CN105083251B - 基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路，每节车厢设有转向架失稳检测装置、转向架失稳输出继电器和转向架失稳动作继电器，通过贯通列车的制动控制回路，控制司机室中的失稳制动触发继电器和车载设备制动指令继电器动作；当某车厢中的转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，所述转向架失稳输出继电器动作，触发所述转向架失稳动作继电器，所述转向架失稳动作继电器得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车施加制动。本发明所述电路克服了仅依赖列车网络系统进行制动控制，存在受干扰及掉线的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路。
背景技术
目前动车组运行环境复杂多变，转向架失稳检测系统是保证列车安全运营关键系统之一。
目前技术条件下，列车转向架失稳装置检测到异常振动后，向列车网络系统输出故障信号，通过网络系统进行自动限速。
作为保证列车安全运营关键系统，仅依赖于列车网络系统进行制动控制，存在受干扰及掉线的风险，因此有可能影响列车制动，从而导致转向架发生蛇形运动，给列车安全运营带来风险。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路，克服了现有技术中仅依赖于列车网络系统进行制动控制，存在受干扰及掉线的缺陷。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路，每节车厢设有转向架失稳检测装置、转向架失稳输出继电器和转向架失稳动作继电器，通过贯通列车的制动控制回路，控制司机室中的失稳制动触发继电器和车载设备制动指令继电器动作；
所述转向架失稳输出继电器的常开点控制转向架失稳动作继电器；
当某车厢中的转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，所述转向架失稳输出继电器动作，触发所述转向架失稳动作继电器，所述转向架失稳动作继电器得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车施加制动。
其中，在所述转向架失稳动作继电器支路上并联第一继电器，当转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，触发转向架失稳动作继电器和第一继电器，所述第一继电器用于向列车网络系统输入失稳故障信号。
其中，所述转向架失稳动作继电器为闭锁型继电器，具有置位线圈和复位线圈，在所述转向架失稳动作继电器复位线圈控制电路中连接有限速选择继电器；限速选择继电器由制动控制器输出控制，所述制动控制器用于采集列车空簧压力和列车速度；所述限速选择继电器包括第一限速继电器和第二限速继电器。
当某车厢中的转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，触发所述转向架失稳动作继电器，所述转向架失稳动作继电器中的置位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车施加制动；
当所述空簧压力大于第一压力阈值且速度大于第一速度阈值时，第一限速继电器得电；当列车速度下降到第二速度阈值时，第一限速继电器失电，所述转向架失稳动作继电器中的复位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点闭合，失稳制动触发继电器得电，车载设备制动指令继电器失电，列车制动缓解；若列车速度下降到第二速度阈值时，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，根据所述转向架失稳动作继电器闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，列车持续输出制动，直至列车速度低于第三速度阈值；
当所述空簧压力小于第二压力阈值且速度大于第四速度阈值时，第二限速继电器得电，当列车速度下降到第五速度阈值时，第二限速继电器失电，所述转向架失稳动作继电器中的复位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点闭合，失稳制动触发继电器得电，车载设备制动指令继电器失电，列车制动缓解；若列车速度下降到第五速度阈值时，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，根据所述转向架失稳动作继电器闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，列车持续输出制动，直至列车速度低于第三速度阈值。
其中，在所述转向架失稳动作继电器支路上并联一个单车失稳隔离开关，当某车厢转向架失稳检测装置故障时，通过闭合单车失稳隔离开关使得转向架失稳动作继电器常闭点短接及转向架失稳动作继电器中的复位线圈加压，失稳制动触发继电器得电，列车制动缓解。
其中，在所述失稳制动触发继电器支路上并联一个全车失稳隔离开关，当失稳制动触发继电器异常失电时，通过闭合全车失稳隔离开关，给失稳制动触发继电器加压，列车制动缓解。
