[發(fā)明專利]一種軌道交通列車牽引制動系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105398438A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉可安;陳高華;錢華;陳超錄;段煉;肖華;賀明軒;夏帥
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: B60T13/66
• 分類號: B60T13/66;B60T13/74
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清;胡君

技術領域

本發(fā)明涉及軌道交通列車技術領域，尤其涉及一種軌道交通列車牽引制動系統(tǒng)及方法。

背景技術

軌道交通列車中列車的牽引、制動分別是通過牽引控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)控制執(zhí)行，分布于各個車輛單元的牽引控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)通過車輛總線聯(lián)結成一個列車網絡，各系統(tǒng)與列車之間則通過列車通信網絡進行信息交互。列車的牽引、制動主要有兩種控制模式，一種為自動駕駛模式，由列車自動駕駛系統(tǒng)發(fā)出牽引/制動指令；另一種為人工模式，由司機在自動防護的情況下由司機操作司機控制器來實現(xiàn)牽引和制動。如圖1所示，現(xiàn)有的列車牽引制動系統(tǒng)是基于網絡控制數(shù)據的傳輸，各個車輛單元的制動系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)通過網絡控制系統(tǒng)進行信息交互，列車采用網絡優(yōu)先的控制方式實現(xiàn)牽引、制動，實現(xiàn)對整列車邏輯控制、列車監(jiān)視功能和列車診斷功能。當列車網絡通信正常時，由帶司機控制室的車輛單元內中央控制系統(tǒng)作為主控制單元，并采集司機控制器或列車信號系統(tǒng)發(fā)出的牽引、制動命令及級位指令，通過列車通信網絡發(fā)送到其余車輛單元的網絡控制系統(tǒng)，由網絡控制系統(tǒng)分發(fā)至制動系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)完成各車輛單元的牽引及制動控制，同時每個車輛單元的牽引、制動信息通過列車通信網絡反饋到司機控制室。

電空混合制動即為電制動與空氣制動混合的制動方式，如圖2所示，如上述傳統(tǒng)的列車牽引制動系統(tǒng)在執(zhí)行電空混合制動時，其控制過程如下：第一步，網絡控制系統(tǒng)通過列車通信網絡接收到司機控制室發(fā)出的列車控制指令（牽引指令、制動指令）；第二步，網絡控制系統(tǒng)通過數(shù)據中轉將列車控制指令（牽引指令、制動指令）按相應的指令周期將控制指令發(fā)送到牽引控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)；第三步，制動系統(tǒng)在接受到的列車控制指令為制動指令時，通過電空混合控制計算所需電制動力，并向網絡控制系統(tǒng)發(fā)送出電制動請求指令；第四步，網絡控制系統(tǒng)收到制動系統(tǒng)發(fā)出的電制動請求后，按相應的指令周期發(fā)送到牽引控制系統(tǒng)3；第五步，牽引控制系統(tǒng)收到網絡控制系統(tǒng)發(fā)出的電制動請求后，牽引控制系統(tǒng)根據實際能力進行電制動施加，并實時將電制動反饋給網絡控制系統(tǒng)；第六步，網絡控制系統(tǒng)收到牽引控制系統(tǒng)反饋的電制動后，按相應的指令周期將電制動反饋發(fā)送到制動系統(tǒng)；第七步，制動系統(tǒng)收到網絡控制系統(tǒng)發(fā)出的電制動反饋后，將不足的部分以摩擦制動力的形式輸出。

上述傳統(tǒng)的列車牽引制動系統(tǒng)通過網絡控制系統(tǒng)傳輸控制數(shù)據，由于網絡數(shù)據傳輸存在一定時延，因而在執(zhí)行電空混合制動的制動力初始上升階段、制動級位變化階段、停車電制動轉空氣制動階段均會影響制動準確執(zhí)行，具體為：在制動力初始上升階段，由于牽引力消退時間、牽引控制系統(tǒng)和制動控制之間的數(shù)據需要經過網絡控制系統(tǒng)進行中轉，且數(shù)據傳輸存在一定延時，因而經常出現(xiàn)多余的空氣制動過沖或空走距離過長的現(xiàn)象，即使通過參數(shù)的設定調整也無法完全解決該問題；在制動級位變化階段，由于電制力反饋不及時，因而經常出現(xiàn)追加的空氣制動，并且往往還會與電制動疊加導致列車制動波動和沖擊的現(xiàn)象；在停車電制動轉空氣制動階段，由于電制力申請和電制力反饋的延時，同樣會造成轉換階段由摩擦制動力施加與電制力施加疊加得到的總制動力不能及時響應制動指令，導致制動指令需要不斷地調節(jié)，而使得制動距離計算不準影響精準停車。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、所需成本低、能夠實時執(zhí)行制動控制、電空混合制動執(zhí)行精度及效率高的軌道交通列車牽引制動系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：

一種軌道交通列車牽引制動系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)以及分別與所述中央控制系統(tǒng)連接的制動執(zhí)行裝置、牽引控制系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)包括用于控制執(zhí)行電空混合制動的制動控制模塊；所述中央控制系統(tǒng)從列車通信網絡中實時接收列車的牽引、制動指令，根據接收的指令啟動所述牽引控制系統(tǒng)控制執(zhí)行牽引操作，或通過所述制動控制模塊控制所述制動執(zhí)行裝置、牽引控制系統(tǒng)執(zhí)行電空混合制動操作。

作為本發(fā)明系統(tǒng)的進一步改進：所述中央控制系統(tǒng)與所述制動執(zhí)行裝置電氣連接；所述中央控制系統(tǒng)與所述牽引系統(tǒng)通過列車通信網絡連接。

作為本發(fā)明系統(tǒng)的進一步改進：所述制動控制模塊包括電空混合控制單元以及摩擦制動控制單元，所述電空混合控制單元根據接收到的制動指令發(fā)送電制動請求至所述牽引控制系統(tǒng)，所述摩擦制動控制單元接收所述牽引控制系統(tǒng)的電制動反饋并計算所需補充的摩擦制動力，發(fā)送摩擦制動控制指令至所述制動執(zhí)行裝置。