CN102328642A - 根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统。本根据列车运行速度调节列车制动力的方法包括：根据制动级别和采集到的列车当前运行速度获取目标减速度；采集本节车的重量，并根据重量和目标减速度获取目标制动力；再利用所述目标制动力驱动制动执行机构实施制动。本发明提供的根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统，可以根据列车当前运行速度及本节车的重量实时输出给制动执行机构不同的制动力，从而既保证安全的制动距离，也避免了车轮及制动部件的损坏，减少了车辆的维护成本，使制动过程更平稳，安全性更高。

Description

根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统

技术领域

本发明涉及铁路车辆制动控制技术，尤其涉及一种根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统。

背景技术

铁路车辆的制动系统是控制车辆减速和停车的重要功能性系统，通过减小机车管的压力，使副风缸中的压缩空气由空气分配阀进入制动缸，以带动制动器使车轮停止转动，从而在车轮与铁轨间的粘着力作用下实现列车减速或停止运行。

现有技术中是通过机车上的司机阀来对列车实施制动控制的，即司机通过操纵司机阀来控制列车管中压缩空气压力的减少量，从而输出不同的制动力(空气压力减少量越大时对应输出的制动力越大)。

在列车的制动过程中起实质作用的是车轮与铁轨之间的粘着力，如果输出的制动力过小(没有充分利用粘着力)，会导致制动距离过长；如果输出的制动力过大(过度使用粘着)，则会导致车轮滑行。而且，由于而粘着力与车重成正比，与车速成反比，因此，制动力须根据粘着力的变化来调整，即应根据车速及车重来输出不同的制动力，以保证制动距离和防止车轮滑行。

但是，现有技术中通过司机阀对列车实施制动控制的方式，只能通过司机的经验来判断在当前的运行状态下列车管中该达到的压缩空气压力的减少量，对应所述该达到的压缩空气的减少量而输出的制动力大小是很难与车速和车重相匹配的，从而无法保证列车安全的制动距离，也可能经常造成车轮滑行，使车轮及制动摩擦副磨损过快，增加了列车的维护成本；尤其当司机经验不够或是偶尔的判断失误，在列车高速运行时施加了大制动力，会使摩擦副产生很高的热量，可能导致产生的热量超出摩擦副的热容极限，从而损坏构成摩擦副的部件。

发明内容

本发明提供一种根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统，用以解决现有技术中的缺陷，实现根据列车所处的不同运行速度和每节车的不同自重实时输出不同的制动力。

本发明提供一种根据列车运行速度调节列车制动力的方法，包括：

步骤1、根据制动级别和采集到的列车当前运行速度获取目标减速度；

步骤2、采集本节车的重量，并根据所述重量和所述目标减速度参数获取目标制动力；

步骤3、根据所述目标制动力驱动制动执行机构实施制动。本发明提供一种根据列车运行速度调节列车制动力的系统，包括：

数据处理模块，用于根据所述制动级别和所述列车当前运行速度获取所述目标减速度；

数据计算模块，用于根据所述重量和所述目标减速度获取目标制动力；

控制模块，用于利用所述目标制动力驱动制动执行机构实施制动。

本发明提供的根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统，可以根据列车当前运行速度及本节车的重量实时输出给制动执行机构不同的制动力，从而达到了既能充分利用车轮与铁轨之间的粘着力保证安全的制动距离，也避免了过度使用粘着对车轮及制动部件的损坏，减少了车辆的维护成本；且不受司机操作经验的局限，使制动过程更平稳，安全性更高。

