列车异步制动控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种列车异步制动控制方法及控制系统，其中，异步制动控制方法包括以下步骤：收到制动命令后，计算机车和车辆的初始制动力值；判断机车和各车辆所处路况；测量机车或车辆所处轨道位置的坡道角度，并根据坡道角度计算机车和各车辆的自重在制动方向上的分量；结合机车和车辆的自重分量，基于初始制动力值所对应的制动缸压力，分别计算机车和各车辆的目标制动力；机车以及各车辆的制动系统分别根据其各自的目标制动力执行异步制动。本发明专利技术所提供的列车异步制动控制方法及控制系统，可结合机车和各车辆所处的路况对机车和各车辆的制动力进行差异化控制，减少列车的车钩力，提高列车运行的安全性。提高列车运行的安全性。提高列车运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
列车异步制动控制方法及控制系统


[0001]本专利技术属于列车制动
，尤其涉及一种列车异步制动控制方法及控制系统。

技术介绍

[0002]列车由位于头部的机车以及若干编组在一起的车辆组成，机车负责牵引运输，车辆根据运输用途分为货运车辆和客运车辆，机车与车辆之间以及车辆与车辆之间通过车钩进行连接。列车和车辆上均配被有制动装置，机车还需对整个列车的制动过程进行控制。
[0003]目前货运重载组合列车主要采用的是分布式同步制动控制系统，同步制动控制由于其无论列车运行在何种轨道环境下，都是采用同一制动目标值对各机车、货车进行制动控制，所以当列车运行在复杂地形条件下，前后车体所需制动力不一致的时候，采用既有的同步制动控制方法，会对整个列车纵向力产生较大影响，影响车辆之间的车钩力，在超出车钩安全范围的情况下，甚至会出现脱轨、断钩等事故，对列车运行的安全性造成不良影响。

