【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及协同控制领域，特别是关于一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统及方法。
技术介绍
1、架空接触网式电气化公路系统是一种接触网悬空架设在公路上方、接触网采用双极性供电运行在电气化公路的车辆，其车辆顶部配置双极受电弓与接触网滑动接触实现接触网供电。
2、相较于传统的轨道交通系统，轨道交通接触网和轨道采用全线架设供电，而电气化公路接触网架设在常规公路上空，不需要对常规公路的路面进行改动或铺设轨道，且接触网可在例如隧道、桥梁、立交桥下或进出厂区路段等部分特殊路段不架设接触网，经过这些非电气化限高路段，车辆需要降下受电弓，同时，车辆上的动力电池替代接触网继续为车辆运行供能。这样能保障电气化车辆运行辐射范围不完全受限于接触网架设范围，车辆运转灵活度更高。
3、由此带来一系列问题，例如车辆经过隧道或立交桥下区域时，需要提供足够的时间，保证车辆在进入隧道前，顶部受电弓完全降低收回到安全高度内，避免带受电弓的车辆高度超出隧道限高，导致进入隧道时出现安全事故。但是单纯依靠司机自主判定降弓时机，可能会出现误判或滞后操作导致进入隧道时，受电弓还未完全降低到安全高度，而行驶在隧道或立交桥下时，司机也可能误操作，导致在未出隧道或立交桥时提前升弓，撞上隧道顶部。并且在车辆受电弓重新接入接触网、转为接触网供电模式时，其车载dcdc转换器需要获取当前路段接触网供电电压信息，避免因并网电压不匹配造成较大冲击电流，损坏车载设备。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一方面，提供一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统，包括非供电接触网、限高入口标识信号器、限高出口标识信号器、信号接收器和控制系统；
3、非电气化限高路段入口和非电气化限高路段出口处分别设置有所述非供电接触网构成接触网非供电区，每一接触网非供电区均通过对应分段绝缘器连接接触网供电区；
4、非电气化限高路段入口的接触网供电区结束端口设置有用于发送限高入口标识信号的所述限高入口标识信号器；非电气化限高路段出口的接触网供电区结束端口设置有用于发送限高出口标识信号和当前接触网网压信息的所述限高出口标识信号器；
5、每一电气化车辆的顶部均设置有用于接收限高入口标识信号和限高出口标识信号的所述信号接收器；
6、所述控制系统连接所述信号接收器，用于根据限高入口标识信号、限高出口标识信号、车辆辅助系统判定结果、预先设定的升弓条件、升弓状态失电时间以及预先设定的失电时间阈值，向电气化车辆下达电驱系统的限速指令、降弓指令或司机可手动升弓提示信号、动力电池的投切指令，控制电气化车辆处于接触网供电模式、电池供电模式或电池供电+预充电模式，进而完成车、弓、网的协同控制。
7、进一步地，所述非电气化限高路段入口与对应接触网供电结束端口保持一定安全运行距离，该距离根据受电弓常规降弓时间、车辆升弓状态下短暂失电时间、限速设定和最大车身长度设定。
8、进一步地，所述限高入口标识信号器和限高出口标识信号器均采用10m～20m的短距离无线通讯器。
9、进一步地，所述控制系统内设置有：
10、参数设定模块，用于预先设定升弓条件和失电时间阈值；
11、信号接收模块，用于接收限高入口标识信号、限高出口标识信号、当前接触网网压信息、车辆辅助系统判定结果、升弓状态失电时间和受电弓降弓完成标志；
12、指令下发模块，用于当接收到限高入口标识信号时，或者当升弓状态失电时间达到失电时间阈值时，则向电气化车辆下达电驱系统的限速指令、受电弓的降弓指令以及动力电池的投入指令，此时电气化车辆从接触网供电模式进入电池供电模式，弓网机械接触脱离，同时并网开关断开，等待下次升弓并网操作时闭合；当接收到限高出口标识信号且车辆辅助系统判定结果满足升弓条件时，则向电气化车辆下达司机可手动升弓提示信号，电气化车辆从电池供电模式进入电池供电+预充电模式；当检测到弓网正常接触，受电弓取电电压和车载dcdc转换器的输入电压匹配时，则向电气化车辆下达动力电池的切出指令，并网开关闭合，此时电气化车辆从电池供电+预充电模式进入接触网供电模式；
