[發明專利]一種重載機車信號的同步控制系統及方法

無效

• 申請號: 201210262096.X
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102774389A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 任興明;李文明;姜康
• 申請（專利權）人: 南京恩瑞特實業有限公司
• 主分類號: B61C17/12
• 分類號: B61C17/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種重載機車信號的同步控制系統，其特征在于：包括ATP/ATO設備，其ATP/ATO設備設置在主控機車、中間機車、從控機車中；每個機車所安裝的ATP/ATO設備完全相同，

每套ATP/ATO設備包括：ATP插箱、ATO插箱、無線COM、DMI界面、車輛控制；

ATP插箱：采用3取2安全計算機，?3路CPU各自獨立運行，當2路或3路CPU計算的結果相同時，輸出控制邏輯；ATP負責列車的安全性功能，包括命令的產生、傳輸以及施加緊急制動；

ATO插箱：一個基于CPCI局部總線的嵌入式控制器，主要完成信號對機車的控制驅動；

無線COM，即車載無線處理單元COM：負責與地面GSM-R通訊節點鏈接通信；

DMI界面：提供ATP/ATO設備的狀態、顯示列控中心的命令和列車運行速度；

ATP插箱與ATO插箱、無線COM傳遞消息采用以太網接口，與DMI界面采用422接口，與車輛控制采用硬線連接；

地面管理GSM-R網通過地面GSM-R通訊節點向主控機車發運營命令，主控機車的車載無線COM收到命令后送給主控列車的ATP/ATO設備，ATP/ATO設備根據線路數據和機車的當前狀態計算主控機車、從控機車的牽引或制動力大小并輸出命令，該指令由主控機車的無線COM發到地面GSM-R通訊節點，通訊節點按IP地址轉發命令給中間機車和從控機車，中間機車和從控機車的無線COM收到各自的命令后轉給本機車的ATP/ATO設備，ATP/ATO設備收到命令后進行驅動或制動控制，保證機車編組控制同步。

2.根據權利要求1所述的一種重載機車信號的同步控制系統，其特征在于：所述的主控機車和從控機車上都設有OPG和天線，OPG為列車的測速設備；天線用于備用，在有地面應答器的線路上接受應答器提供的線路數據及臨時限速。

3.一種重載機車信號的同步控制方法，包括以下步驟：

第一步：列車動力分布：主控機車上的車載信號設備，即ATP/ATO設備上的ATP插箱接收到列控中心的運行命令后，根據其縱向動力學方程計算載荷控制量；

?M_ia_i=FC_i-l-FC_i?–FW_i+FTE_i-FDB_i–FB_i?????????????????????????

式中，ai為第i車的加速度；Mi為第i車的質量；FC_i-l為第i車的前車鉤力，i=0時，FC_0-l=0；FC_i為第i車的后車鉤力，當i=n時，FC_n=0；FW_i為第i車的總的運行阻力，包括等效運行阻力、坡道力、曲線阻力、起動阻力等；FTE_i為牽引力，僅作用于機車；FDB_i為動力制動力，僅作用于機車；FB_i為第i車的空氣制動力；

根據這個力學模型,車載ATP插箱將根據計算得到的載荷控制量調節列車各個機車的牽引和制動命令，車載ATO插箱進行實時驅動，從而達到同步載荷控制；

第二步：無線通信同步鏈路：主控機車ATP/ATO設備把命令信號通過車載無線COM將數據發到GSM-R網的地面通訊節點，地面通訊節點經網絡管理轉發到從控機車和中間機車的無線COM，從控機車和中間機車的ATP/ATO設備接到命令后實現動力分布的驅動控制；

第三步：同步機制的實現：在主從邏輯點對點的通訊中，實現時間同步，按50ms的心跳間隔輸出同步信號，ATP/ATO設備內部的實時控制捕捉同步信號并跟蹤，一旦發生同步信號錯位，通過比對鏡像計數器進行再同步；如果錯位超過規定的時間閥門，主從機車的ATP/ATO設備按默認的動力分布經驗模型采取緊急制動，防止斷鉤或其它事故發生，同時在司機室DMI界面上發出報警信號，記錄事故事件。