用于火车的牵引/制动控制的声学系统和方法技术方案

描述了一种声学牵引/制动控制系统(1)，包括与主车辆(ML)相关联的调制器装置(303)，该调制器装置接收牵引或制动请求信号(302)并生成电信号(308)，该电信号转换成声学信号(309)以在制动管(301)中传输；声学信号(309)的频率按照跨特性函数根据牵引或制动要求信号(302)的幅度进行调节；‑与从车辆(SL)相关联的换能器装置(305)，其检测声学信号(309)并将该声学信号的瞬时幅度值转换成电信号(310)，该电信号的频率值根据声学信号(309)的频率进行调节；‑与从车辆(SL)相关联的频率解调器(306)，其生成牵引或制动管理信号(307)，该牵引或制动管理信号的幅度根据电信号(310)的频率而被调节并且被传输至与至少一个从车辆(SL)相关联的牵引和制动管理系统(311)。

Acoustic system and method for train traction / braking control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于火车的牵引/制动控制的声学系统和方法
本专利技术大体上被置于火车的控制系统的领域中，具体而言是用于包括多个机车的货物的运输。具体而言，本专利技术涉及火车的声学牵引/制动控制系统以及相应的方法。
技术介绍
诞生于美国“AAR”铁路世界的“动力分散式”技术在本领域中是众所周知的。如图1所示，这种技术包括沿异常的长度和重量的火车分配几个机车。这些沿火车分配的机车通过无线电控制系统相互同步：第一个机车称为主机车，通过所述无线电控制系统(图1中未示出)将牵引或制动命令复制到称为从机车的后续机车。“动力分散式”系统的目的是更好地沿火车分配牵引力和制动力，从而显著减少可能触发脱轨过程的纵向力。专利WO2017025895中包含对动力分散式系统及其优点的准确描述，其中还完整描述了无线电控制系统中可能出现的故障的缺点，并要求针对在退化条件下运行火车的纠正措施。根据I00-002号报告“通过火车制动系统的声纳传输”，汉斯·桑霍尔特，本格·施密特鲍尔报告了瑞典CHARMEC研究所与SAB-WABCOItalia公司(现为FaiveleyTransportItalia)合作进行的测试结果，可以沿着火车的制动线以亚音速频率传输长达1.5公里的波，最大频率在5Hz到10Hz之间。图2示出了在实际系统上测量的各种火车长度随频率变化的幅度的波特图：对于长度小于30m(图2中的曲线“a”)，可用频带扩展到数十个数量级Hz的频率，而对于长度大于1000m，衰减拐点已经在5Hz处发生。专利US2002153765要求保护沿火车的制动线传播负压和正压脉冲，以传输牵引或制动命令。根据这种方法，不可能连续地调节牵引或制动命令。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种用于火车的连续牵引/制动控制的声学系统和方法，其允许采用另外的方式来控制火车。此外，相对于WO2017025895中已经报道的方法，本专利要求保护的解决方案还要求一种用于在无线电控制系统发生故障的情况下控制采用分配动力技术的火车的方法。本专利要求保护的解决方案使用声波在通用管道内的传播。通过用于牵引/制动控制的声学系统来获得这种结果，该声学系统包括通用制动管，包括牵引和制动装置的主车辆，以及包括牵引和制动装置的至少一个从车辆。用于火车的牵引/制动控制的声学系统包括：-与所述主车辆相关联的调制器装置，接收至少一个牵引或制动请求信号并产生适于激励致动器的电信号，所述致动器将所述电信号转换成相应的声学信号，以在所述通用制动管内发送；声学信号的频率值按照预定的跨特征函数根据至少一个牵引或制动请求信号的幅度值来调整；-与至少一个从车辆相关联的至少一个换能器装置，检测声学信号并将声学信号的瞬时幅度值转换成电信号，根据所述声学信号的频率调整电信号的频率值；-与至少一个从车辆相关联的至少一个频率解调器，产生牵引或制动管理信号，根据电信号的频率被调整牵引或制动管理信号的幅度值，牵引或制动管理信号由所述频率解调器传输到与至少一个从车辆相关联的牵引和制动管理系统，牵引和制动管理系统提供用于牵引和制动管理。根据本专利技术的方面，通过具有权利要求1中限定的特征的用于控制牵引/制动的声学系统和方法来实现前述和其他目的和优点。本专利技术的优选实施方式在从属权利要求中限定。附图说明现在将描述根据本专利技术的声学牵引/制动控制系统的一些优选实施方式的功能和结构特征。参考附图，其中：-图1示意性地示出了具有包括主车辆和从车辆的多个车辆的火车；-图2示出了在实际系统上测量的，随频率变化的幅度的伯德图，其是各种火车长度的函数；-图3示意性地示出了根据本专利技术的声学牵引/制动控制系统；-图4a示出了调制的第一实例；和-图4b示出了调制的第二实例。具体实施方式在详细描述本专利技术的多个实施方式之前，应当阐明，本专利技术的应用不限于以下描述中提供的或在附图中示出的构造的细节或组件的配置。本专利技术可以采用其他实施方式，并且可以以本质上不同的方式来实施或实现。还应理解，措词和术语具有描述性目的，不应解释为限制性的。“包括”和“包含”及其变体的使用应理解为涵盖下文所述的元件及其等同物，以及其他元件及其等同物。本专利描述了用于调制叠加在压力下的亚音速波的方法，以沿着火车的制动线传输与牵引力和制动指令有关的信息。首先参考图3，示出了用于火车TC的声学牵引/制动控制系统，其包括通用制动线路301和主车辆ML，其包括牵引和制动装置，以及至少一个从动车辆SL，其包括：牵引和制动装置。用于牵引制动变速器控制的声学系统1包括与主车辆ML相关的调制器装置303。调制器装置303接收至少一个牵引或制动请求信号302，并产生适于激励致动器304的电信号308。