列车制动安全性监视和故障动作系统技术方案

一种车载列车制动安全性监视和故障动作系统，其将实际列车制动功率与预期列车制动功率进行比较来为列车司机提供实际制动功率与安全阈值之间的余量的实时报告。该系统可以被配置为：如果实际制动系统功率小于诸如由政府规定要求的那些的安全制动功率阈值，则自动进行全常用制动惩罚，或者调整制动系统以提高实际制动效率。车载列车制动监视系统可以可选地从路边热和冷车轮检测器系统接收数据，以增加实际制动功率测量结果。

Train braking safety monitoring and fault action system

A vehicle braking safety monitoring and fault action system is introduced. It compares the actual train braking power with the expected train braking power, and provides real-time reports for the train drivers to get the surplus between the actual braking power and the safety threshold. The system can be configured as follows: if the actual braking system power is less than the safe braking power threshold of those specified by the government, then the full regular brake penalty is automatically applied, or the braking system is adjusted to improve the actual braking efficiency. The vehicle train brake monitoring system can optionally receive data from the roadside heat and cold wheel detector system to increase the actual braking power measurement results.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】列车制动安全性监视和故障动作系统
本专利技术涉及列车制动系统，并且更具体地，涉及用于监视和应对列车制动系统的实际功率的系统。
技术介绍
列车(train)的制动功率典型地是严格的政府要求的主题，其被设计为确保列车的安全操作。在美国，联邦铁路管理局(FRA)发布了管理列车制动的复杂和繁琐的规则。例如，FRA规则要求列车上百分之百的制动器在使用或离开某些地点之前应是有效且起作用的制动器。此外，如果列车中少于85％的车厢(car)具有有效且起作用的制动器，则列车不得移动。列车的实际制动功率超出某些阈值的故障要求列车退出服务。FRA规则还要求列车必须每1000英里(或多或少)在合格位置处停止，这取决于许多因素，包括是否将车厢从列车添加或移除。终点站测试是繁重的，这是因为它要求列车在批准的铁路站场侧进行测试和检查，并且这些铁路站场经常拥挤着要被测试的其他列车、正在被组装的列车以及从一个列车转移到另一个的车厢。此外，终点站测试冗长，并且只能由某些合格的人员来完成。虽然在本领域中取得了进步，诸如电控气动(ECP)制动器鉴于ECP系统用于对制动系统提供一些反馈并且甚至停止其制动功能已经下降的列车的能力已经导致更宽松的规则，但是这些系统不确定制动系统的实际效果。因此，在本领域中存在可以在不需要繁重的测试的情况下精确地确定列车的制动系统的实际功率以确保列车在安全余量内操作的系统的需要。
技术实现思路
本专利技术包括用于提高列车制动安全性的列车制动安全性系统，其包括：实际制动功率模块，其被编程为计算在列车操作期间由列车展现的实际制动功率；以及制动效率模块，其被编程为确定由列车展现的实际制动功率是否已经降到安全制动功率阈值以下。可以使用预期制动功率模块来计算列车的理论制动功率。本专利技术还包括响应模块，其响应于实际制动功率降到安全制动功率阈值以下而发起一个或多个动作。响应动作可以包括响应于实际制动功率降到安全制动功率阈值以下而停止列车或向制动控制系统发送命令以致使制动管设定压力的预定或成比例增加。安全制动阈值可以包括如由使用处于100％工作状态下的制动系统执行的一个或多个测试确定出的列车的理论预期制动功率或列车的最大实际制动功率的百分比。安全制动阈值可以根据至少调整因素进行调整，以考虑列车要穿过的路线的特定地形、要穿过的路线的地理性质、由列车运载的货物类型、天气条件、列车的制动系统的操作、或影响制动系统性能的其他因素。本专利技术包括提供列车制动安全性的方法，其中列车的预期制动功率被确定并且然后与在列车的操作期间测量出的列车的实际制动功率进行比较。如果列车的实际功率比列车的预期制动功率少了安全制动阈值，由此指示可用制动功率的不安全量，则可采取各种响应。例如，可以自动停止列车或调整制动控制系统的制动管设定压力以补偿实际制动功率的不足。附图说明通过结合附图阅读以下具体实施方式，将更全面地理解和认识本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的列车制动安全性监视和故障动作系统的示意图；并且图2是根据本专利技术的列车制动安全性监视和故障动作系统的操作的流程图；图3是根据本专利技术的用于列车制动安全性监视和故障动作系统的制动管设定压力调整过程的流程图。具体实施方式现在参考附图，其中相同的附图标记始终表示相同的部件，在图1中可以看出用于提供实时列车制动安全性监视的系统10的示意图。系统10通常包括列车控制系统12，诸如从纽约沃特敦的纽约气闸有限公司可获得的LEADER(r)系统，该系统被车载定位于列车上的车头上，并负责管理列车的操作。