用于机车空气制动系统的自适应惩罚制动技术方案

一种机车空气制动控制系统，其通过基于监测到和计算出的参数来施加变化量的列车制动水平而响应来自外部系统的惩罚制动请求，以便强制执行定义的列车条件。该系统可以包括最小可接受的列车制动、为了防止进一步施加列车制动而实现的条件、以及响应于该请求而要施加的最大列车制动水平。可替选地，该系统可以根据感兴趣的列车行为变量(诸如速度或减速度)的定义的阈值来以阶梯式水平施加制动。该系统可以被配置为在自适应惩罚期间递增地施加和释放列车制动，并且还可以根据计算出的列车的制动能力来调节制动的水平。

Adaptive Punitive Braking for Locomotive Air Braking System

A locomotive air braking control system responds to a penalty braking request from an external system by applying a variable train braking level based on the parameters monitored and calculated in order to enforce the defined train conditions. The system may include minimal acceptable train braking, conditions to prevent further application of train braking, and maximum train braking level to be applied in response to the request. Alternatively, the system can apply braking horizontally in a step-by-step manner according to the threshold defined by interested train behavior variables, such as speed or deceleration. The system can be configured to incrementally apply and release train braking during adaptive punishment, and the braking level can also be adjusted according to the calculated braking capacity of the train.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机车空气制动系统的自适应惩罚制动专利技术背景
本专利技术涉及机车制动系统，并且更具体地涉及用于响应于来自外部安全系统的请求而施加安全超控制动(overridebraking)(称为惩罚制动)的系统和方法。
技术介绍
机车空气制动系统通过调节压缩空气管中的压力来控制列车的制动器，所述压缩空气管被称为“制动管”，其通过整个列车连续地运行。必须从机车主供应储存器为制动管供应压缩空气以释放列车制动，并且减小制动管中的压力致使了应用列车制动器。空气制动系统允许用户控制进出制动管的压缩空气流量以应用和释放列车制动器。配备有电子控制气动(ECP)制动器的一些较新的机车空气制动控制系统可以经由电子生成的命令交替地控制列车制动水平，所述电子生成的命令经由贯穿列车的电子消息通信来分配。无论使用常规的制动管调制还是ECP控制，空气制动系统还可以被配置为通过在没有任何操作者动作的情况下应用列车制动器来响应外部安全系统。这种自动制动施加通常被称为惩罚制动。当前的机车制动系统，无论是电子的还是气动的，通常相对于惩罚制动模拟气动制动系统的功能。在这些系统中，制动系统通过将制动管压力减小到零或固定值来响应来自外部安全系统的电信号或气动信号。制动系统还可以被配置为向机车牵引控制系统提供指示已经应用惩罚制动器的信号，使得可以抑制对牵引系统和动态制动系统的功率。在配备有惩罚制动的常规机车制动系统中，被触发的制动的量是静态的并且构成制动的预定水平，其甚至可以是可能的最大制施加。因此，本领域中需要这样一种系统，其可以响应于外部安全系统而施加适当且变化的量的惩罚制动。
技术实现思路
本专利技术是一种用于在列车中提供自适应惩罚制动的具有控制器的系统，所述控制器从外部安全系统接收请求惩罚制动的信号，然后致使列车的列车制动系统施加列车制动。控制器被编程为响应于对惩罚制动请求的接收而命令列车制动系统以初始列车制动水平施加惩罚制动，并且基于列车行为条件命令列车制动系统将列车制动水平增加高于初始列车制动水平的第一预定量。在一个实施例中，控制器被编程为基于列车行为条件将列车制动水平增加第二预定量。列车制动的增加可以是对列车制动水平的增量增加，或者基于列车的特性(诸如列车的当前制动能力)计算出的变量增加。列车行为条件可以是列车的预定减速速率、列车的预定速度、或列车对惩罚制动的响应的另一测量结果。控制器还可以被编程为基于对应的列车行为条件将惩罚制动的水平增加到预定水平，例如，第一行为导致第一水平、第二行为导致第二水平等。控制器可以另外被编程为将适当的列车制动水平计算为以下中的较大者：基于第一列车行为函数的第一水平，以及可选地，基于第二列车行为函数的第二水平，并且然后基于第一行为函数和第二行为函数的变化来增加或减少列车制动水平。控制器还被编程为：如果列车制动水平已经达到预定的最大列车制动水平，则不增加列车制动水平，并且在命令列车制动系统施加惩罚制动之前检查列车操作者是否已经抑制了惩罚制动。控制器还被编程为检查外部安全系统是否已经否定了惩罚制动请求。附图说明通过结合附图阅读以下详细描述，将会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自适应惩罚制动系统的示意图；图2是根据本专利技术的提供自适应惩罚制动的方法的实施例的流程图；图3是根据本专利技术的提供自适应惩罚制动的方法的另一实施例的流程图；图4是根据本专利技术的提供自适应惩罚制动的方法的附加实施例的流程图；图5是根据本专利技术的提供自适应惩罚制动的方法的再一实施例的流程图；并且图6是根据本专利技术的提供自适应惩罚制动的方法的又一实施例的流程图。