[發明專利]鐵路列車中單獨分布式動力機車的油門和制動動作的控制

在審

• 申請號: 201410020249.9
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN103754229A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: C.西達帕;R.莫菲特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B61C17/12
• 分類號: B61C17/12;B61L3/00;B61L25/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 金飛;譚祐祥

本申請為2011年9月14日提交的發明專利申請“鐵路列車中單獨分布式動力機車的油門和制動動作的控制”（申請號：200980158013.9，申請人：通用電氣公司）的分案申請。

技術領域

本文公開的主題涉及一種用于與包括引導機車和一臺或更多臺遠程機車的分布式動力列車一起使用的鐵路列車控制系統。

背景技術

在操作員控制下，鐵路機車供給原動力(牽引力)以使列車移動以及對機車和/或列車動車施加制動以使列車減速或停車。原動力由電力牽引馬達響應于由機車發動機生成的AC或DC電壓供給。

鐵路列車包括三個單獨的制動系統。空氣制動系統包括沿列車長度延伸并連接到每臺動車上的流體運送制動管。引導機車中的操作員控制制動管中的流體壓力并且每一臺動車響應感測到的壓力。在每臺動車處，車廂制動響應于感測到的流體壓力的降低而施加且響應于壓力升高而釋放。每臺機車還包括聯接到空氣制動系統上的獨立氣動制動系統，其由操作員控制以施加或釋放機車制動。

每臺機車還配有動態制動系統。動態制動的啟動重新配置機車的牽引馬達以作為發電機運行，且機車車輪供給旋轉能以轉動發電機轉子繞組。牽引馬達內由發電機動作所形成的磁力阻止車輪旋轉并因而形成車輪制動力。發電機動作所產生的能量在機車中的電阻柵片(resistor?grid)中作為熱量消散并通過冷卻鼓風機從柵片去除。動態制動的使用顯示當施加機車獨立制動和/或動車空氣制動可能導致機車或動車車輪過熱時或當它們的長期使用可能導致過度的車輪磨損時使列車減速。例如當列車穿越較長的下坡時可施加動態制動。最近，聯邦鐵路局強制規定了動態制動監視，該監視向分布式動力列車(下述)的引導機車中的操作員提供每一臺遠程機車處的動態制動狀態。

分布式動力鐵路列車包括在列車的前端處的引導機車和列車編組中的一臺或多臺遠程機車。遠程機車響應于引導機車操作員經分布式動力控制和通信系統發出的命令施加驅動或制動動作(稱之為分布式驅動/制動)。分布式動力(DP)通信系統還包括鏈接引導機車和遠程機車的通信信道(例如，射頻(RF)通信信道或有線通信通道)。

DP控制器響應于操作員啟動(此處操作員位于引導機車中)的對引導機車牽引控制器(或油門手柄)或引導機車制動控制器的控制生成牽引命令和制動命令。牽引命令或制動命令經通信信道傳輸到遠程機車。接收的遠程機車響應于牽引命令或制動命令而施加牽引力或施加或釋放制動。接收的遠程機車通知引導機車命令被接收并執行。例如，當引導機車操作員操作引導機車油門控制器以在引導機車處施加牽引力(基于選定的油門槽口數的牽引力)時，DP系統命令每臺遠程機車施加相同的牽引力(相同的槽口數量)并且每臺遠程機車對確認該命令的執行做出應答。引導機車還通過遠程發出的狀態消息監視遠程機車。引導機車和遠程機車還能夠發出警報消息。

一般而言，經分布式動力通信系統發送的牽引消息和制動消息引起向動車施加更均勻的牽引力和制動力，因為每臺機車都能以通信信道的速度實現制動應用或制動釋放。分布式動力列車運行因此可優選用于長列車編組以改善列車操控(尤其是油門和動態制動施加)以及性能。列車在山地行駛能夠實現受益于DP運行。

DP控制和通信系統可以以各種運行模式配置，這些運行模式控制引導機車與遠程機車之間的交互和在遠程機車處執行引導機車命令。兩種此類模式稱為同步控制模式和獨立(例如，前機車組/后機車組)控制模式。在同步控制中，所有遠程機車遵循引導機車的油門和動態制動設定。例如，如果引導機車操作員將引導機車油門手柄從槽口5位置移動到槽口7位置，則DP系統命令每臺遠程機車變成槽口7油門位置。如果操作員將油門手柄移動到動態制動位置，則DP通信系統命令每臺遠程機車相同的動態制動施加。

典型地，當遇到明顯的地形梯度時操作員將機車配置成前組/后組運行以提供更好的列車控制。根據該運行模式，像控制引導機車那樣控制分配給前組的所有機車。后機車組也根據引導機車操作員輸入并傳輸到每臺后組機車的后組命令全部一樣地進行控制，該命令可能不同于前組命令。

在前組/后組或獨立控制模式中，引導機車操作員將每臺遠程機車分配給通過“籬笆(fence)”分隔的前機車組或后機車組。分配可在列車運行的同時由操作員動態控制使得機車能夠從前組被重新分配給后組，或反之亦然。此類重新分配能夠優化列車控制。引導機車操作員通過經DP通信系統或經互相連接的導體發出命令而命令每臺機車進行前組運行或后組運行。