其中，所述第一压力阈值为300kPa；所述第二压力阈值为280kPa。
其中，所述第一速度阈值为200km/h；所述第四速度阈值为120km/h。
其中，所述第二速度阈值为195km/h；所述第五速度阈值为115km/h。
其中，所述第三速度阈值为30km/h。
通过以上描述可知，本发明所述的基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路，采用硬线贯通全列车，通过采集每节车厢失稳信号输出硬线信号控制列车施加制动，硬线信号抗干扰能力强可靠性高，可有效避免转向架发生蛇形运动。
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示出了本发明实施例提供的转向架失稳触发列车制动的闭环控制回路示意图；
图2示出了转向架失稳动作继电器控制原理示意图；
图3示出了限速选择继电器控制原理示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，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作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。
本发明实施例提供了一种基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路。控制电路采用闭环控制，每节车厢设有转向架失稳检测装置、转向架失稳输出继电器和转向架失稳动作继电器，通过贯通列车的制动控制回路，控制司机室中的失稳制动触发继电器和车载设备制动指令继电器动作；
所述转向架失稳输出继电器的常开点控制转向架失稳动作继电器；
当某车厢中的转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，所述转向架失稳输出继电器动作，触发所述转向架失稳动作继电器，所述转向架失稳动作继电器得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车施加制动。
本发明实施例所述的基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路，采用硬线贯通全列车，通过采集每节车厢失稳信号输出硬线信号控制列车施加制动，硬线信号抗干扰能力强可靠性高，可有效避免转向架发生蛇形运动。
在本发明的一个优选实施例中，在所述转向架失稳动作继电器支路上并联第一继电器，当转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，触发转向架失稳动作继电器和第一继电器，所述第一继电器用于向列车网络系统输入失稳故障信号。
在本发明的一个优选实施例中，所述转向架失稳动作继电器为闭锁型继电器，具有置位线圈和复位线圈，在所述转向架失稳动作继电器复位线圈控制电路中连接有限速选择继电器；限速选择继电器由制动控制器输出控制，所述制动控制器用于采集列车空簧压力和列车速度；所述限速选择继电器包括第一限速继电器和第二限速继电器；
当某车厢中的转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，触发所述转向架失稳动作继电器，所述转向架失稳动作继电器中的置位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车施加制动；
当所述空簧压力大于第一压力阈值且速度大于第一速度阈值时，第一限速继电器得电；当列车速度下降到第二速度阈值时，第一限速继电器失电，所述转向架失稳动作继电器中的复位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点闭合，失稳制动触发继电器得电，车载设备制动指令继电器失电，列车制动缓解；若列车速度下降到第二速度阈值时，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，根据所述转向架失稳动作继电器闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，列车持续输出制动，直至列车速度低于第三速度阈值；
当所述空簧压力小于第二压力阈值且速度大于第四速度阈值时，第二限速继电器得电，当列车速度下降到第五速度阈值时，第二限速继电器失电，所述转向架失稳动作继电器中的复位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点闭合，失稳制动触发继电器得电，车载设备制动指令继电器失电，列车制动缓解；若列车速度下降到第五速度阈值时，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，根据所述转向架失稳动作继电器闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，列车持续输出制动，直至列车速度低于第三速度阈值。