具体实施方式现在参考附图，其中相同的附图标记始终指代相似的部件，在图1中可以看到包括控制器的自适应惩罚制动系统10，所述自适应惩罚制动系统10可以响应于来自外部安全系统12的请求基于所定义的参数以及可用于自适应惩罚制动系统10的信息而施加不同水平的列车制动。外部安全系统12可以是警戒系统、积极列车控制(positivetraincontrol)(PTC)系统、超速控制系统等。自适应惩罚制动系统10与具有列车传感器16的机车控制系统14相关联，所述机车控制系统14可以收集关于列车以及操作列车制动系统20的电子空气制动(EAB)系统18的操作的数据。在图1所示的实施例中，机车控制系统14收集传感器数据并将其提供给自适应惩罚制动系统10和电子空气制动系统18。然而，应当认识到，传感器16可以直接报告给自适应惩罚制动系统10或电子空气制动系统18。类似地，外部安全系统12可以直接向自适应惩罚制动系统10、机车控制系统14和电子空气制动系统18中的任何或所有报告。如本文所描述的自适应惩罚制动系统10的功能和逻辑旨在通过对现有控制器进行编程而将所述功能和逻辑直接集成到电子空气制动系统18中来实施，但是可以类似地由编程系统10以独立方式在被耦合或被互连到电子空气制动系统18或机车控制系统14的专用控制器中实施。如本领域中已知的，在图1中看到的各种模块之间的通信可经由专用通信链路、离散数字或模拟信号或现有的列车通信结构(包括有线和无线系统两者)来实现。自适应惩罚制动系统10包括最小可接受列车制动水平，所述最小可接受列车制动水平被设置为预定义的系统参数，以在初始接收到来自外部安全系统12的惩罚制动请求时建立自适应惩罚制动系统10将施加的列车制动的初始量。自适应惩罚制动系统10还包括定义的系统参数和逻辑，其可以被配置为强制执行必须满足的以防止由自适应惩罚制动系统10施加更高水平的列车制动的列车行为条件。自适应惩罚制动系统10还包括被设置为预定义的系统参数的最大可接受列车制动水平，以建立不管任何监测到的列车行为条件如何而将响应于外部惩罚制动请求而施加的列车制动的最大量。应当指出的是，自适应惩罚制动系统10不影响列车操作者在任何时间独立地将制动施加到比自动强制执行的制动更高的水平的能力。例如，当机车超过75mph时，自适应惩罚制动系统10可以从外部系统12接收超速惩罚制动请求。外部系统12将保持该请求有效直到列车达到60mph。响应于该请求，自适应惩罚制动系统10最初施加7psi的制动管减量，并且自适应惩罚制动系统10确定所得到的列车减速度大于1mph/sec(如由自适应惩罚制动系统10基于可用的列车速度信息计算)。作为结果，制动管减量保持在7psi。然而，当列车速度减慢到65mph时，车轮已经被加热，使得由自适应惩罚制动系统10测量出的列车的减速度减慢到低于预定阈值(例如，上述的1mph/sec)。然后，自适应惩罚制动系统10可以进行进一步使制动管减量(诸如12psi)，使得测量出的减速度再次高于预定阈值(并且保持低于阈值)，直到列车减慢到60mph。此时，惩罚请求被外部安全系统12否定，并且没有进一步的列车制动被施加，即，可以诸如通过提示操作者采取行动恢复正常的制动控制来使制动管压力恢复到适当的水平。自适应惩罚制动系统10还可以被配置为：如果超过一个定义的速度阈值，则施加定义量的惩罚制动，如果超过更高的定义的速度阈值，则施加更大量的惩罚制动，并且如果超过最大定义速度，则施加紧急制动。还可以基于地域、轨道条件或其他参数而动态地改变要强制执行的速度阈值，并且经由通信链路或其他信号将其传送到空气制动系统。自适应惩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在列车中提供自适应惩罚制动的系统，包括：控制器，其具有用于从外部安全系统接收请求惩罚制动的信号的接口以及用于向列车制动系统发送具有一组列车制动的惩罚制动命令的接口，所述惩罚制动命令将致使所述列车制动系统施加列车制动；其中，所述控制器被编程为响应于对所述惩罚制动请求的接收而命令所述列车制动系统以初始列车制动水平施加惩罚制动，并且基于列车行为条件来命令所述惩罚制动的初始列车制动水平的增加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在列车中提供自适应惩罚制动的系统，包括：控制器，其具有用于从外部安全系统接收请求惩罚制动的信号的接口以及用于向列车制动系统发送具有一组列车制动的惩罚制动命令的接口，所述惩罚制动命令将致使所述列车制动系统施加列车制动；其中，所述控制器被编程为响应于对所述惩罚制动请求的接收而命令所述列车制动系统以初始列车制动水平施加惩罚制动，并且基于列车行为条件来命令所述惩罚制动的初始列车制动水平的增加。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述增加是预定的增量增加，并且所述控制器被编程为：如果所述惩罚制动尚未满足所述列车行为条件，则重复所述增量增加。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被编程为基于所述列车行为条件来命令所述惩罚制动的附加增加。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述增加是取决于所述列车的特性的变量增加。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述列车的特性包括所述列车制动系统的准备状态。6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被编程为：如果已经达到预定的最大制动水平，则不命令所述惩罚制动的增加。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述惩罚...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·M·雷诺兹，埃里希·伦纳德，约翰·W·拉杜克，康斯坦丁诺斯·维莱蒂斯，
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