一种轨道工程列车重联系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道工程列车重联系统及其应用，系统包括列车重联网络，重联网络包括：设置于第一车辆的第一三层交换设备，及与第一三层交换设备相连的第一走行显示器、第一作业显示器；设置于第二车辆的第一数据交换设备，及与第一数据交换设备相连的第二作业显示器；第一数据交换设备连接于第一三层交换设备与第二三层交换设备之间；设置于第三车辆的第二三层交换设备，及与第二三层交换设备相连的第二走行显示器、第三作业显示器；第一与第二三层交换设备之间采用ETB网络通信，第一数据交换设备与第一、第二三层交换设备之间采用ECN网络通信。本发明专利技术能解决现有列车重联系统无法实现列车内部组成网络重联及关键功能硬件连锁的技术问题。

A rail engineering train reconnection system and its application

【技术实现步骤摘要】
一种轨道工程列车重联系统及其应用
本专利技术涉及轨道工程机械
，尤其涉及一种轨道工程列车，特别是钢轨打磨车的重联系统。
技术介绍
钢轨在使用过程中，由于许多原因产生波浪磨耗、毛刺等病害，破坏了原有的轨头形状，特别是在曲线段、接头处，这些都会影响行车速度和旅客的乘坐舒适度。钢轨打磨车是一种结构复杂、控制先进的养路机械，集机、电、液、气及计算机技术于一体，它通过廓形和波磨测量系统获得钢轨的磨损状况，并将测量结果提供到计算机控制系统。经过运算与比较，计算机控制设置在控制车、生活车、动力车上的三个打磨小车附属的48个磨头的偏转、横移和加压完成钢轨的打磨作业。PGM48型钢轨打磨列车是一种主要用于消除钢轨表面缺陷，包括肥边、轨面擦伤、波浪磨耗等的轨道工程列车。一列PGM48型打磨列车通常由三节车辆组成，每节车辆装备两个打磨小车，每个打磨小车安装有8个打磨头，因此全车共有48个打磨头，可选择的打磨模式共有99种。PGM-48型钢轨打磨列车集机、电、液、气及计算机技术于一体，其控制系统较为先进。通过廓形和波磨测量系统获得钢轨磨损状况，再将测量结果输入到计算机控制系统，经过运算与比较，控制系统控制48个打磨电动机完成偏转、横移和加压动作，最终完成钢轨打磨作业。在现有技术中，由本申请人株洲时代电子技术有限公司，以及中国铁路总公司于2016年12月19日申请，并于2017年05月31日公开，公开号为CN106740996A的中国专利技术申请，公开了一种轨道工程列车无线重联控制装置、系统及方法，无线重联控制装置设置在轨道工程列车上，并包括：依次相连的以太网模块、无线模块和无线天线。无线模块进一步包括无线局域网设备、无线通信模块和/或无线电台。无线重联控制装置通过以太网模块、无线通信模块和无线天线实现轨道工程列车与地面服务器之间的信息交互。无线重联控制装置还通过以太网模块、无线局域网设备和/或无线电台，以及无线天线实现各编组内轨道工程列车之间的信息交互。该专利技术能够解决现有轨道工程列车基本按照功能进行车辆设计，没有重联控制功能，在现场使用时不能对车辆按照功能分类进行组合作业的技术问题。但是，上述现有技术方案主要侧重于介绍轨道工程列车之间的无线重联控制，而没有对轨道工程列车内部重联网络，以及关键功能硬件连锁方面的研究。因此，研制一种具备两节以上轨道工程列车内部组成网络重联及关键功能硬件连锁功能的轨道工程列车重联系统成为当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种轨道工程列车重联系统及其应用，以解决现有重联系统无法实现列车内部组成网络重联及关键功能硬件连锁的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种轨道工程列车重联系统的技术实现方案，轨道工程列车重联系统，轨道工程列车包括至少三节车，该三节车分别为第一车辆、第二车辆及第三车辆。轨道工程列车重联系统包括列车重联网络，所述列车重联网络包括三层交换设备、数据交换设备、走行显示器及作业显示器。所述三层交换设备包括设置于第一车辆的第一三层交换设备及设置于所述第三车辆的第二三层交换设备。所述数据交换设备包括设置于第二车辆的第一数据交换设备。所述走行显示器包括设置于第一车辆且与所述第一三层交换设备相连的第一走行显示器，及设置于第三车辆且与所述第二三层交换设备相连的第二走行显示器。所述作业显示器包括设置于第一车辆且与所述第一三层交换设备相连的第一作业显示器，设置于第二车辆且与所述第一数据交换设备相连的第二作业显示器，及设置于第三车辆且与所述第二三层交换设备相连的第三作业显示器。所述第一数据交换设备连接于所述第一三层交换设备与第二三层交换设备之间。所述第一三层交换设备与第二三层交换设备之间采用ETB网络通信，所述第一数据交换设备与第一三层交换设备、第二三层交换设备之间采用ECN网络通信。所述轨道工程列车之间通过ETB网络实现重联。所述第一三层交换设备、第二三层交换设备能实现ETB网络动态重组，并能管理ETB网络，以及ETB网络与ECN网络之间的数据路由传输。进一步的，所述第一三层交换设备与第一走行显示器、第一作业显示器之间通过ECN网络通信。所述第二三层交换设备与第二走行显示器、第三作业显示器之间通过ECN网络通信。所述第一数据交换设备与第二作业显示器之间通过ECN网络通信。进一步的，所述数据交换设备包括设置于所述第二车辆的第二数据交换设备及第三数据交换设备。所述第二数据交换设备连接于所述第一三层交换设备与第二三层交换设备之间，所述第二数据交换设备与第一三层交换设备、第二三层交换设备之间通过ETB网络通信。所述第三数据交换设备连接于所述第一三层交换设备与第二三层交换设备之间，所述第三数据交换设备与第一三层交换设备、第二三层交换设备之间通过ETB网络通信。进一步的，所述轨道工程列车的打磨作业和走行均采用CAN网络控制。