单元211；

所述城轨车辆架控制动系统的试验系统还包括司机模拟操纵台1、用于安装所述被测制动控制单元211的试验台2、用于监控所述被测城轨车辆架控制动控制系统21运行状态的试验测控装置3、列车控制与管理系统tcms4以及牵引控制单元模拟装置5；

所述司机模拟操纵台1包括用于发送制动信号和牵引信号的制动牵引级别逻辑指令模拟装置11及制动控制信号发出模块12；所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11发送的所述制动信号包括制动指令及制动级别信号；所述制动控制信号发出模块12，用于发出常用制动信号、紧急制动信号、快速制动信号、紧急牵引信号、制动缓解信号、保持制动施加信号及保持制动缓解信号，制动牵引级别逻辑指令模拟装置11及制动控制信号发出模块12与八组所述被测制动控制单元211连接，所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11、所述牵引控制单元模拟装置5及所述被测制动控制单元211通过所述列车控制与管理系统tcms4网络连接；

所述试验台2还设置有用于模拟空气弹簧压力的车辆载荷模拟装置22、用于模拟车轴转速的车辆轮对运行模拟装置24及基础制动模拟装置23，所述被测制动控制单元211与所述车辆载荷模拟装置22连接，以根据所述车辆载荷模拟装置22模拟载荷量的不同进行制动力的计算；所述被测制动控制单元211分别与所述车辆轮对运行模拟装置24及所述基础制动模拟装置23连接，以模拟车辆的制动过程；

其中，所述车辆载荷模拟装置22主要由电气比例阀、载荷信号发生器及载荷模拟控制单元等组成，控制方式采用自动控制方式，通过载荷模拟控制单元设定每个空气弹簧的压力值，其电气比例调压阀根据设定的压力值进行自行调节，以模拟空气弹簧压力值；所述车辆轮对运行模拟装置24，主要由伺服电机、速度信号发生器和速度模拟控制单元组成，在所述速度模拟控制单元控制下，模拟车辆车轴转速的变化过程；所述基础制动模拟装置23，由3l风缸连接每个被测制动控制单元211的中继阀的输出压力空气，以3l风缸压力值的变化模拟被测城轨车辆架控制动控制系统21的制动动作过程。

如图2所示，所述试验测控装置3包括上位机31及制动系统维护终端，所述制动系统维护终端与所述被测制动控制单元211网络连接，所述上位机31与所述制动系统维护终端网络连接；所述制动系统维护终端，用于接受被测城轨车辆架控制动控制系统21发出的运行状态信息；所述上位机31，用于接受制动系统维护终端发出的运行状态信息并以指示灯、数据列表及动态曲线的形式显示被测制动控制系统的运行状态；还可以通过上位机31以以太网或usb发送响应信息到所述制动维护终端32，转发送到被测城轨车辆架控制动控制系统21的can总线上，修改每个被测制动控制单元211中的相应参数(如：轮径值)等。

一种城轨车辆架控制动控制系统试验方法，采用前述的城轨车辆架控制动控制系统的试验系统，包括制动系统阶段制动、阶段缓解性能试验，具体步骤如下：

所述司机模拟操纵台1通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11发出制动信号同时通过所述制动控制信号发出模块12分别先后发出常用制动信号及制动缓解信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21在接收到制动指令、制动级别信号及常用制动信号进行制动施加，后接受到制动缓解信号再进行制动缓解，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括不同初速度时的常用制动性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置24输出不同的速度值，所述司机模拟操纵台1通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块12发出常用制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21在接收到制动指令、制动级别信号及常用制动信号后模拟车辆的常用制动过程，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括不同初速度时的紧急制动性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置24输出不同的速度值，所述司机模拟操纵台1通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块12发出紧急制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21在接收到制动指令、制动级别信号及紧急制动信号后模拟车辆的紧急制动过程，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括不同初速度时的快速制动性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置24输出不同的速度值，所述司机模拟操纵台1通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块12发出快速制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21在接收到制动指令、制动级别信号及快速制动信号后模拟车辆的快速制动过程，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括电空混合制动性能试验，具体步骤如下：所述司机模拟操纵台1的所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11及所述牵引控制单元模拟装置5通过所述列车控制与管理系统tcms4向所述被测城轨车辆架控制动控制系统21发送制动信息及电制动力参数信息，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21获得电制动力参数信息进行制动力的分配与计算，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括车辆载荷调整性能试验，具体步骤如下：所述车辆载荷模拟装置22输出车辆的不同的载荷信息，此时所述被测城轨车辆架控制动控制系统21采集当前设定的载荷信息，在接收到所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11发出的制动指令和制动级别信号，以及所述制动控制信号发出模块12发出的常用制动信号后，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21进行制动力的计算，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括防滑控制性能试验，具体步骤如下：所述车辆轮对运行模拟装置24输出不同的速度值，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21采集采集当前设定的速度，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21根据速度差和减速度判断车辆是否处于滑行状态，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括保持制动施加和缓解的性能试验，具体步骤如下：所述制动控制信号发出模块12发出常用制动信号、紧急制动信号、快速制动信号、紧急牵引信号以使车辆对应处于常用制动模式、紧急制动模式、快速制动模式及紧急牵引模式；在车辆的不同运行模式下，所述制动控制信号发出模块12在停车制动过程中发出保持制动施加信号以及所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11输出制动信号；所述制动控制信号在启动运行过程中发出保持制动缓解信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21在接收到制动信号和保持制动信号，及保持制动缓解信号后模拟车辆的保持制动及保持缓解过程，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括紧急牵引模式下的制动性能试验，具体步骤如下：所述制动控制信号发出模块12发出紧急牵引信号以使车辆处于紧急牵引模式，此时所述司机模拟操纵台1通过所述制动牵引级别逻辑指令模拟装置11输出制动信号同时所述制动控制信号发出模块12发出常用制动信号，所述被测城轨车辆架控制动控制系统21在接收到制动指令、制动级别信号及常用制动信号后模拟车辆的制动过程，试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统21的运行状态来判断该性能是否正常。

进一步地，还包括故障模拟性能试验：通过人为的给被测制动控制单元211的部件故障(电磁阀故障、压力传感器故障等)模拟被测城轨车辆架控制动控制系统21可能出现的故障，被测城轨车辆架控制动控制系统根据不同的故障类型自动导向，从而保证城轨车辆架控制动控制系统在列车运行过程中的安全导向。试验人员通过所述试验测控装置3获得所述被测城轨车辆架控制动控制系统的运行状态来判断该性能是否正常。