CN102826018A - 一种列车电制动负荷分配的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车电制动负荷分配的方法，应用于具有N节动力车辆的列车，N大于或等于2，包括：在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间；计算N个制动总时间的平均值；将N个制动总时间与平均值进行比较，确定制动总时间大于平均值的目标动力车辆；获取目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在预设的范围内提高电压阈值。本发明还公开了一种列车电制动负荷分配的装置。从过本发明公开的技术方案使列车的各节动力车辆的电制动负荷更加均匀，提高了列车的制动性能。

Description

一种列车电制动负荷分配的方法及装置

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车电制动负荷分配的方法及装置。

背景技术

制动就是对运动着的物体施加外力，转移物体的动能，使物体降低速度或停止运动。若使行驶中的列车降低速度或停止，就要采取制动措施。制动措施包括：电制动和机械制动。目前，应用最为广泛是交流传动列车，在启动电制动时斩波管导通，供电接触网、斩波管、斩波电阻和其他元件组成的回路导通，使斩波电阻消耗电制动负荷进行制动。其中，电压值决定是否开通斩波管。

以同一受电弓下具有两节动力车辆为例，对电制动负荷分配情况进行分析。如图1所示，供电接触网1的一个节点下设置有两节动力车辆，有受电弓的动力车辆为B车，无受电弓的动力车辆为C车。

依据V1点的电压判断B车是否开通斩波管，依据V2点电压判断C车是否开通斩波管。由于V1点与V2点之间的车-车之间连接母线2的自身阻抗以及端子接触电阻等因素，阻抗约为10~30mΩ。在制动过程中，V1点和V2点之间的电流约为1000A，会在V1点和V2点之间产生10~30V的压降。

在制动过程中，B车和C车的开通斩波管的电压值是相等的。在上述过程中，当C车的电压先达到开通斩波管的条件时，距离B车开通斩波管的电压还有10~30V。

因此，B车的斩波电阻Rb不消耗电制动负荷，C车的斩波电阻Rc将消耗大部分甚至全部B车和C车的电制动负荷，从而B车和C车的斩波电阻消耗的电制动负荷分配严重不均，导致列车制动性能低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种列车电制动负荷分配的方法及装置。以克服现有技术中由于动力车辆的斩波电阻消耗的电制动负荷分配不均匀，导致的列车制动性能低的问题。

一种列车电制动负荷分配的方法，应用于具有N节动力车辆的列车，N大于或等于2，包括：

在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间；

计算N个制动总时间的平均值；

将N个制动总时间与平均值进行比较，确定制动总时间大于平均值的目标动力车辆；

获取目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在预设的范围内提高电压阈值。

优选地，在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间，包括：

在预设的时长内，分别记录N节动力车辆每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间；

分别对记录的制动时间进行累加，获得N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间。

优选地，计算N个制动总时间的平均值，包括：

获取N个制动总时间，对N个制动总时间进行累加，获得列车制动时间；

将列车制动时间除以N，获得N个制动时间的平均值。

优选地，预设的范围为电压阈值的0.5%~3%。

一种列车电制动负荷分配的装置，包括：

计时模块，用于在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间；

计算平均值模块，用于计算N个制动总时间的平均值；

比较模块，用于将N个制动总时间与平均值进行比较，确定制动总时间大于平均值的目标动力车辆；

调整模块，用于获取目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在预设的范围内提高电压阈值。

优选地，计时模块包括：

动力车辆计时模块，用于在预设的时长内，分别记录N节动力车辆每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间；

累加模块，用于分别对记录的制动时间进行累加，获得N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间。

优选地，计算平均值模块包括:

列车计时模块，用于获取N个制动总时间，对N个制动总时间进行累加，获得列车制动时间；

平均模块，用于将列车制动时间除以N，获得N个制动时间的平均值。

通过上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种列车电制动负荷分配的方法，包括：在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间；计算N个制动总时间的平均值；将N个制动总时间与平均值进行比较，确定制动总时间大于平均值的目标动力车辆；获取目标动力车辆开通斩波管的电压值，在预设的范围内提高电压值。从而，降低了目标动力车辆的闭合斩波管频率，减少了目标动力车辆的制动时间，降低了目标动力车辆的斩波电阻消耗的电制动负荷，使列车的各节动力车辆的斩波电阻消耗的电制动负荷更加均匀，从而提高了列车的制动性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中同一受电弓下两个动力车制动拓扑图；

图2为本发明实施例一提供的一种列车电制动负荷分配方法的流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种列车电制动负荷分配装置的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的计时模块结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的计算平均值模块结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种列车电制动负荷分配的方法及装置，能够使列车的各个动力车辆的电制动负荷分配均匀，从而提高的列车制动性能。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图2所示，一种列车电制动负荷分配方法的流程示意图，应用于具有N节动力车辆的列车，N大于或等于2，包括：

步骤S101，在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间。

在执行步骤S101的过程中，采用在预设的时长内，对导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的时间进行累计计时，可以有效的避免由于各节动力车辆之间的传输延时造成的命令不统一的问题。

需要说明的是，在执行步骤S101的过程中，具体包括以下步骤：

首先,在预设的时长内，分别记录N节动力车辆每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间。

其次，分别对记录的制动时间进行累加，获得N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间。

以N节动力车辆中的一节动力车辆为例，在预设的时长内，每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间分别为Δt₁、Δt₂...Δt_n，制动总时间为T_chop；

T_chop=Δt₁+Δt₂+…+Δt_n。

步骤S102，计算N个制动总时间的平均值。

在执行步骤S102的过程中，具体包括如下步骤：

首先，获取N个制动总时间T_chop，对N个制动总时间T_chop进行累加，获得列车制动时间∑T_chop；

其次，将列车制动时间∑T_chop除以N，获得N个制动时间的平均值t_AVR； $t_{\mathrm{AVR}}=\frac{{\mathrm{\ΣT}}_{\mathrm{chop}}}{N}.$

步骤S103，将N个制动总时间与平均值进行比较，确定制动总时间大于平均值的目标动力车辆。

需要说明的是，制动总时间大于平均值的动力车辆数量为一个或一个以上。设置在制动总时间大于平均值的动力车辆上的斩波电阻消耗的电制动负荷较多，设置在制动总时间小于平均值的动力车辆上的斩波电阻消耗的电制动负荷较少，由此可以确定列车的N节动力车辆中电制动负荷的分配情况。

步骤S104，获取目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在一定的范围内提高电压阈值。

需要说明的是，提高电压值的范围为所述电压阈值的0.5%~3%。

调整前，开通斩波管的电压值为V_TH0；调整后，动力车辆的制动斩波电压将提高到V_TH1：

V_TH1=(1+0.5%)V_TH0。

在本发明实施例一中，提高制动时间大于平均值的动力车辆开通斩波管的电压，可以降低斩波管的开通频率，一方面提高了斩波管的使用寿命，另一方面降低斩波电阻的导通时间与导通频率。从而，减少制动时间大于平均值的动力车辆的斩波电阻消耗的斩波负荷。

实施例二

本发明实施例一公开了一种列车电制动负荷分配的方法，与之相对应，本发明实施例二公开了一种列车电制动负荷分配的装置，如图3所示，一种列车电制动负荷分配的装置的结构示意图，包括：

计时模块21，用于在预设的时长内，分别获取N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间。

需要说明的是，如图4所示，计时模块21，包括：

动力车辆计时模块211，用于在预设的时长内，分别记录N节动力车辆每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间；

累加模块212，用于分别对记录的制动时间进行累加，获得N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间。

计算平均值模块22，用于计算N个制动总时间的平均值。

需要说明的是，如图5所示，计算平均值模块2包括：

列车计时模块221，用于获取N个制动总时间，对N个制动总时间进行累加，获得列车制动时间；

平均模块222，用于将列车制动时间除以N，获得N个制动时间的平均值。

比较模块23，用于将N个制动总时间与平均值进行比较，确定制动总时间大于平均值的目标动力车辆；

调整模块24，用于获取目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在一定的范围内提高电压阈值。

通过本发明实施例二提供的一种列车电制动负荷分配装置可以降低制动负荷较重的动力车辆开通制动斩波的频率，从而制动电阻消耗的制动能量下降，多余的制动能量通过供电接触网流向制动负荷较轻的动力车辆。从而降低了该动力车辆的电制动负荷，列车的各节动力车辆的电制动负荷更加均匀，从而提高了列车的制动性能。

实施例三

结合本发明实施例一中提供的一种列车电制动负荷分配的方法和本发明实施例二中提供的一种列车电制动负荷分配的装置，在实施例三中以包含六节动力车辆的列车为例，对电制动负荷分配方法进行说明。

列车由M_B1、M_C1、M_B2、M_C2、M_B3和M_C3共6节动力车辆组成，在预设的时长内，获取6节动力车辆开通制动斩波的6个总时间和6个总时间的平均值t_AVR。

例如，M_C1动力车辆在预设的时长内开通制动斩波的总时间为t_chop-C1。当t_chop-C1＞t_AVR时，判断M_C1动力车辆制动负荷较重。同样原理可判断出M_C2动力车辆制动负荷较重，M_B1、M_B2、M_B3和M_C3动力车辆负荷较轻，则M_C1和M_C2动力车辆为该列车中的目标动力车辆。

在预设的开通斩波管的电压阈值的基础上，提高M_C1和M_C2动力车辆的的电压阈值0.5%~3%。从而降低了M_C1和M_C2动力车辆斩波管的频率，制动电阻消耗的制动能量下降，制动电阻不能消耗的多余的制动能量通过供电接触网流向M_B1、M_B2、M_B3和M_C3动力车辆。

经过调整后的电制动负荷分布相对于调整前，各个动力车辆的电制动负荷比较均匀的分布在斩波负荷平均值附近，从而，各个动力车辆的斩波负荷彼此接近，偏差减小。由此，在提供与现有技术相同的制动斩波能量下，供电接触网无法消耗的制动斩波能量将更加均匀的消耗在各动力车辆的制动电阻上，避免了有些动力车辆消耗的制动斩波能量很多，有些动力车辆消耗的制动斩波能量很少的情况，动力车辆上的制动电阻的使用寿命将得以有效的延长。

本发明实施过程中关键要调整好制动负荷过重动力车辆的开通制动斩波的电压的门限值变化幅度，调整好的判断依据是负荷过重车辆交替出现在各个动车之间，而不是集中在某个动力车辆上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种列车电制动负荷分配的方法，应用于具有N节动力车辆的列车，N大于或等于2，其特征在于，包括：

在预设的时长内，分别获取所述N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间；

计算所述N个制动总时间的平均值；

将所述N个制动总时间与所述平均值进行比较，确定制动总时间大于所述平均值的目标动力车辆；

获取所述目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在预设的范围内提高所述电压阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预设的时长内，分别获取所述N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间，包括：

在预设的时长内，分别记录所述N节动力车辆每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间；

分别对记录的所述制动时间进行累加，获得所述N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的所述N个制动总时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述N个制动总时间的平均值，包括：

获取所述N个制动总时间，对所述N个制动总时间进行累加，获得列车制动时间；

将所述列车制动时间除以N，获得所述N个制动时间的平均值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的范围为所述电压阈值的0.5%~3%。

5.一种列车电制动负荷分配的装置，其特征在于，包括：

计时模块，用于在预设的时长内，分别获取所述N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的N个制动总时间；

计算平均值模块，用于计算所述N个制动总时间的平均值；

比较模块，用于将所述N个制动总时间与所述平均值进行比较，确定制动总时间大于所述平均值的目标动力车辆；

调整模块，用于获取所述目标动力车辆开通斩波管的电压阈值，在预设的范围内提高所述电压阈值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计时模块包括：

动力车辆计时模块，用于在预设的时长内，分别记录所述N节动力车辆每次导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的制动时间；

累加模块，用于分别对记录的所述制动时间进行累加，获得所述N节动力车辆导通斩波电阻消耗电制动负荷时对应的所述N个制动总时间。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算平均值模块包括:

列车计时模块，用于获取所述N个制动总时间，对所述N个制动总时间进行累加，获得列车制动时间；

平均模块，用于将所述列车制动时间除以N，获得所述N个制动时间的平均值。

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