基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法及系统，包括如下步骤：控制设置步骤：设置自动列车运行的牵引制动的控制逻辑和控制设备，将控制设备连接车载系统VATC和车辆；控制使用步骤：车载系统使用控制逻辑和控制设备进行牵引电控和机械制动混合控制，并使用硬线电路驱动车辆牵引制动装置，进行自动列车运行的牵引制动控制。本发明专利技术控制接口采用硬线接口电路，可靠性高，降低对TCMS系统的依赖性。TCMS系统的依赖性。TCMS系统的依赖性。

【技术实现步骤摘要】
基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通信号系统的
，具体地，涉及一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法及系统。尤其是，优选的涉及一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引、制动控制方法及设备。

技术介绍

[0002]在轨道交通领域自动列车运行模式下，信号车载系统根据运行策略实时控制牵引、制动实现列车安全平稳运行。传统地铁车载ATC(Automatic Train Control，自动列车控制)系统与车辆仅有网络接口用于发送牵引、制动命令和控制级位信息，车辆控制管理系统(TCMS)执行牵引电控和机械制动混合控制并输出到牵引、制动单元，其控制链路时延较长，控制精度较低。
[0003]公开号为CN110040158A的中国专利技术专利文献公开了一种轨道列车牵引制动级位控制方法，包括：获取列车行驶模式信息，TCMS系统通过远程输入输出单元RIOM冗余采集自动驾驶模式的信号系统输出的牵引制动级位信息、或人工驾驶模式的司控器输出的牵引制动级位信息；对远程输入输出单元RIOM进行实时通信诊断，根据远程输入输出单元RIOM采集的牵引制动级位信息，分别对自动驾驶模式或人工驾驶模式的轨道列车牵引制动级位进行控制。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为当车载ATC系统与TCMS系统通信中断或TCMS系统故障时，列车无法继续以自动模式运行，需要降级为人工控制的列车运行，从而使整个线路的运营效率大大降低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法及系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法包括如下步骤：
[0007]控制设置步骤：设置自动列车运行的牵引制动的控制逻辑和控制设备，将控制设备连接车载系统VATC和车辆；
[0008]控制使用步骤：车载系统使用控制逻辑和控制设备进行牵引电控和机械制动混合控制，并使用硬线电路驱动车辆牵引制动装置，进行自动列车运行的牵引制动控制。
[0009]优选的，在所述控制设置步骤中，控制逻辑包括方向向前命令、方向向后命令、牵引命令、制动命令、PWM牵引状态、PWM机械制动状态、PWM牵引级位输出、PWM机械制动级位输出、列车模式状态、移动授权以及初始化状态；
[0010]控制设备包括非安全输出继电器、PWM控制板以及PWM使能继电器。
[0011]优选的，在所述控制使用步骤中，当车载设备上电后，车载系统VATC执行自建测试，检测硬件设备工作状态，进行软件运行环境的测试，测试通过后车载系统VATC进入就绪
状态；
[0012]使用人工运行模式驾驶列车经过安装在地面的信标，车载设备建立列车位置并识别列车运行方向，车载系统VATC根据列车位置识别轨旁系统的控制区域，并解析当前运行区域的轨旁控制设备的通信地址，发送通信的初始化请求；
[0013]轨旁设备接受初始化消息后解析列车的识别号，注册列车初始化状态，并发送列车运行的移动授权；
[0014]车载设备接收到有效的移动授权建立列车模式状态中的自动运行模式ATO。
[0015]优选的，在所述控制使用步骤中，当列车进入自动运行模式ATO，车载系统VATC输出PWM使能命令驱动PWM使能继电器得电，PWM牵引级位输出电路和PWM机械制动输出电路连接的继电器触点闭合。
[0016]优选的，在所述控制使用步骤中，当列车进入自动运行模式ATO并接受轨旁系统有效的移动授权信息，车载系统VATC根据移动授权方向和列车运行方向计算自动运行的方向命令，车载设备控制方向命令驱动车辆的方向列车线电路，用于控制牵引系统的相位方向。
[0017]优选的，在所述控制使用步骤中，主控车载系统VATC采集PWM控制板牵引模块健康状态及机械制动模块健康状态，若主控车载系统VATC采集PWM控制板牵引模块健康状态及机械制动模块状态正常，并将采集的电路信号处理为逻辑状态用于牵引或制动需求计算。
[0018]优选的，在所述控制使用步骤中，当列车进入自动运行模式ATO并接受有效的移动授权，车载系统根据预编程的列车控制特性计算目标速度曲线及命令加速度，并使用伺服回路算法生成牵引制动的控制需求，车载系统检测PWM控制板的牵引模块和制动模块的健康状态，根据设备健康状态转化为最后的控制级位。
