[發明專利]基于TCMS分配制動力的城鐵車輛制動力管理方法

在審

• 申請號: 201510852159.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105346556A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 王華偉;王文勇;王威
• 申請（專利權）人: 長春軌道客車股份有限公司
• 主分類號: B61H11/06
• 分類號: B61H11/06;B60L7/18
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 田春梅

技術領域

本發明屬于城鐵車輛控制技術領域，涉及一種基于TCMS(列車控制和監控系統)分配制動力的城鐵車輛制動力管理方法。

背景技術

目前，在城鐵車輛制動力管理策略中，通常由制動系統(如EP2002)進行整車制動力需求的計算和分配。這種由制動系統控制的管理方式平均分配各車電制動力，不能協調TCMS、制動系統、牽引控制系統(DCU)三大列車系統的工作，無法滿足最大發揮電制動能力的要求，并存在坡道啟動過程列車沖動過大、頻繁補充空氣制動等問題。

發明內容

為了解決現有城鐵車輛制動力管理方式存在的制動及啟動過程中牽引系統與制動系統配合不當引起的列車沖動過大、閘瓦磨耗過大及頻繁補充空氣制動等技術問題，本發明提供一種基于TCMS分配制動力的城鐵車輛制動力管理方法，其通過TCMS計算整車制動力需求，分配各動車的電制動力以及控制保持制動施加/緩解。

本發明城鐵車輛制動力管理方法的基本策略是：優先使用電制動力，空氣制動作為制動力不足時的補充，電制動與空氣制動實時協調配合，在電制動能力足夠的情況下不使用空氣制動，達到能量最大程度反饋電網，閘瓦磨耗大大減少的目的；當電制動能力不足時，優先在拖車和電制動故障的動車上補充空氣制動，達到最大黏著后，再在電制動正常的動車上平均補充空氣制動，以實現各車制動力較為平均的分配，減少各車間相互作用力，以及加強車輛壽命的目的；制動過程及啟動過程中，根據整車沖動限制要求線性控制制動力施加，實現車輛沖動降低，牽引力、電制動和空氣制動的轉換平滑。

本發明解決技術問題所采取的具體技術方案如下：

基于TCMS分配制動力的城鐵車輛制動力管理方法，其包括如下步驟：

第一步、TCMS根據司控器或者信號系統給出的制動指令，結合從制動系統獲得的各車車輛載荷信息，利用制動力計算公式F＝ma進行整車總制動力的計算，并把計算得到的總制動力值發送給制動系統；在TCMS向制動系統發送總制動力值后的1.6秒內，TCMS接收并轉發單車虛擬電制動力值給制動系統；同時，TCMS根據制動系統發來的各車車輛載荷信息計算出各車的車重修正系數，并將此車重修正系數發送給各車的牽引系統；

第二步、TCMS實時接收各車牽引系統發來的單車電制動可用信號和單車可用電制動力信號，并結合整車的總制動力值向各車牽引系統發送單車電制動力需求；

第三步、各車牽引系統根據從TCMS得到的車重修正系數和單車電制動力需求，并結合單車的沖動限制范圍以及單車可用電制動力施加電制動力，TCMS接收并轉發各車牽引系統發來的單車實際電制動力給制動系統；

第四步、制動系統按照此方式補充空氣制動力：若制動系統接收到的各單車實際電制動力之和小于整車的總制動力值，則制動系統補充空氣制動力；若制動系統接收到的各單車實際電制動力之和等于整車的總制動力值，則制動系統不補充空氣制動力；

第五步、列車減速，并按照下述情況施加保持制動和緩解保持制動：

在人工駕駛模式、網絡故障和備用模式下，無牽引指令并且當列車進入靜止狀態時，保持制動施加由制動系統自動完成；在列車自動運行模式下，保持制動施加的指令由TCMS發給制動系統，若列車已經進入靜止狀態，2秒內TCMS未發出保持制動施加指令，則制動系統自動施加保持制動；

在人工駕駛模式和列車自動運行模式下，當有牽引指令，并且整車實際施加的牽引力大于不同載荷下規定的保持制動緩解的牽引力時，或者，當有牽引指令，并且列車速度大于2km/h時，TCMS向制動系統發出緩解保持制動指令。

本發明的有益效果是：該方法能夠加大城鐵車輛的節能能力，減少車輛部件的磨耗，增加車輛壽命。并且，能夠緩解車輛慣性作用，增強乘客的舒適度。同時，該方法加強了TCMS對列車的控制能力，適應車輛控制功能的集中管理和透明管理的趨勢，滿足用車方的需求。

附圖說明

圖1為本發明中的TCMS、牽引系統和制動系統的數據流框圖；

圖2為制動指令值按實際司控器級位執行車輛實際運行數據的分析示意圖；

圖3為應用本發明方法在TCMS控制下線性處理的制動指令值的車輛實際運行數據的分析示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明中制動力控制方法的主要數據流如下：

制動力管理流程描述如下：