列车控制系统12进一步与关于特定列车以及列车沿其行进的路线的几个数据源相关联，诸如具有列车清单的列车数据库14，该列车清单包括关于列车中的所有轨道车厢(railcars)和列车编组(trainconsist)中的车头(locomotive)的重量的性质的信息。列车控制系统12进一步与具有轨道分布的轨道数据库16相关联，该轨道分布包含由列车所采取的地理路线以及关于路线的规格信息，诸如高程变化、轨道曲率等。列车控制系统12还与各种列车传感器18相关联，该列车传感器18向列车控制系统12提供关于列车的操作信息，诸如列车速度、制动管压力、制动管压力流和制动管压力坡度。列车控制系统12还可以与各种环境传感器20相关联，该环境传感器20提供关于诸如温度、天气条件等外部条件的信息。列车控制系统12被编程为包括预期制动功率模块22，其计算针对特定列车的预期制动功率。预期制动功率反映了列车上的所有制动器都有效和工作时列车应提供的总制动力。列车的预期制动功率可以以至少两种方式确定。在一种方法中，预期制动功率模块22可以基于列车中的每个车厢应该产生的制动力的量来计算预期制动功率。可以通过计算列车中的每个货运车厢的净制动比来进行该确定。车厢的净制动比被确定如下：NBR＝(总闸瓦力)/(车厢重量)当前AAR车厢制动设计要求(S401)要求了车厢制动器为装载的车厢提供不少于11％的NBR并且为空载的车厢提供不超过38％的NBR(以65psi制动缸压力计算出)，其相当于来自90psi制动管的全常用制动施加(fullservicebrakeapplication)。以前的AARNBR要求允许装载的8.5％的最小NBR。因此，由满足当前和以前AAR要求两者的车厢组成的列车可能具有8.5％的最小NBR(如果所有车厢都装载的话)以及38％的最大NBR(如果所有车厢都空载的话)。然后可以将总制动力计算为列车中的车厢的整体净制动比、列车的重量以及列车中的车厢的闸瓦(brakeshoes)和车轮之间的摩擦系数(μ)的乘积如下：制动力＝NBR*Wtrain*μ车厢的闸瓦和车轮之间的摩擦系数(μ)可以根据速度和温度而变化，但通常从闸瓦的制造商或监管符合性测试可获得。因为NBR在表示全服务(65psiBC压力)的制动缸(BC)压力处被计算出，所以可以进一步修改制动力的关系，以说明实际制动施加如下：制动力＝NBR*(BC压力/65psi)*Wtrain*μ由于需要一些制动缸压力来驱动机械连杆机构(mechanicallinkage)，使得闸瓦与车轮进行接触(典型地约3.5psi)，所以制动力的计算可以甚至更精确地被表示如下：制动力＝NBR*((BC压力-3.5)/(65-3.5))*W*μ由于制动缸压力是导致制动施加的制动管(BP)压力降低的量的约2.5倍，所以制动力可以就BP压力降低而言被表示如下：制动力＝NBR*(((BP降低*2.5)-3.5)/(65-3.5))*W*μ因此，使用提供给列车控制系统12的信息、诸如列车数据库14中的列车数据和由列车传感器18提供的操作信息，可以计算列车的预期制动功率。在第二种方法中，当制动系统处于100％的正常运转状态时，预期制动功率模块22可以基于测量出的列车的制动力来计算预期制动功率。例如，在确定出制动器处于正常运转状态之后、诸如在执行了终点站测试之后，列车可以立即经受一个或多个制动施加，使得预期制动功率模块22可以计算列车的实际制动功率。例如，由列车在制动操作期间实际施加的制动力可以被计算如下：制动力＝N*W*Atrain/G–TrainResistance-ForceGrade-Fcurvature其中N是列车中的车厢数，W是每个车厢的重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车制动安全性系统，包括：第一模块，其被编程为计算在列车的操作期间由列车展现的实际制动功率；第二模块，其被编程为确定由所述列车展现的实际制动功率是否已经降到安全制动功率阈值以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种列车制动安全性系统，包括：第一模块，其被编程为计算在列车的操作期间由列车展现的实际制动功率；第二模块，其被编程为确定由所述列车展现的实际制动功率是否已经降到安全制动功率阈值以下。2.根据权利要求1所述的系统，还包括：第三模块，其被编程为响应于所述实际制动功率降到所述安全制动功率阈值以下而采取动作。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第三模块被编程为响应于所述实际制动功率降到所述安全制动功率阈值以下而停止所述列车。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第三模块被编程为响应于所述实际制动功率降到所述安全制动功率阈值以下而向具有制动管设定压力的制动控制系统发送命令，以致使所述制动管设定压力增加预定量。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第三模块被编程为基于所述列车的实际制动功率与所述安全制动功率阈值之间的差来计算所述制动管设定压力的增加的预定量。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述安全制动阈值包括所述列车的预期制动功率的百分比。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述安全制动阈值根据至少调整因素来调整。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述调整因素是从由以下组成的群组中选出的至少一个因素：所述列车要穿过的路线的特定地形、要穿过的路线的地理性质、由所述列车运载的货物类型、天气条件以及所述列车的制动系统的操...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·C·赖特，詹森·康尼尔，
申请(专利权)人：纽约气闸有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US