【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全自动化产品领域，涉及一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置及方法。
技术介绍
1、目前现有的适用于新能源轨道交通工程车辆整车控制系统采用分布式结构设计，系统主要构成包括中央控制单元、io单元(输入输出单元)、数据记录单元、协议转换单元、车载无线主机、各个子系统(如：牵引控制单元、制动控制单元、辅助控制单元、dcdc单元、充电机、电池系统等)以及地面专家系统，整车的控制、监视、记录、诊断、预警等均分散子在不同的控制器中，需要通过相互的交互数据才能实现其职能，但现有分布式结构设计下，数据交互依赖于通信总线、传输周期、数据长度、最大传输时长等多个方面的制约。此外轨道交通工程车辆受限于车辆结构、安装空间、整车重量、成本造价和应用环境，传统的分布式控制系统设备种类繁多、设备体积大、成本高、重量大、实时性差、协同性差、智能化水平不足、模态单一、安全性不足、运维难度大，在新能源普及和发展的必要趋势下，新能源轨道交通工程车辆作为低碳时代的重要基础设施，亟需一种高集成度的一体化多模融合智控装置，将车辆多个控制单元大整合，实现轻量化、小型化、集成化、低成本、高效率、高带宽、高时效、高安全、多模且智能化等多维度新突破。
2、目前既有的技术方案中，网络控制系统各个设备是按功能和职能划分的，即整车包含独立的中央控制单元机箱、io单元机箱、协议转换网关、数据记录单元、车载无线主机及地面系统等，如图1为现有技术技术方案示意图；
3、现有技术一的缺点
4、1)控制器种类繁多，成本高。
5
6、3)各个模块间均需通过数据交互后才能执行自身功能，分布式结构限制了系统应用的灵活性和实用性。
7、4)受限于单模化的控制模块，必须借助外接多个转换设备才能实现多模交互；
8、5)仅能实现基本控制功能，零智能化，无法满足当下新能源工程机车的应用日益发展需要；
9、6)分布式结构导致故障排除和诊断问题难度较高；
10、7)软件重叠开发且软件支持少，开发效率低；
11、8)无法自主规避网络基础设置问题，包括传输、高负载、信息丢失问题；
12、9)无法保证数据的安全性和数据共享的风险问题。
技术实现思路
1、为了解决既有新能源工程车辆控制系统设备种类繁多、设备体积大、成本高、重量大、实时性差、协同性差、智能化水平不足、模态单一、安全性不足、运维难度大等固在问题，本专利技术采用的技术方案是：一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，包括：
2、电源板、智控模块、i/o板、无线板、防火墙模块、多功能接口板、i/0扩展板、多功能扩展接口板和多链路融合背板；
3、所述电源板通过供电线与多链路融合背板相连接；
4、所述智控模块通过多模通信接口与多链路融合背板相连接；
5、所述i/o板通过can通信与多链路融合背板相连接；
6、所述无线板通过以太网与多链路融合背板相连接；
7、所述防火墙模块通过以太网与多链路融合背板相连接；
8、所述多功能接口板通过以太网、mvb、can、rs485或rs232与多链路融合背板相连接；
9、所述i/0扩展板通过can通信与多链路融合背板相连接；
10、所述多功能扩展接口板通过以太网、mvb、can、rs485或rs232与多链路融合背板相连接。
11、进一步地：所述多链路融合背板包括供电链路及多种行业通用通信链路；所述多种行业通用通信链路包括以太网、mvb、can、rs485和rs232。
12、进一步地：所述多功能接口板包括前面板；
13、所述前面板包括以太网、mvb、can、rs485或rs232通用通信接口，其中以太网采用m12-d类型接口，mvb、can、rs485、rs232采用d-sub9型接口，其中can、rs485、rs232共用1个d-sub9型接口。
14、进一步地：所述智控模块将主控单元、数据记录仪、协议转换单元、无线主机、i/o控制器进行融合并集成智能化逻辑，通过构建车辆适配需求树，采用需求导向反推实现方式，确定该装置适用的车型包括：纯电新能源工程机车、氢能源工程机车、内电双源工程机车、城市悬挂式单轨、有轨电车，
15、根据任一所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，包括上电或下电控制过程，所述上电或下电控制过程包括以下步骤：
16、当有效的上电或下电指令触发后，将指令下发，执行相关上电或下电任务；上电或下电任务取决于车辆设计需求，一般考虑子系统减载，如牵引风机停机、空调减载、显示屏黑屏或照明关闭；
17、当固定时间内所有系统上电/下电完成后，判定上电/下电成功，并将成功信息通过无线板卡和以太网反馈给地面系统、并通过多功能接口板和车辆以太网、rs485通知车辆显示系统；
18、当上电或下电指令下发固定时间后，仍存在系统未上电/下电成功，则判断上电/下电失败，并将整车及子系统的上电或下电失败信息通过无线板卡和以太网反馈给地面系统；
19、下电成功后，若突发异常不能满足下电成功状态，则将对整车下电成功与否进行重新判定；上电成功后，若突发异常不能满足唤醒成功状态，因此时整车处于上电工作状态，通过无线板卡和以太网以故障提示的方式向地面提供示警。
20、进一步地：包括负载智能分时分级投入过程控制，所述负载智能分时分级投入过程控制包括以下步骤：
21、通过多功能接口板，与各系统即牵引系统、制动系统、辅变系统、显示系统、供电系统实现通信，同时也能够通过io板实现与车辆硬线电路的io交互，
22、通过多功能接口板和智控装置的协议转换功能获知整车的所有系统和设备的状态数据和故障数据，将从地面系统需求、司机操作、设备状态多角度综合分析负载投入实际及投入级别，
23、其中牵引风机的分时分级投入策略如下：
24、(1)首先：基于司机操作司控器的级位信息，根据如下公式计算出线性的投入系数；
25、y＝k*x
26、其中：y:风机投入系数，k：线性比例系数，x:司控器级位；
27、(2)其次：根据机车轴速、电机转速、轮径值信息计算机车运行速度，根据运行速度计算出低速工况频率，具体方法为：
28、实时速度处于vx<v<vy，其中，v:当前速度，vx：零速值，vy:低速最大限值，并持续低速运行时间限值t1以上时，输出最高频率值，直至v-vy>5且持续退出低速时间限值t2时，恢复至第(1)条的线性投入控制；
29、(3)再次：根据多功能接口板检测到来自牵引系统的柜内温度反馈信息，计算出温度环境下的频率控制值，具体方法为：
30、温度值tp<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：所述多链路融合背板包括供电链路及多种行业通用通信链路；所述多种行业通用通信链路包括以太网、MVB、CAN、RS485和RS232。
3.根据权利要求1所述的一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：所述多功能接口板包括前面板；
4.根据权利要求1所述的一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：所述智控模块将主控单元、数据记录仪、协议转换单元、无线主机、I/O控制器进行融合并集成智能化逻辑，通过构建车辆适配需求树，采用需求导向反推实现方式，确定该装置适用的车型包括：纯电新能源工程机车、氢能源工程机车、内电双源工程机车、城市悬挂式单轨、有轨电车。
5.根据权利要求1—4其中任一所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，其特征在于：包括上电或下电控制过程，所述上电或下电控制过程包括以下步骤：
6.根据
7.根据权利要求5所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，其特征在于：包括车辆室内温度智能化调节过程，所述车辆室内温度智能化调节过程包括如下步骤：
8.根据权利要求5所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，其特征在于：包括照明亮度智能化调节过程，所述照明亮度智能化调节过程包括如下步骤：
9.根据权利要求5所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，其特征在于：包括电池智能化管理过程，所述电池智能化管理过程包括如下步骤：
10.根据权利要求5所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，其特征在于：包括通过无线板实现数据清洗，将数据进行落地的过程，所述数据清洗包括状态数据清洗和故障清洗；
...【技术特征摘要】
1.一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：所述多链路融合背板包括供电链路及多种行业通用通信链路；所述多种行业通用通信链路包括以太网、mvb、can、rs485和rs232。
3.根据权利要求1所述的一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：所述多功能接口板包括前面板；
4.根据权利要求1所述的一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置，其特征在于：所述智控模块将主控单元、数据记录仪、协议转换单元、无线主机、i/o控制器进行融合并集成智能化逻辑，通过构建车辆适配需求树，采用需求导向反推实现方式，确定该装置适用的车型包括：纯电新能源工程机车、氢能源工程机车、内电双源工程机车、城市悬挂式单轨、有轨电车。
5.根据权利要求1—4其中任一所述一种新能源轨道交通工程车辆一体化多模融合智控装置的车辆运行控制方法，其特征在于：包括上电或下电控制过程，所述上电或下电控制过程包括以...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋扬，王建强，刘鹏，李哲，于人生，刘博逊，罗延具，杨美慧，
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：
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