技术实现思路

[0004]针对相关技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种列车异步制动控制方法及控制系统，可结合机车和各车辆所处的路况对机车和各车辆的制动力进行差异化控制。
[0005]本专利技术实施例的一方面提供一种异步制动控制方法，用于列车制动过程中，所述列车包括机车以及由所述机车牵引的若干节车辆，所述控制方法包括以下步骤：
[0006]计算初始制动力：收到制动命令后，计算机车和各车辆的初始制动力值F0并将初始制动力F0所对应的制动指令由机车发送给各车辆；
[0007]判断机车和各车辆所处路况：根据机车和各车辆所处的不同轨道位置，判断机车和各车辆当前分别是处于上坡、下坡还是平坦位置；
[0008]计算自重分量：测量机车或车辆所处轨道位置的坡道角度，并根据坡道角度计算机车和各车辆的自重在制动方向上的分量W
i
；
[0009]计算目标制动力：结合机车和车辆的自重分量，基于制动指令所对应的制动缸压力，分别计算机车和各车辆的目标制动力F
targeti
；
[0010]机车以及各车辆的制动系统分别根据其各自的目标制动力F
targeti
执行异步制动。
[0011]在本申请的一些实施例中，计算初始制动力F0包括以下步骤：
[0012]获取列车的运行速度信号，并根据列车的长度和载重获得列车的停车距离，计算整列车所需的总制动力；
[0013]将总制动力平均分配到机车和各车辆上形成机车和车辆的初始制动力值F0。
[0014]在本申请的一些实施例中，判断各车辆所处路况是通过监测各车辆前后车钩的车钩力实现的，具体包括以下情况：
[0015]若前车钩的车钩力是拉力且后车钩的车钩力也是拉力，则可判断该车辆处于上坡位置；
[0016]若前车钩的车钩力是压力且后车钩的车钩力也是压力，则可判断该车辆处于下坡位置；
[0017]若前车钩和后车钩的压力或拉力值小于设定的阈值，则判断该车辆处于平坦的路况；
[0018]判断机车所处路况是通过监测机车后车钩的车钩力实现的，具体地：
[0019]若机车后车钩的车钩力是拉力时，则可判断机车处于上坡位置；
[0020]若机车后车钩的车钩力是压力时，则可判断机车处于下坡位置。
[0021]在本申请的一些实施例中，机车和各车辆上均安装有角度传感器，角度传感器采集机车或车辆的倾斜角度，从而获得机车或车辆所处坡道的坡道角度。
[0022]在本申请的一些实施例中，机车或各车辆的自重在制动方向上的分量W
i
的计算公式如下：
[0023]W
i
＝M
i
×
g
×
sinθ
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0024]式中：
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆的自重分量；
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆的总质量；g为重力加速度；
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆所处坡度的坡道角度。
[0025]在本申请的一些实施例中，机车和各车辆的目标制动力F
targeti
的计算公式如下：
[0026]F
targeti
＝C
i
×
BCP
i
±
W
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0027]以上式(2)中，当机车或该节车辆处于上坡时，F
targeti
＝C
i
×
BCP
i
‑
W
i
，当机车或该节车辆处于下坡时，F
targeti
＝C
i
×
BCP
i
+W
i
；C
i
为与制动缸相关的常量，C
i
＝Ap
i
×
LR
i
×
EFF
i
，其中，Ap
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆制动缸活塞的面积，
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆制动缸杠杆比，EFF
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆制动缸的传动效率；BCP
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆的制动缸压力。
[0028]在本申请的一些实施例中，还包括在制动过程中进行闭环调节的步骤：实时获取机车和各车辆的当前加速度，根据当前加速度值获取输出的实际制动力值，并以所对应的目标制动力值F
targeti
为目标，对制动缸压力进行实时调整。
[0029]本专利技术实施例的另一方面提供一种列车异步制动控制系统，用于执行如上任一项所述的列车异步制动控制方法，该控制系统包括设置于机车上的机车车载设备以及分别设置在每节车辆上的车辆车载设备，其中：
[0030]机车车载设备包括：
[0031]机车制动机，用于发出制动命令并执行机车的制动动作；
[0032]机车角度传感器，用于采集机车的倾斜角度；
[0033]列车制动力控制管理单元，其与机车制动机和机车角度传感器连接，并被配置为可根据机车制动机的制动命令，计算机车和车辆的初始制动力值以及机车的目标制动力值，确定制动指令并控制机车制动机执行制动动作；
[0034]机车通信模块，其与列车制动控制管理单元和各车辆通信连接，用于将列车制动力控制管理单元的制动指令发送给各车辆；车辆车载设备包括：
[0035]车辆通信模块，其与机车通信模块通信连接，用于接收来自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车异步制动控制方法，用于列车制动过程中，所述列车包括机车以及由所述机车牵引的若干节车辆，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：计算初始制动力：收到制动命令后，计算机车和各车辆的初始制动力值F0并将初始制动力F0所对应的制动指令由机车发送给各车辆；判断机车和各车辆所处路况：根据机车和各车辆所处的不同轨道位置，判断机车和各车辆当前分别是处于上坡、下坡还是平坦位置；计算自重分量：测量机车或车辆所处轨道位置的坡道角度，并根据坡道角度计算机车和各车辆的自重在制动方向上的分量W
i
；计算目标制动力：结合机车和车辆的自重分量，基于制动指令所对应的制动缸压力，分别计算机车和各车辆的目标制动力F
targeti
；机车以及各车辆的制动系统分别根据其各自的目标制动力F
targeti
执行异步制动。2.根据权利要求1所述的列车异步制动控制方法，其特征在于，计算初始制动力F0包括以下步骤：获取列车的运行速度信号，并根据列车的长度和载重获得列车的停车距离，计算整列车所需的总制动力；将总制动力平均分配到机车和各车辆上形成机车和车辆的初始制动力值F0。3.根据权利要求1所述的列车异步制动控制方法，其特征在于，判断各车辆所处路况是通过监测各车辆前后车钩的车钩力实现的，具体包括以下情况：若前车钩的车钩力是拉力且后车钩的车钩力也是拉力，则可判断该车辆处于上坡位置；若前车钩的车钩力是压力且后车钩的车钩力也是压力，则可判断该车辆处于下坡位置；若前车钩和后车钩的压力或拉力值小于设定的阈值，则判断该车辆处于平坦的路况；判断机车所处路况是通过监测机车后车钩的车钩力实现的，具体地：若机车后车钩的车钩力是拉力时，则可判断机车处于上坡位置；若机车后车钩的车钩力是压力时，则可判断机车处于下坡位置。4.根据权利要求2所述的列车异步制动控制方法，其特征在于，机车和各车辆上均安装有角度传感器，角度传感器采集机车或车辆的倾斜角度，从而获得机车或车辆所处坡道的坡道角度。5.根据权利要求4所述的列车异步制动控制方法，其特征在于，机车或各车辆的自重在制动方向上的分量W
i
的计算公式如下：W
i
＝M
i
×
g
×
sinθ
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆的自重分量；
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆的总质量；g为重力加速度；
i
为机车或从机车开始第i
‑
1节车辆所处坡度的坡道角度。6.根据权利要求5所述的列车异步制动控制方法，其特征在于，机车和各车辆的目标制动力F
targeti
的计算公式如下：F
targeti
＝C
i
×
BCP
i
±
W
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)以上式(2)中，当机车或该节车辆处于上坡时，F
targeti
＝C
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泉，周士华，晏义，毛金虎，刘杰，王建兵，
申请(专利权)人：中车制动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：