打磨作业数据通过所述第一车辆或第三车辆的CAN网络传输至本节车的作业显示器，由该作业显示器输出并经本节车的ECN网络传输至本列车的其他作业显示器和走行显示器，再由其他作业显示器传输至所在车辆的CAN网络。打磨作业数据同时经本节车的ECN网络转至ETB网络传输，在所述第一三层交换设备、第二三层交换设备的路由管理下，由ETB网络转至其他车的ECN网络，并输出至该列车其他所有的作业显示器和走行显示器进行显示，再由作业显示器传输至该作业显示器所在车辆的CAN网络，实现打磨作业数据交互。走行控制数据由所述第一车辆或第三车辆的走行显示器输出并经本节车的ECN网络传输至第一车辆，第二车辆及第三车辆的作业显示器，再由作业显示器传输至所在车辆的CAN网络。走行控制数据同时经本节车的ECN网络转至ETB网络传输，在所述第一三层交换设备、第二三层交换设备的路由管理下，由ETB网络转至其他车的ECN网络，并输出至该列车其他所有的作业显示器和走行显示器进行显示，再由作业显示器传输至该作业显示器所在的车辆CAN网络，实现走行控制数据交互。进一步的，所述第一走行显示器、第二走行显示器用于显示轨道工程列车的走行信息，所述轨道工程列车重联后显示的走行信息包括但不限于：重联状态信息，重联后所有发动机的信息，重联后所有传动轴的轴压力和频率信息，行车速度及报警信息。进一步的，所述第一作业显示器、第二作业显示器及第三作业显示器用于显示轨道工程列车的打磨信息，所述轨道工程列车重联后显示的打磨信息包括但不限于：重联状态信息，重联后所有打磨电机的工作状态、功率信息，重联后所有打磨小车的掉道状态，重联后所有偏转电机的状态、角度信息，每列车的打磨设备状态、报警信息，作业模式信息，以及作业速度、里程、打磨区域信息。进一步的，所述轨道工程列车重联系统还包括紧急提升连锁模块，所述紧急提升连锁模块包括：用于实现所述第一车辆磨头紧急提升的第一紧急提升按钮、第一二极管、第一重联继电器、第一紧急提升继电器及第二紧急提升继电器；所述第一紧急提升按钮与第一重联继电器相连，所述第一二极管的阳极连接于第一紧急本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道工程列车重联系统，轨道工程列车(100)包括至少三节车，该三节车分别为第一车辆(11)、第二车辆(12)及第三车辆(13)，其特征在于：轨道工程列车重联系统(10)包括列车重联网络(1)，所述列车重联网络(1)包括三层交换设备、数据交换设备、走行显示器及作业显示器；/n所述三层交换设备包括设置于第一车辆(11)的第一三层交换设备(101)及设置于所述第三车辆(13)的第二三层交换设备(102)；/n所述数据交换设备包括设置于第二车辆(12)的第一数据交换设备(103)；/n所述走行显示器包括设置于第一车辆(11)且与所述第一三层交换设备(101)相连的第一走行显示器(106)，及设置于第三车辆(13)且与所述第二三层交换设备(102)相连的第二走行显示器(109)；/n所述作业显示器包括设置于第一车辆(11)且与所述第一三层交换设备(101)相连的第一作业显示器(107)，设置于第二车辆(12)且与所述第一数据交换设备(103)相连的第二作业显示器(108)，及设置于第三车辆(13)且与所述第二三层交换设备(102)相连的第三作业显示器(110)；/n所述第一数据交换设备(103)连接于所述第一三层交换设备(101)与第二三层交换设备(102)之间；/n所述第一三层交换设备(101)与第二三层交换设备(102)之间采用ETB网络通信，所述第一数据交换设备(103)与第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)之间采用ECN网络通信；/n所述轨道工程列车(100)之间通过ETB网络实现重联；所述第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)能实现ETB网络动态重组，并能管理ETB网络，以及ETB网络与ECN网络之间的数据路由传输。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轨道工程列车重联系统，轨道工程列车(100)包括至少三节车，该三节车分别为第一车辆(11)、第二车辆(12)及第三车辆(13)，其特征在于：轨道工程列车重联系统(10)包括列车重联网络(1)，所述列车重联网络(1)包括三层交换设备、数据交换设备、走行显示器及作业显示器；
所述三层交换设备包括设置于第一车辆(11)的第一三层交换设备(101)及设置于所述第三车辆(13)的第二三层交换设备(102)；
所述数据交换设备包括设置于第二车辆(12)的第一数据交换设备(103)；
所述走行显示器包括设置于第一车辆(11)且与所述第一三层交换设备(101)相连的第一走行显示器(106)，及设置于第三车辆(13)且与所述第二三层交换设备(102)相连的第二走行显示器(109)；
所述作业显示器包括设置于第一车辆(11)且与所述第一三层交换设备(101)相连的第一作业显示器(107)，设置于第二车辆(12)且与所述第一数据交换设备(103)相连的第二作业显示器(108)，及设置于第三车辆(13)且与所述第二三层交换设备(102)相连的第三作业显示器(110)；
所述第一数据交换设备(103)连接于所述第一三层交换设备(101)与第二三层交换设备(102)之间；
所述第一三层交换设备(101)与第二三层交换设备(102)之间采用ETB网络通信，所述第一数据交换设备(103)与第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)之间采用ECN网络通信；
所述轨道工程列车(100)之间通过ETB网络实现重联；所述第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)能实现ETB网络动态重组，并能管理ETB网络，以及ETB网络与ECN网络之间的数据路由传输。