附图说明

图1是本发明根据列车运行速度调节列车制动力的方法实施例的流程图。

图2是本发明根据列车运行速度调节列车制动力的系统实施例的结构示意图。

附图标记：

101～103-步骤；    21-数据处理模块；      22-数据计算模块；

23-控制模块；      24-制动级别控制器；    25-速度传感器；

26-测力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。

图1是本发明根据列车运行速度调节列车制动力的方法实施例的流程图。如图1所示，本实施例的根据列车运行速度调节列车制动力的方法包括：

步骤101、根据制动级别和采集到的列车当前运行速度获取目标减速度；

步骤102、采集本节车的重量，并根据所述重量和所述目标减速度生成目标制动力；

步骤103、利用所述目标制动力驱动制动执行机构实施制动。

具体地，在步骤101之前可以还包括：根据列车运行线路信息生成制动参数映射表，制动参数映射表包括多个不同的制动级别与列车当前运行速度的组合，每个组合分别对应一个目标减速度。其中，不同线路信息(即列车所要运行的不同铁路线路)对应不同的制动参数映射表，从而，列车在不同铁路线路上运行时，同样的制动级别与列车当前运行速度的组合所对应的目标减速度的值是不同的；而当列车在同一铁路线路上运行时，不同的制动级别与列车当前运行速度的组合所对应的目标减速度的值是不同的；具体的映射对应关系可以通过在列车运行之前，在该铁路线路上的测量计算获得。

上述步骤1可以具体为：

采集列车当前运行速度并输出；

采集制动级别并输出；本步骤中，可以通过司机操纵制动级别控制器的手柄来控制的制动级别，不同的制动级别代表不同的制动效果，例如，一级为以某一速度减速，二级为正常制动，三级为紧急制动等等，当然，还可以制定更多级别。

接收列车当前运行速度及制动级别，并在制动参数映射表中查找到对应列车当前运行速度及制动级别的目标减速度。

这样，获取了目标减速度后，就可以根据该目标减速度以及采集到的本节车的重量生成目标制动力。具体地，可以直接将目标减速度与重量的乘积作为目标制动力输出，也可以将该乘积乘上一个系数后作为目标制动力输出，以驱动制动执行机构实施制动。

更进一步地，目前列车的制动执行机构多是通过气动系统来控制的，因此，步骤3可以包括：

将目标制动力转换成制动压力控制信号，

气动控制系统根据制动压力控制信号控制制动执行机构动作。

因此，本实施例中，为配合制动过程中列车运行速度的逐渐减小的变化过程，列车在这一过程中不同时刻输出的制动力是与列车在本时刻的即时运行速度及本节车的重量对应的不同值，即在不同时刻输出与车轮和铁轨之间不同的粘着力相对应的制动力，从而实现了充分、有效利用粘着力完成制动的目的，防止了出现制动距离过长或车轮滑行，保证了行车安全，且降低了列车的维护成本；且只要司机根据操作规范将制动级别控制器的手柄置于规定的级位，制动执行机构就可以在实时调整的制动力作用下平稳地完成制动过程，摆脱了对司机操作经验的依赖。

图2是本发明根据列车运行速度调节列车制动力的系统实施例的结构示意图。请参照图2，本发明另一实施例提供的一种根据列车运行速度调节列车制动力的系统，包括数据处理模块21、数据计算模块22和控制模块23。数据处理模块21用于根据制动级别和列车当前运行速度获取目标减速度；数据计算模块22用于根据重量和目标减速度获取目标制动力；控制模块23用于利用目标制动力驱动制动执行机构实施制动。

其中，数据处理模块21包括根据列车运行线路信息生成的制动参数映射表，包括多个不同的制动级别与列车当前运行速度的组合，每个组合分别对应一个目标减速度，以根据列车当前运行速度和制动级别查找到对应的目标减速度。

本实施例的根据列车运行速度调节列车制动力的系统还包括制动级别控制器24和速度传感器25；制动级别控制器24可以设置于第一节车的司机室中，用于采集制动级别并输出至数据处理模块21，司机可以通过操纵其手柄来设定制动级别，制动级别控制器24便可将该制动级别输出并传递至数据处理模块；速度传感器25，可以设置在第一节车上，用于采集列车当前运行速度并输出至数据处理模块21。

进一步地，本实施例根据列车运行速度调节列车制动力的系统，还包括测力传感器26，分别设置在每节车上，用于采集本节车的重量并输出至数据计算模块22。

此外，本实施例根据列车运行速度调节列车制动力的系统中的数据处理模块21、数据计算模块22和控制模块23的设置位置可以根据实际情况具体设计。例如，如图2所示，可将数据处理模块21、制动控制器24及数据计算模块22一起设置在第一节车中，控制模块23为多个，分别与测力传感器26一起设置在每节车中，数据处理模块21输出的目标制动力可以通过信号线分别传递至每节车上的控制模块，由控制模块驱动本节车的制动执行机构动作；再例如，数据处理模块21、数据计算模块22和控制模块23也可以均为多个，分别设置在每节车中，且数据处理模块21和数据计算模块22可设置在一个装置中，这样，数据计算模块22直接将经数据处理模块21获取的目标减速度和由测力传感器26输送的重量计算(相乘)后得出的目标制动力输出至控制模块23。

本实施例提供的列车运行速度调节列车制动力的系统可以根据列车当前运行速度及每节车的重量对每节车输出不同的制动力，从而保证了安全的制动距离、防止了车轮打滑且避免了制动过程中的冲击，使整个列车的制动过程更安全、更平稳。

在上述实施例中，控制模块23包括信号转换装置，用于将目标制动力转换成制动压力控制信号并输出；例如，信号转换装置可以为设置在气动系统上的电磁调压阀，输入端可以接收目标制动力(电信号)，输出与不同目标制动力对应的压力信号。这种信号转换装置安装方便，控制有效，成本低廉，在保证制动效果的同时还节约了成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种根据列车运行速度调节列车制动力的方法，其特征在于，包括：

步骤1、根据制动级别和采集到的列车当前运行速度获取目标减速度；

步骤2、采集本节车的重量，并根据所述重量和所述目标减速度参数获取目标制动力；

步骤3、根据所述目标制动力驱动制动执行机构实施制动。

2.根据权利要求1所述的根据列车运行速度调节列车制动力的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括：

根据列车运行线路信息生成制动参数映射表，所述制动参数映射表包括多个不同的所述制动级别与所述列车当前运行速度的组合，每个所述组合分别对应一个目标减速度。

3.根据权利要求2所述的根据列车运行速度调节列车制动力的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

采集所述列车当前运行速度并输出；

采集所述制动级别并输出；

接收所述列车当前运行速度及所述制动级别，并在所述制动参数映射表中查找到对应所述列车当前运行速度及所述制动级别的目标减速度。

4.根据权利要求1所述的根据列车运行速度调节列车制动力的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

将所述目标制动力转换成制动压力控制信号，

气动控制系统根据所述制动压力控制信号控制制动执行机构动作。

5.一种根据列车运行速度调节列车制动力的系统，其特征在于，包括：

数据处理模块，用于根据所述制动级别和所述列车当前运行速度获取所述目标减速度；

数据计算模块，用于根据所述重量和所述目标减速度获取目标制动力；

控制模块，用于利用所述目标制动力驱动制动执行机构实施制动。

6.根据权利要求5所述的根据列车运行速度调节列车制动力的系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：

制动参数映射表，根据所述列车运行线路信息生成，包括多个不同的所述制动级别与所述列车当前运行速度的组合，每个所述组合分别对应一个目标减速度。

7.根据权利要求6所述的根据列车运行速度调节列车制动力的系统，其特征在于，还包括：

制动级别控制器，用于采集所述制动级别并输出至所述数据处理模块；

速度传感器，用于采集所述列车当前运行速度并输出至所述数据处理模块。

8.根据权利要求5所述的根据列车运行速度调节列车制动力的系统，其特征在于，还包括：

测力传感器，用于采集所述本节车的重量并输出至所述数据计算模块。

9.根据权利要求5所述的根据列车运行速度调节列车制动力的系统，其特征在于，所述控制模块包括：

信号转换装置，用于将所述目标制动力转换成制动压力控制信号并输出。

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