致动器304将所述电信号308转换成相应的声学信号309，以在所述通用制动管301内传输。换句话说，调制器装置303接收要发送的信息并对其进行适当的调制，如下文所述，随后驱动致动器304，该致动器将电信号308转换为声学信号309。然后，声学信号309沿着制动管301传播。例如，牵引或制动请求信号302可以通过特殊命令杆或通过自动牵引或制动系统通过由发动机驱动器给出的牵引和制动命令来产生。按照预定的跨特征函数，根据牵引力或制动请求信号302的幅度值，来调整所述声学信号309的频率值。例如但非必须地，跨特性函数的曲线在其存在范围内呈现非线性趋势。根据本专利技术的声学牵引/制动控制系统1还包括与所述至少一个从动车辆SL相关联的至少一个换能器装置305，其检测声学信号309并将声学信号309的瞬时幅度值转换成电信号310，其频率值根据声学信号309的频率进行调整。例如，电信号310的频率与声学信号309的频率一致。此外，所述声学牵引/制动控制系统1包括与所述至少一个从车辆SL相关联的至少一个频率解调器306，其产生牵引或制动管理信号307，其幅度值根据电信号310的频率来调整。牵引或制动管理信号307由频率解调器306传输到与所述至少一个从车辆SL相关联的牵引和制动管理系统311，用于管理牵引和制动。换句话说，安装在一个或多个从车辆SL上的换能器装置305可以是沿着所述制动管301布置的声/电换能器305，其将接收到的声学信号转换成用于负责重构初始信息并将所述信息提供给牵引/制动管理系统311的频率解调器306的电信号310。如果打算通过整个火车传输信息，则应使用亚音速频率，如图2中的“e”，“f”，“i”所示。在这种情况下，最合适的调制类型是正弦频率调制，例如但不限于5Hz，在有限的调制范围内，例如但不限于+/-1.5Hz。这样有限的调制范围实际上允许仅发送牵引和制动命令，例如但不排他地如图4a所示。等于或小于3.5Hz的频率值表示最大制动请求值，包括紧急制动。等于或大于6.5Hz的频率值表示最大牵引力要求值。图4b中显示了一个变体。为了使系统对噪声更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于火车(TC)的声学牵引/制动控制系统(1)，所述火车包括通用制动管(301)、包括牵引和制动装置的主车辆(ML)以及包括牵引和制动装置的至少一个从车辆(SL)；所述声学牵引/制动控制系统(1)，包括：/n-与所述主车辆(ML)相关联的调制器装置(303)，被布置成接收至少一个牵引或制动请求信号(302)并产生适于激励致动器(304)的电信号(308)，所述致动器(304)被布置为将所述电信号(308)转换成相应的声学信号(309)，以在所述通用制动管(301)内传输；/n所述声学信号(309)的频率值按照预定的跨特征函数根据所述至少一个牵引或制动请求信号(302)的幅度值来调整；/n-与所述至少一个从车辆(SL)相关联的至少一个换能器装置(305)，适于检测所述声学信号(309)并将所述声学信号(309)的瞬时幅度值转换成电信号(310)，根据所述声学信号(309)的频率调整所述电信号(310)的频率值；/n-与所述至少一个从车辆(SL)相关联的至少一个频率解调器(306)，被布置为产生牵引或制动管理信号(307)，根据所述电信号(310)的频率调整所述牵引或制动管理信号(307)的幅度值；所述牵引或制动管理信号(307)由所述频率解调器(306)传输到与所述至少一个从车辆(SL)相关联的牵引和制动管理系统(311)，所述牵引和制动管理系统(311)被布置用于牵引和制动管理。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170530 IT 1020170000588791.一种用于火车(TC)的声学牵引/制动控制系统(1)，所述火车包括通用制动管(301)、包括牵引和制动装置的主车辆(ML)以及包括牵引和制动装置的至少一个从车辆(SL)；所述声学牵引/制动控制系统(1)，包括：
-与所述主车辆(ML)相关联的调制器装置(303)，被布置成接收至少一个牵引或制动请求信号(302)并产生适于激励致动器(304)的电信号(308)，所述致动器(304)被布置为将所述电信号(308)转换成相应的声学信号(309)，以在所述通用制动管(301)内传输；
所述声学信号(309)的频率值按照预定的跨特征函数根据所述至少一个牵引或制动请求信号(302)的幅度值来调整；
-与所述至少一个从车辆(SL)相关联的至少一个换能器装置(305)，适于检测所述声学信号(309)并将所述声学信号(309)的瞬时幅度值转换成电信号(310)，根据所述声学信号(309)的频率调整所述电信号(310)的频率值；
-与所述至少一个从车辆(SL)相关联的至少一个频率解调器(306)，被布置为产生牵引或制动管理信号(307)，根据所述电信号(310)的频率调整所述牵引或制动管理信号(307)的幅度值；所述牵引或制动管理信号(307)由所述频率解调器(306)传输到与所述至少一个从车辆(SL)相关联的牵引和制动管理系统(311)，所述牵引和制动管理系统(311)被布置用于牵引和制动管理。


2.根据权利要求1所述的声学牵引/制动控制系统(1)，其中，所述声学信号(309)的频率值对应于识别紧急制动请求的制动请求值。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的声学牵引/制动控制系统(1)，其中，所述跨特性曲线包括磁滞。


4.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯托·蒂奥内，
申请(专利权)人：法伊韦利传送器意大利有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT