一种用于轨道车辆的制动力管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于轨道车辆的制动力管理系统及方法，其中系统包括通讯数据采集单元、中心处理单元、调控中心、制动力分配单元、通讯数据转换单元和通讯数据映射单元。其中通讯数据采集单元负责从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据。通讯数据采集单元的作用是从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据。其中该管理系统对轨道上所有车辆进行车辆总制动力计算、牵引系统电制动力分配、制动系统机械制动力分配、电制动/机械制动配合、防滑防空转控制期间的分配、保持制动施加控制均纳入制动力管理范畴并进行统一控制。

A braking force management system and method for rail vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种用于轨道车辆的制动力管理系统及方法
本专利技术涉及轨道交通车辆的控制技术，尤其涉及一种用于轨道车辆的制动力管理系统及方法。
技术介绍
随着轨道交通车辆的网络控制系统逐步成熟，其稳定性和安全性不断提高，因此承担的控制功能越来越多也越来越重要。车辆制动力管理是车辆在制动工况下的一系列控制动作的总称，通过信号系统或者司机室控制器获得制动指令和级位，由车辆的网络控制系统、牵引系统和制动系统共同完成。目前，网络控制系统实现的各种制动力管理方法和装置各有优势，但始终未能统筹管理制动过程的全部阶段和各种工况，这些方法和装置也没有明确建立统一的管理方法以适应MVB、以太网或CAN等不同网络通讯技术。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种用于轨道车辆的制动力管理系统，具体包括：通讯数据采集单元，从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据；中心处理单元，接收所述通讯数据采集单元传送的数据信息，将该数据进行量纲转换、物理量转换和关联数据统计获得统一标准的数据信息；接收中心处理单元传送的统一标准的数据信息的调控中心，所述调控中心根据接收到标准信息计算车辆总制动力、牵引系统总可用电制动力、各车辆单元最大黏着力、制动系统总机械制动力以及分析车辆电制动/空气制动转换点的逻辑控制过程；制动力分配单元，为各牵引单元分配电制动力、为各制动单元分配机械制动力；通讯数据转换单元，接收所述制动力分配单元传送的分配结果将该结果转换成通讯数据定义的类型；通讯数据映射单元，将通讯数据传送至网络控制系统的通讯接口中。所述控制数据来自具有授权的驾驶室控车指令或者来自具有控车权限的信号系统车载设备；所述状态数据来自牵引系统和制动系统的关于其自身或车辆的实时状态信息,所述控制数据包括各车辆单元的重量、牵引控车指令、制动控车指令、级位控车指令、车辆速度、车辆零速信号，所述状态数据包括牵引单元可用状态、制动单元可用状态、电制动力能力值、电制动力实际值、电制动退出状态、进行空转/滑行控制的状态信息。所述中心处理单元包括：子系统状态处理单元、车辆状态处理单元、指令处理单元和子系统互通处理单元。所述调控中心包括综合控制与管理单元和制动力计算单元，所述制动力计算单元根据统一标准的数据信息进行进行车辆总制动力计算：在制动工况下根据公式F＝kma，其中其中k为载重修正系数，m为车辆总重量，a为减速度值；其中k的值根据不同重量得出或者根据重量补偿策略计算得出，a是最大等效减速度与最大等效减速度百分比的乘积。所述制动力计算单元计算牵引系统总可用电制动力时：判断各个牵引单元的可用状态以及通讯状态，将能够发挥电制动的牵引单元当前电制动能力值进行求和运算获取车辆总电制动可用值。所述综合控制与管理单元根据牵引单元自身健康状态信息和空转/滑行工况以及黏着给出即时的可施加值作为电制动可用值。所述综合控制与管理单元根据优先使用电制动力原则、将车辆总制动力与总电制动实际值的差值定义为总机械制动力；所述综合控制与管理单元根据制动系统可用的机械制动力进行求和运算，将求和结果与总机械制动力进行比较、判断总机械制动力的正负，根据该判断结果确认整车制动的余量和异常状况。所述制动力分配单元分配电制动力时采用分阶段分配策略将该过程分为初期、中期、中后期和后期四个阶段；制动过程初期是等待电制动建立的过程，在收到制动指令后考虑延时时间Tb，其中延时时间Tb通过牵引计算结合实际调试获得；制动过程中期是初期结束到中后期之间的阶段；制动过程中后期是达到电制动/机械制动转换点开始到保持制动施加前的阶段；制动过程后期是保持制动施加条件满足到车辆完成制动停车的过程；其中当所有牵引单元具备极低速度仍提供电制动力的能力时，中后期阶段可合并为中期。所述制动力分配单元分配机械制动力时采用平均分配方式或拖车优先分配方式，其中平均分配是将总机械制动需求平均分配到各个可用的制动单元；拖车优先是实际拖车单元和电制动力不可用的动车单元优先平均分配，如果平均分配的值超过某个单元的可用值，则将除了这个单元看可用的余下的部分平均分配到其他单元，如果所有拖车单元和电制动不可用的动车单元分配完成后仍有不足，则平均分配到动车单元。一种用于轨道车辆的制动力管理方法，具体包括以下步骤：从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据；该控制数据和状态数据进行量纲转换、物理量转换和关联数据统计获得统一标准的数据信息；根据统一标准的数据信息计算车辆总制动力、牵引系统总可用电制动力、各车辆单元最大黏着系数、制动系统总机械制动力以及分析车辆电制动/空气制动转换点的逻辑控制过程；为各牵引单元分配电制动力、为各制动单元分配机械制动力，并将分配结果进行数据类型转换，同时将转换后的数据传送至网络控制系统的通讯接口中。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种用于轨道车辆的制动力管理系统及方法，其中该管理系统对轨道上所有车辆进行车辆总制动力计算、牵引系统电制动力分配、制动系统机械制动力分配、电制动/机械制动配合、防滑防空转控制期间的分配、保持制动施加控制均纳入制动力管理范畴并进行统一控制，因此该系统可以发挥网络控制系统面向全列车组网的优势，是不同通讯技术均适用的统一的管理系统。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术制动力管理系统的结构示意图；图2为本专利技术制动力管理系统的工作流程图；图3为本专利技术提供的方法中定义的制动过程的各个阶段的示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1和图2所示的一种用于轨道车辆的制动力管理系统，具体包括：通讯数据采集单元、中心处理单元、调控中心、制动力分配单元、通讯数据转换单元和通讯数据映射单元。其中通讯数据采集单元负责从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据。通讯数据采集单元的作用是从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据。工作状态下，网络控制系统从通讯网络中收取车辆、牵引系统和制动系统的控制和状态数据，包括：各车辆单元的重量、牵引控车指令、制动控车指令、级位控车指令、车辆速度、车辆零速信号、牵引单元可用状态、制动单元可用状态、电制动力能力值、电制动力实际值、空转/滑行状态。所述的通讯网络包括：以太网、MVB总线、CANOpen总线等列车通讯网络；所述的控制数据包括：来自具有授权的驾驶室控车指令或者来自具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轨道车辆的制动力管理系统，其特征在于包括：/n通讯数据采集单元，从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据；/n中心处理单元，接收所述通讯数据采集单元传送的数据信息，将该数据进行量纲转换、物理量转换和关联数据统计获得统一标准的数据信息；/n接收中心处理单元传送的统一标准的数据信息的调控中心，所述调控中心根据接收到标准信息计算车辆总制动力、牵引系统总可用电制动力、各车辆单元最大黏着力、制动系统总机械制动力以及分析车辆电制动/空气制动转换点的逻辑控制过程；/n制动力分配单元，为各牵引单元分配电制动力、为各制动单元分配机械制动力；/n通讯数据转换单元，接收所述制动力分配单元传送的分配结果将该结果转换成通讯数据定义的类型；/n通讯数据映射单元，将通讯数据传送至网络控制系统的通讯接口中。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于轨道车辆的制动力管理系统，其特征在于包括：
通讯数据采集单元，从列车通讯网络中采集车辆的状态信息、牵引系统和制动系统的控制数据和状态数据；
中心处理单元，接收所述通讯数据采集单元传送的数据信息，将该数据进行量纲转换、物理量转换和关联数据统计获得统一标准的数据信息；
接收中心处理单元传送的统一标准的数据信息的调控中心，所述调控中心根据接收到标准信息计算车辆总制动力、牵引系统总可用电制动力、各车辆单元最大黏着力、制动系统总机械制动力以及分析车辆电制动/空气制动转换点的逻辑控制过程；
制动力分配单元，为各牵引单元分配电制动力、为各制动单元分配机械制动力；
通讯数据转换单元，接收所述制动力分配单元传送的分配结果将该结果转换成通讯数据定义的类型；
通讯数据映射单元，将通讯数据传送至网络控制系统的通讯接口中。


2.根据权利要求1所述的制动力管理系统，其特征还在于：所述控制数据来自具有授权的驾驶室控车指令或者来自具有控车权限的信号系统车载设备；所述状态数据来自牵引系统和制动系统的关于其自身或车辆的实时状态信息,所述控制数据包括各车辆单元的重量、牵引控车指令、制动控车指令、级位控车指令、车辆速度、车辆零速信号，所述状态数据包括牵引单元可用状态、制动单元可用状态、电制动力能力值、电制动力实际值、电制动退出状态、进行空转/滑行控制的状态信息。


3.根据权利要求2所述的制动力管理系统，其特征还在于：所述中心处理单元包括：子系统状态处理单元、车辆状态处理单元、指令处理单元和子系统互通处理单元。


4.根据权利要求1所述的制动力管理系统，其特征还在于：所述调控中心包括综合控制与管理单元和制动力计算单元，所述制动力计算单元根据统一标准的数据信息进行进行车辆总制动力计算：在制动工况下根据公式F＝kma，其中其中k为载重修正系数，m为车辆总重量，a为减速度值；其中k的值根据不同重量得出或者根据重量补偿策略计算得出，a是最大等效减速度与最大等效减速度百分比的乘积。


5.根据权利要求4所述的制动力管理系统，其特征还在于：所述制动力计算单元计算牵引系统总可用电制动力时：判断各个牵引单元的可用状态以及通讯状态，将能够发挥电制动的牵引单元当前电制动能力值进行求和运算获取车辆总电制动可用值。


6.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：于人生，王建强，石勇，何勇，邹臣国，姜仲昊，宋扬，罗延具，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21