[0019]优选的，在所述控制使用步骤中，车载系统VATC根据控制级位计算列车当前需要加速或减速，并使用牵引命令或制动命令驱动车辆的牵引制动列车线，用于告知牵引制动单元进入牵引制动模式；
[0020]车载系统VATC根据最后的控制级位需求，输出牵引级位至PWM控制板并转换为驱动电流输出到车辆的牵引直流电机，车载系统实时采集车辆电制动单元的设备状态，计算当前电制动性能并补偿机械制动级位，车载系统VATC输出电制动和机械制动控制级位至PWM控制板，转换为驱动电流输出到车辆的电制动单元和机械制动单元，进而结合方向命令控制列车自动模式加速或减速。
[0021]优选的，在所述控制使用步骤中，若列车实际运行状态偏离自动列车运行策略，车载系统实时采集列车运行速度，根据列车加速或制动调整后续周期的牵引或制动级位，且调整至自动列车运行状态符合信号系统的运行策略。
[0022]根据本专利技术提供的一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制系统，包括如下模块：
[0023]控制设置模块：设置自动列车运行的牵引制动的控制逻辑和控制设备，将控制设备连接车载系统VATC和车辆；
[0024]控制使用模块：车载系统使用控制逻辑和控制设备进行牵引电控和机械制动混合控制，并使用硬线电路驱动车辆牵引制动装置，进行自动列车运行的牵引制动控制。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0026]1、本专利技术控制接口采用硬线接口电路，可靠性高，降低对TCMS系统的依赖性；
[0027]2、本专利技术结构合理，设计巧妙且安全性高；
[0028]3、本专利技术提升了信号车载系统和车辆系统的一体化程度；
[0029]4、本专利技术采用硬线接口电路，控制牵引、制动实时性高，提升了牵引、制动响应精度，有利于列车停车精度和运行舒适度；
[0030]5、本专利技术在车辆网络系统故障时，信号车载系统仍然可以控制列车使用自动模式运行，保证列车无需降级运行，提升了系统的可用性和运营效率；
[0031]6、本专利技术适用轨道交通领域传统地铁系统和全自动运行系统。
附图说明
[0032]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0033]图1为基于PWM技术控制牵引、制动原理图；
[0034]图2为基于PWM技术控制牵引、制动及方向命令的简化电路图；
[0035]图3为基于PWM技术控制牵引、制动需求的简化电路图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：控制设置步骤：设置自动列车运行的牵引制动的控制逻辑和控制设备，将控制设备连接车载系统VATC和车辆；控制使用步骤：车载系统使用控制逻辑和控制设备进行牵引电控和机械制动混合控制，并使用硬线电路驱动车辆牵引制动装置，进行自动列车运行的牵引制动控制。2.根据权利要求1所述的基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法，其特征在于，在所述控制设置步骤中，控制逻辑包括方向向前命令、方向向后命令、牵引命令、制动命令、PWM牵引状态、PWM机械制动状态、PWM牵引级位输出、PWM机械制动级位输出、列车模式状态、移动授权以及初始化状态；控制设备包括非安全输出继电器、PWM控制板以及PWM使能继电器。3.根据权利要求2所述的基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法，其特征在于，在所述控制使用步骤中，当车载设备上电后，车载系统VATC执行自建测试，检测硬件设备工作状态，进行软件运行环境的测试，测试通过后车载系统VATC进入就绪状态；使用人工运行模式驾驶列车经过安装在地面的信标，车载设备建立列车位置并识别列车运行方向，车载系统VATC根据列车位置识别轨旁系统的控制区域，并解析当前运行区域的轨旁控制设备的通信地址，发送通信的初始化请求；轨旁设备接受初始化消息后解析列车的识别号，注册列车初始化状态，并发送列车运行的移动授权；车载设备接收到有效的移动授权建立列车模式状态中的自动运行模式ATO。4.根据权利要求2所述的基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法，其特征在于，在所述控制使用步骤中，当列车进入自动运行模式ATO，车载系统VATC输出PWM使能命令驱动PWM使能继电器得电，PWM牵引级位输出电路和PWM机械制动输出电路连接的继电器触点闭合。5.根据权利要求2所述的基于PWM技术的自动列车运行的牵引制动控制方法，其特征在于，在所述控制使用步骤中，当列车进入自动运行模式ATO并接受轨旁系统有效的移动授权信息，车载系统VATC根据移动授权方向和列车运行方向计算自动运行的方向命令，车载设备控制方向命令驱动车辆的方向列车线电路，用于控制牵引系统的相位方向。6.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝，高琳，岳阳，章炳炜，
申请(专利权)人：新誉庞巴迪信号系统有限公司，
类型：发明
国别省市：