[發明專利]一種用于機車自動駕駛的撒沙控制方法及系統

有效

• 申請號: 201911346480.6
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111055856B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 黃晉;穆宏偉;王順強;王哲;周錦榮;周根
• 申請（專利權）人: 中車信息技術有限公司;清華大學
• 主分類號: B61C15/10
• 分類號: B61C15/10
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

本發明提供了一種用于機車自動駕駛的撒沙控制方法，包括以下步驟：S1，在鋼軌潮濕狀態下機車出現空轉，機車直接進行撒沙處理；S2，在鋼軌干燥狀態或撒沙狀態下機車出現空轉，調整檔位；S3，在機車處于撒沙狀態，且未出現空轉，則預測潮濕狀態繼續行駛△t時間內是否能夠不空轉，如果能夠不空轉則停止撒沙，如果不能則繼續撒沙；S4，在鋼軌干燥狀態或潮濕狀態下機車正常運行未出現空轉，無需任何操作。本發明的根據機車實時位置通過牽引計算及邏輯判斷實時預估出機車正常運行的牽引力或檔位，并結合鋼軌狀態實時調整撒沙控制和檔位控制。

技術領域

本發明涉及鐵道交通自動駕駛領域，尤其涉及一種用于機車自動駕駛的撒沙控制方法及系統。

背景技術

在鐵路運輸中，車輪與鋼軌之間的黏著力不僅直接影響到機車牽引力電制動力的性能表現，還可能降低機車有效功率的利用率。當機車牽引力超過黏著力最大值時，機車動力輪將出現空轉或滑行現象，影響牽引和制動性能，危及行車安全。

黏著力與輪軌之間的黏著系數成正比，黏著系數又直接與鋼軌表面環境狀態相關。通過研究發現，干燥的鋼軌表面可用黏著系數能夠滿足日常機車的正常行駛，潮濕的鋼軌表面可用黏著系數可能就會過低，影響行車安全。目前我國電力機車和內燃機車，在潮濕等低黏著狀態下，通常采用撒沙的方式來提高牽引黏著力。是否撒沙及何時撒沙則由駕駛司機根據經驗判斷，然后手動控制撒沙開關進行撒沙操作。駕駛司機通常會根據機車所在位置坡度、鋼軌表面是否濕滑、機車當前速度、機車當前檔位、TCMS(Train Control andManagement System列車控制和管理系統)檢測出的空轉狀態等各個條件綜合判斷空轉原因，施加檔位變化太大導致的空轉還是路面黏著系數太低導致的空轉，然后再決定是否撒沙。

綜上所述目前機車撒沙的人工控制方式，嚴重依賴于駕駛司機的經驗和判斷力，駕駛司機經驗缺乏或人為判斷失誤將導致行車安全并造成嚴重后果。

發明內容

本發明為了解決現有技術中撒沙時機嚴重依賴于駕駛司機的經驗和判斷力，而提出一種用于機車自動駕駛的撒沙控制方法及系統。

具體而言本發明提供了一種用于機車自動駕駛的撒沙控制方法，其特征在于，所述撒沙控制方法包括以下步驟：

S1，在鋼軌潮濕狀態下機車出現空轉，機車直接進行撒沙處理；

S2，在鋼軌干燥狀態或撒沙狀態下機車出現空轉，則計算機車在該鋼軌狀態正常運行的檔位，并調整檔位；

S3，在機車處于撒沙狀態，且正常運行未出現空轉，則預測以當前檔位繼續行駛△t時間內在鋼軌處于潮濕狀態下是否能夠不空轉，如果能夠不空轉則停止撒沙，如果不能則繼續撒沙；

S4，在鋼軌干燥狀態或潮濕狀態下機車正常運行未出現空轉，則無需任何操作。

更進一步地，所述△t時間最小是撒沙裝置允許開關的最小間隔時間。

還提供了一種用于機車自動駕駛的撒沙控制系統，其特征在于，所述撒沙控制系統包括空轉監測模塊、鋼軌監測模塊、牽引計算模塊、邏輯判斷模塊和輸出控制模塊；

所述空轉監測模塊分別與所述邏輯判斷模塊和列車控制和管理系統連接，用于從所述列車控制和管理系統獲取并向所邏輯判斷模塊發送機車是否發生空轉打滑現象；

所述鋼軌監測模塊與所述邏輯判斷模塊連接，包括鋼軌圖像采集單元，用于從所述鋼軌圖像采集單元獲取并向所邏輯判斷模塊發送鋼軌的表面狀態，鋼軌的表面狀態包括：干燥狀態、潮濕狀態、撒沙狀態。

所述牽引計算模塊與所述邏輯判斷模塊連接，用于對機車的牽引力和黏著力進行計算；

所述邏輯判斷模塊與所述輸出控制模塊連接，用于匯總牽引力、黏著力、空轉狀態和鋼軌狀態判斷出空轉原因，并結合當時鋼軌狀態判斷開始撒沙、停止撒沙以及檔位調整；