2.根据权利要求1所述的轨道工程列车重联系统，其特征在于：所述第一三层交换设备(101)与第一走行显示器(106)、第一作业显示器(107)之间通过ECN网络通信；所述第二三层交换设备(102)与第二走行显示器(109)、第三作业显示器(110)之间通过ECN网络通信；所述第一数据交换设备(103)与第二作业显示器(108)之间通过ECN网络通信。


3.根据权利要求1或2所述的轨道工程列车重联系统，其特征在于：所述数据交换设备进一步包括设置于所述第二车辆(12)的第二数据交换设备(104)及第三数据交换设备(105)；所述第二数据交换设备(104)连接于所述第一三层交换设备(101)与第二三层交换设备(102)之间，所述第二数据交换设备(104)与第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)之间通过ETB网络通信；所述第三数据交换设备(105)连接于所述第一三层交换设备(101)与第二三层交换设备(102)之间，所述第三数据交换设备(105)与第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)之间通过ETB网络通信。


4.根据权利要求3所述的轨道工程列车重联系统，其特征在于：所述轨道工程列车(100)的打磨作业和走行均采用CAN网络控制；打磨作业数据通过所述第一车辆(11)或第三车辆(13)的CAN网络传输至本节车的作业显示器，由该作业显示器输出并经本节车的ECN网络传输至本列车的其他作业显示器和走行显示器，再由其他作业显示器传输至所在车辆的CAN网络；打磨作业数据同时经本节车的ECN网络转至ETB网络传输，在所述第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)的路由管理下，由ETB网络转至其他车的ECN网络，并输出至该列车其他所有的作业显示器和走行显示器进行显示，再由作业显示器传输至该作业显示器所在车辆的CAN网络，实现打磨作业数据交互；走行控制数据由所述第一车辆(11)或第三车辆(13)的走行显示器输出并经本节车的ECN网络传输至第一车辆(11)，第二车辆(12)及第三车辆(13)的作业显示器，再由作业显示器传输至所在车辆的CAN网络；走行控制数据同时经本节车的ECN网络转至ETB网络传输，在所述第一三层交换设备(101)、第二三层交换设备(102)的路由管理下，由ETB网络转至其他车的ECN网络，并输出至该列车其他所有的作业显示器和走行显示器进行显示，再由作业显示器传输至该作业显示器所在的车辆CAN网络，实现走行控制数据交互。


5.根据权利要求1、2或4所述的轨道工程列车重联系统，其特征在于：所述第一走行显示器(106)、第二走行显示器(109)用于显示轨道工程列车(100)的走行信息，所述轨道工程列车(100)重联后显示的走行信息包括但不限于：重联状态信息，重联后所有发动机的信息，重联后所有传动轴的轴压力和频率信息，行车速度及报警信息。


6.根据权利要求5所述的轨道工程列车重联系统，其特征在于：所述第一作业显示器(107)、第二作业显示器(108)及第三作业显示器(110)用于显示轨道工程列车(100)的打磨信息，所述轨道工程列车(100)重联后显示的打磨信息包括但不限于：重联状态信息，重联后所有打磨电机的工作状态、功率信息，重联后所有打磨小车的掉道状态，重联后所有偏转电机的状态、角度信息，每列车的打磨设备状态、报警信息，作业模式信息，以及作业速度、里程、打磨区域信息。


7.根据权利要求1、2、4或6所述的轨道工程列车重联系统，其特征在于，所述轨道工程列车重联系统(10)还包括紧急提升连锁模块(2)，所述紧急提升连锁模块(2)包括：
用于实现所述第一车辆(11)磨头紧急提升的第一紧急提升按钮(S1)、第一二极管(D1)、第一重联继电器(K1)、第一紧急提升继电器(K3)及第二紧急提升继电器(K4)；所述第一紧急提升按钮(S1)与第一重联继电器(K1)相连，所述第一二极管(D1)的阳极连接于第一紧急提升按钮(S1)的常开触点，阴极连接于第一重联继电器(K1)的继电器一端，从所述第一二极管(D1)的阴极引出第一车辆(11)的第一重联线(L1)，所述第一重联继电器(K1)的继电器另一端连接至地；
用于实现所述第二车辆(12)磨头紧急提升所述第二车辆(12)的第三紧急提升继电器(K5)及第四紧急提升继电器(K6)；
用于实现所述第三车辆(13)磨头紧急提升的第二紧急提升按钮(S2)、第二二极管(D2)、第二重联继电器(K2)、第五紧急提升继电器(K7)及第六紧急提升继电器(K8)；所述第二紧急提升按钮(S2)与第二重联继电器(K2)相连，所述第二二极管(D2)的阳极连接于第二紧急提升按钮(S2)的常开触点，阴极连接于第二重联继电器(K2)的继电器一端，从所述第二二极管(D2)的阴极引出第三车辆(13)的第二重联线(L2)，所述第二重联继电器(K2)的继电器另一端连接至地；
所述第一紧急提升按钮(S1)的常闭触点、第一重联继电器(K1)的常闭触点、第二紧急提升按钮(S2)的常闭触点及第二重联继电器(K2)的常闭触点依次串联后再与由所述第一紧急提升继电器(K3)、第二紧急提升继电器(K4)、第三紧急提升继电器(K5)、第四紧急提升继电器(K6)、第五紧急提升继电器(K7)及第六紧急提升继电器(K8)相互并联而成的支路相连；所述第一车辆(11)的控制电源连接至第一紧急提升按钮(S1)的常闭触点及常开触点，所述第三车辆(13)的控制电源连接至第二紧急提升按钮(S2)的常开触点；
在正常情况下，所述第一重联继电器(K1)及第二重联继电器(K2)的常闭触点闭合，所述第一紧急提升继电器(K3)、第二紧急提升继电器(K4)、第三紧急提升继电器(K5)、第四紧急提升继电器(K6)、第五紧急提升继电器(K7)及第六紧急提升继电器(K8)的常开触点闭合，所述第一紧急提升按钮(S1)及第二紧急提升按钮(S2)的常闭触点闭合，所述第一紧急提升按钮(S1)及第二紧急提升按钮(S2)的常开触点断开；
当按下第一紧急提升按钮(S1)，所述第一紧急提升按钮(S1)的常闭触点断开，常开触点闭合，所述第二紧急提升按钮(S2)的触点动作保持原状，所述第一重联继电器(K1)的常闭触点断开，第二重联继电器(K2)的常闭触点闭合，所述第一紧急提升继电器(K3)、第二紧急提升继电器(K4)、第三紧急提升继电器(K5)、第四紧急提升继电器(K6)、第五紧急提升继电器(K7)及第六紧急提升继电器(K8)的常开触点断开，所述第一车辆(11)、第二车辆(12)及第三车辆(13)的磨头紧急提升控制回路供电断开，车辆编组内的磨头提升；同时，所述第一重联线(L1)得电，与该第一重联线(L1)相连的另一列轨道工程列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尚，刘洁，张东方，吴磊，唐贵，何伟，祝长春，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43