CN104742932A - 多系统轨道车辆无火回送装置 - Google Patents

Abstract

多系统轨道车辆无火回送装置，具体包括列车管连接器、气电转换模块、AD转换模块、信号输出模块、信号处理模块、无线反馈模块、人机接口模块和电连接器，列车管连接器用于连接外部的回送列车以采集列车空气压力，电连接器用于连接被回送的轨道车辆的制动控制装置以传递制动指令；该多系统轨道车辆无火回送装置，特别适用于克诺尔、法维莱、纳博特斯克等多种制动系统的地铁或城轨车辆的交付，能够精确采集气压并具有无线反馈功能。

Description

多系统轨道车辆无火回送装置

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆的无火回送，能够适用于克诺尔、法维莱、纳博特斯克等多种制动系统的地铁或城轨车辆的交付运输即多系统轨道车辆无火回送装置。

背景技术

随着城市化的加快发展，城市轨道交通系统的发展也越来越受到重视，通常所说的城市轨道交通车辆是指地铁、轻轨和单轨，这些车辆在车辆厂建造组装完毕并通过基本的静态和动态实验后，需要将车辆交付地铁用户进行现场的试验和运用；实践中将地铁、城轨车辆制造完成后由制造工厂所在地送到实际运营城市的运输过程称为回送。目前我国地铁车辆的回送方式主要有空运、海运、公路运输、铁路运输等方式，其中，空运方式虽然速度快但成本巨大，较多应用于国际间的紧急运输；海运方式虽然成本低廉但速度较慢且需要港口，一般应用于海外港口城市间的运输；公路运输方式曾经是我国地铁车辆回送的主流方式，但公路运输需要将车辆解编并将车辆转向架和车体拆解，不仅速度慢、装卸困难，而且易发生事故、对公路正常运行有较大影响，现已逐渐退出地铁车辆长距离运输；铁路运输一般采用无火回送方式，即地铁车辆本身不使用动力，只作为普通列车与干线列车编组，参与干线列车制动的一种运输方式；由于无火回送时地铁车辆无需解编，可以整体运输且运输速度较快，也省去了拆分、组装、装卸等环节，虽然是目前最具经济性的运输方式，但是由于地铁车辆与干线铁路车辆在制动方式上有较大差别，因此铁路运输回送需要一套无火回送装置，以解决地铁等轨道车辆与干线铁路车辆的制动缓解、同步匹配等问题。近年来，我国地铁车辆制造呈暴发式增长，地铁车辆也日驱多样化，但无火回送装置的研发却远远落后于需要；目前见到的无火回送装置主要是针对于单独的、特定的制动系统，通用性较差；例如中国专利2012101619077公开的一种液力传动机车无火回送装置，其仅适用于具有三轴转向架的液力传动机车；另外现有技术中也已有分别针对克诺尔、法维莱、纳博特斯克三大制动系统特定的无火回送装置，但是上述回送装置均不能通用于多种不同类型的制动系统的轨道车辆，对于不同批次、不同型号的轨道车辆的运输，往往需要需要加工制作出特定的回送装置，大大增加了运输成本。

发明内容

为了解决上述提出的问题，本发明提供一种多系统轨道车辆无火回送装置，该多系统轨道车辆无火回送装置，特别适用于克诺尔、法维莱、纳博特斯克等多种制动系统的地铁或城轨车辆的交付，能够精确采集气压并具有无线反馈功能。

本发明的目的是这样实现的，多系统轨道车辆无火回送装置，其主体结构包括：列车管连接器与回送机车的列车管连接，用于接受回送列车的空气压力信号，气电转换模块分别与列车管连接器和AD转换模块连接，用于采集列车管连接器传送的空气压力信号并转换成电流信号后传送给AD转换模块，AD转换模块与信号处理模块电信息连接，用于将得到的电流信号转换成数字信号并传送给信号处理模块，AD转换模块的最高分辨率大于等于十六位，转换速度小于等于0.1秒，能够精确反映列车制动状态，信号处理模块分别与信号输出模块、人机接口模块和无线反馈模块相连接，用于将接收到的数字信号进行识别处理以判断列车的运行状态，同时发送制动指令给信号输出模块，信号输出模块与电连接器相连接，用于将接收到的制动指令进行放大和接口转换并通过电连接器传送给外部被回送的轨道车辆的制动控制装置，信号输出模块包括三线编码输出接口、PWM脉冲输出接口、3－8V电压输出接口、4－20mA电流输出接口，能够连接不少于3种的制动控制装置，无线反馈模块与被回送的轨道车辆的制动控制装置连接，用于采集轨道车辆的制动装置的压力信号，并通过无线方式反馈发回给信号处理模块，人机接口模块与信号处理模块相连接，用于设置和显示回送装置的各项参数至少包括最小减压量、最小缓解增压量、客/货车选择、输出模式选择、开机密码，人机接口模块包括用于对整个回送装置进行设置的输入设置模块、用于显示整个回送装置参数的显示输出模块、用于存储回送数据的数据存储模块，电连接器与被回送的轨道车辆的制动控制装置连接，用于传送制动指令信号，电连接器能够连接的制动控制装置包括克诺尔制动系统、纳博特斯克制动系统、法维莱制动系统、铁科院制动系统。

多系统轨道车辆无火回送装置使用时，将无火回送装置的一端通过列车管连接器1与外部回送列车9连接，另一端通过电连接器8与被回送的轨道车辆的制动控制装置10连接；无火回送装置所需电源由外部回送列车9提供，220V交流电源或110V直流电源均可；由于回送列车9列车管气压并非恒定为500kPa或600kPa，采用减压量与减压速率双重判别方法对列车状态进行判定，以消除列车管气压波动引起的误差，本发明还可以对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内，此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，如本发明所述，采用与其相同或相似的步骤或结构而得到的其它车辆无火回送装置，均在本发明保护范围内。

本发明的特点是，能够广泛适用于不同制动控制系统的轨道车辆，实现了系统使用的多样性，满足了多种制动系统、不同批次轨道车辆的运输；其结构简单，设计合理，使用方便，易于操作，拆卸容易，通用性强，安全性好，适用范围广。

附图说明

图1为本发明涉及的无火回送装置与回送列车和轨道车辆的连接结构原理示意框图；

图2为本发明中涉及的电连接器的接口原理示意图；

图3为本发明涉及的AD转换模块的电压-电流转换电路示意图。

图中：1、列车管连接器；2、气电转换模块；3、AD转换模块；4、信号输出模块；5、信号处理模块；6、无线反馈模块；7、人机接口模块；8、和电连接器；9、回送列车；10、制动控制装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

在视图中，主体包括列车管连接器1、气电转换模块2、AD转换模块3、信号输出模块4、信号处理模块5、无线反馈模块6、人机接口模块7和电连接器8，列车管连接器1用于连接外部的回送列车9以采集列车空气压力，电连接器8用于连接被回送的轨道车辆的制动控制装置10以传递制动指令；气电转换模块2与列车管连接器1和AD转换模块3分别连接，用于将从列车管连接器1采集到的空气压力信号转化为4-20mA的电流信号，再送入AD转换模块3中进行处理；AD转换模块3与信号处理模块5电信息连接，AD转换模块3将得到的4-20mA电流信号转换为十六位数字信号并传送给信号处理模块5；信号处理模块5与信号输出模块4和无线反馈模块6分别电信息连接，信号处理模块5将接收到的十六位数字信号通过预设的程序进行处理以判断列车的运行状态，同时发送制动指令给信号输出模块4；信号输出模块4与电连接器8相连接，信号输出模块4将接收到的制动指令通过电连接器8传送给外部被回送的轨道车辆的制动控制装置10；无线反馈模块6采集被回送的轨道车辆的制动控制装置10的制动状态信号并反馈给信号处理模块5，信号处理模块5根据接收到的反馈信号随时调整输出的制动指令；信号处理模块5上连接设置有人机接口模块7，用于设置和显示回送装置的各项参数。

本发明实施例涉及的电连接器8的接口如图3所示，定义如下：K1和K2为一组，K1为110V电源线正线，K2为110V电源线负线；K3和K4为一组，K3为紧急制动环路电压正线，K4为紧急制动环路电压负线；K5为制动或非制动指令输出线；K6、K7和K8为一组，K6为三线制动编码指令输出线1，K7为三线制动编码指令输出线2，K8为三线制动编码指令输出线3；K9为保护地线；K10和K11为一组，K10为PMW+输出，K11为PMW-输出；K12、K13和K14为一组备用空接口；K15和K16为一组，K15为3～8V电压输出正线，K16为3～8V电压输出负线；其中K15和K16输出的3～8V电压信号用于使用克诺尔制动系统的轨道车辆；K10和K11输出的PMW信号用于使用纳博特斯克制动系统的轨道车辆；K6、K7和K8输出的三线制动编码指令用于使用法维莱制动系统或铁科院制动系统的轨道车辆。

本发明实施例涉及的列车管连接器1为三叉管路；气电转换模块2中，压力信号转换采用气电传感器，优选MBS5100；AD转换模块3中，AD转换器采用ADS1115，经如图3所示的电压-电流转换电路，即4－20mA电流信号经125R后转换为0.5V－2.5V电压信号后再通过运算放大器输出以实现转换功能；信号处理模块5采用嵌入式处理器，优选STC12C5A60S2系列单片机，实现信号输出、人机交互等功能；无线反馈模块6中优选SM5X500系列工业级数传电台作为无线通信模块，该模块载频频率470MHz，符合全球ISM频段通信标准，无需申请频点即可提供多个信道通信，能够满足用户在全世界各个国家和地区都能选用符合当地无线电通信管理要求的频率点，该无线通信模块能够同时提供标准USB接口、软件模拟RS232、模拟RS485、标准TTL四种接口，可以满足各种串口用户设备接口需要。

本发明实施例涉及的无火回送装置的参数通过人机接口模块7进行设置，第一目前机车列车管压力有500kPa和600kPa两种定压方式，当定压为500kPa时机车对应的最大有效减压量为140kPa；当定压为600kPa时机车对应的最大有效减压量为170kPa；该参数可通过人机界面的客/货车选择菜单进行设置；第二目前机车列车管最小减压量有30kPa、40kPa、50kPa，该参数可通过人机界面的最小减压量菜单进行设置；第三回送装置可以输出三线编码信号、PWM脉冲信号、3－8V电压信号、4－20mA电流信号，其中三线编码信号最大输出级别为4N、5N或6N，上述参数可通过人机界面的输出模式菜单进行设置；第四为防止无关人员误操作，人机界面的密码设置菜单能够设置密码，无火回送装置使用时，将无火回送装置的一端通过列车管连接器1与外部回送列车9连接，另一端通过电连接器8与被回送的轨道车辆的制动控制装置10连接；无火回送装置所需电源由外部回送列车9提供，220V交流电源或110V直流电源均可；由于回送列车9列车管气压并非恒定为500kPa或600kPa，采用减压量与减压速率双重判别方法对列车状态进行判定，以消除列车管气压波动引起的误差。

本发明还可以对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内，此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，如本发明所述，采用与其相同或相似的步骤或结构而得到的其它车辆无火回送装置，均在本发明保护范围内。

Claims (4)

1.多系统轨道车辆无火回送装置，其特征在于：主体结构包括列车管连接器与回送机车的列车管连接，用于接受回送列车的空气压力信号，气电转换模块分别与列车管连接器和AD转换模块连接，用于采集列车管连接器传送的空气压力信号并转换成电流信号后传送给AD转换模块，AD转换模块与信号处理模块电信息连接，用于将得到的电流信号转换成数字信号并传送给信号处理模块，AD转换模块的最高分辨率大于等于十六位，转换速度小于等于0.1秒，能够精确反映列车制动状态，信号处理模块分别与信号输出模块、人机接口模块和无线反馈模块相连接，用于将接收到的数字信号进行识别处理以判断列车的运行状态，同时发送制动指令给信号输出模块，信号输出模块与电连接器相连接，用于将接收到的制动指令进行放大和接口转换并通过电连接器传送给外部被回送的轨道车辆的制动控制装置。

2.根据权利要求1所述的多系统轨道车辆无火回送装置，其特征在于：信号输出模块包括三线编码输出接口、PWM脉冲输出接口、3－8V电压输出接口、4－20mA电流输出接口，能够连接不少于3种的制动控制装置，无线反馈模块与被回送的轨道车辆的制动控制装置连接，用于采集轨道车辆的制动装置的压力信号，并通过无线方式反馈发回给信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的多系统轨道车辆无火回送装置，其特征在于：人机接口模块与信号处理模块相连接，用于设置和显示回送装置的各项参数至少包括最小减压量、最小缓解增压量、客/货车选择、输出模式选择、开机密码，人机接口模块包括用于对整个回送装置进行设置的输入设置模块、用于显示整个回送装置参数的显示输出模块、用于存储回送数据的数据存储模块。

4.根据权利要求1所述的多系统轨道车辆无火回送装置，其特征在于：电连接器与被回送的轨道车辆的制动控制装置连接，用于传送制动指令信号，电连接器能够连接的制动控制装置包括克诺尔制动系统、纳博特斯克制动系统、法维莱制动系统、铁科院制动系统。