13、限速指令解除模块，用于当接收到受电弓降弓完成标志时，解除电气化车辆的电驱系统的限速指令；
14、预充电模块，用于在电池供电+预充电模式下，根据当前接触网网压信息为车载dcdc转换器进行预充电。
15、进一步地，所述指令下发模块还用于当接收到限高入口标识信号时，或者当升弓状态失电时间达到失电时间阈值时，向电气化车辆下达司机手动升弓的屏蔽指令；当接收到限高出口标识信号且车辆辅助系统判定结果满足升弓条件时，向电气化车辆解除司机手动升弓的屏蔽指令。
16、进一步地，所述升弓条件为电气化车辆的受电弓已位于接触网正下方且双极接触网处于受电弓弓头受电区域正上方。
17、进一步地，所述车辆辅助系统判定结果包括车道保持系统和图像识别系统的判定结果。
18、另一方面，提供一种用于电气化公路的车弓网协同控制方法，包括：
19、在非电气化限高路段入口和非电气化限高路段出口处分别设置非供电接触网构成接触网非供电区，每一接触网非供电区均通过对应分段绝缘器连接接触网供电区；
20、在非电气化限高路段入口的接触网供电区结束端口设置限高入口标识信号器，并在非电气化限高路段出口的接触网供电区结束端口设置限高出口标识信号器，在电气化车辆的顶部设置信号接收器；
21、当电气化车辆驶入限高入口标识信号器的信号覆盖范围时，信号接收器接收限高入口标识信号并发送至电气化车辆的控制系统；
22、控制系统根据限高入口标识信号、升弓状态失电时间以及预先设定的失电时间阈值，向电气化车辆下达电驱系统的限速指令、受电弓的降弓指令和动力电池的投入指令，控制电气化车辆从接触网供电模式进入电池供电模式；
23、当电气化车辆驶出非电气化限高路段出口，进入限高出口标识信号器的信号覆盖范围时，信号接收器接收限高出口标识信号和当前接触网网压信息并发送至电气化车辆的控制系统；
24、控制系统根据限高出口标识信号、当前接触网网压信息、车辆辅助系统判定结果以及预先设定的升弓条件，向电气化车辆下达司机可手动升弓提示信号和动力电池的切出指令，控制电气化车辆从电池供电模式进入电池供电+预充电模式后再进入接触网供电模式。
25、进一步地，所述控制系统根据限高入口标识信号、升弓状态失电时间以及预先设定的失电时间阈值，向电气化车辆下达电驱系统的限速指令、受电弓的降弓指令和动力电池的投入指令，控制电气化车辆从接触网供电模式进入电池供电模式，包括：
26、控制系统根据接收的限高入口标识信号，向电气化车辆下达电驱系统的限速指令、受电弓的降弓指令以及动力电池的投入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统，其特征在于，包括非供电接触网、限高入口标识信号器、限高出口标识信号器、信号接收器和控制系统；
2.如权利要求1所述的一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统，其特征在于，所述非电气化限高路段入口与对应接触网供电结束端口保持一定安全运行距离，该距离根据受电弓常规降弓时间、车辆升弓状态下短暂失电时间、限速设定和最大车身长度设定。
3.如权利要求1所述的一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统，其特征在于，所述限高入口标识信号器和限高出口标识信号器均采用10m～20m的短距离无线通讯器。
4.如权利要求1所述的一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统，其特征在于，所述控制系统内设置有：
5.如权利要求4所述的一种用于电气化公路的车弓网协同控制系统，其特征在于，所述指令下发模块还用于当接收到限高入口标识信号时，或者当升弓状态失电时间达到失电时间阈值时，向电气化车辆下达司机手动升弓的屏蔽指令；当接收到限高出口标识信号且车辆辅助系统判定结果满足升弓条件时，向电气化车辆解除司机手动升弓的屏蔽指令。
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