这里，转向架失稳动作继电器控制原理为：每节车厢设有一台转向架失稳检测装置，当检测到转向架异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，其常开点控制第一继电器和转向架失稳动作继电器。第一继电器用于向列车网络系统输入失稳故障信息，转向架失稳动作继电器用于控制列车施加制动。转向架失稳动作继电器选用记忆功能闭锁型继电器，该继电器具有置位和复位两个线圈，当置位线圈获取一个电压脉冲后，置位线圈动作，相应触点动作；当复位线圈获取一个电压脉冲后，复位线圈动作，相应触点复位。若置位线圈和复位线圈同时得电，此时继电器处于置位状态，可保证列车输出制动。
参见图1、图2和图3，图1示出了本发明实施例提供的转向架失稳触发列车制动的闭环控制回路示意图。图2示出了转向架失稳动作继电器控制原理图。图3示出了限速选择继电器控制原理示意图。其中，图中各符号的符号含义为：103控制电源：DC100V；BIDS：转向架失稳检测装置；BIDR：转向架失稳输出继电器；30SR：小于30km/h励磁；BIDR1：第一继电器，向列车网络输出转向架失稳信号；BIDR-D：转向架失稳动作继电器置位线圈；BIDR-R：转向架失稳动作继电器复位线圈；BCU：制动控制器；BIDR2：第一限速继电器(200km/h限速继电器)；BIDR3：第二限速继电器(120km/h限速继电器)；BIDR5：列车失稳制动触发继电器；BIDCOS：单车失稳隔离开关；ABIDCOS：全车失稳隔离开关；ATCBR：车载设备制动指令继电器；SBFBR：制动指令反馈信号；155R：列车制动力不足检测继电器；67：列车7级制动指令线；9：列车牵引有效指令线；CSR：恒速触发继电器。
综合考虑列车空簧内压理论计算与实际车重的偏差、轮重及轴重偏差、测量误差等因素，确定空簧压力低于280kPa作为压力异常的判定标准。当空簧压力低于280kPa时，在保证安全性指标满足要求并有一定安全余量，同时结合列车空簧失气限速120km/h的要求，确定列车发生失稳后须减速至120km/h运行。当空簧压力高于280kPa时，通过对抗蛇行减振器失效、横向减振器失效、踏面等效锥度变化对临界速度、平稳性指标、安全性指标影响分析，在保证安全性指标满足要求并有一定安全余量，确定列车发生失稳后须减速至200km/h运行。
基于上述描述，优选地，所述第一压力阈值为300kPa；所述第二压力阈值为280kPa。
基于上述描述，优选地，所述第一速度阈值为200km/h；所述第四速度阈值为120km/h。
其中，所述第二速度阈值为195km/h；所述第五速度阈值为115km/h。
其中，所述第三速度阈值为30km/h。
基于上面压力参数阈值和速度参数阈值，所述第一限速继电器控制逻辑为：空簧压力高于300kPa且速度大于200km/h，第一限速继电器得电。空簧压力低于280kPa或速度小于195km/h，第一限速继电器失电。
所述第二限速继电器控制逻辑为：空簧压力低于280kPa且速度大于120km/h，第二限速继电器得电。空簧压力高于300kPa或速度小于115km/h，第二限速继电器失电。
在实际中，列车失稳分以下两种情况：
第一、列车空簧压力正常
列车空簧压力高于300kPa且速度大于200km/h，第一限速继电器得电。转向架失稳装置检测到转向架异常振动后，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车7级制动指令线67得电，列车施加制动。当列车速度下降到195km/h时，第一限速继电器失电，复位线圈电路得电，转向架失稳动作继电器常闭点处于闭合位，失稳制动触发继电器得电，其常闭点断开，车载设备制动指令继电器失电，制动指令线67失电，列车制动缓解。如果列车速度下降到限速值195km/h后，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，由于闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，此时列车将持续输出制动，直到列车速度低于30km/h。
第二、列车空簧压力异常
列车空簧压力低于280kPa且速度大于120km/h，第二限速继电器得电。转向架失稳装置检测到转向架异常振动后，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车7级制动指令线67得电，列车施加制动。当列车速度下降到115km/h时，第二限速继电器失电，复位线圈电路得电，转向架失稳动作继电器常闭点处于闭合位，失稳制动触发继电器得电，其常闭点断开，车载设备制动指令继电器失电，制动指令线67失电，列车制动缓解。如果列车速度下降到限速值115km/h后，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，由于闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，此时列车将持续输出制动，直到列车速度低于30km/h。
在本发明的一个优选实施例中，在所述转向架失稳动作继电器支路上并联一个单车失稳隔离开关，当某车厢转向架失稳检测装置故障时，通过闭合单车失稳隔离开关使得转向架失稳动作继电器常闭点短接及转向架失稳动作继电器中的置位线圈加压，失稳制动触发继电器得电，列车制动缓解。
在本发明的一个优选实施例中，在所述失稳制动触发继电器支路上并联一个全车失稳隔离开关，当失稳制动触发继电器异常失电时，通过闭合全车失稳隔离开关，给失稳制动触发继电器加压，列车制动缓解。
本发明实施例所述的电路采用闭环控制，贯通全列车，每节车厢设置转向架失稳输出继电器、转向架失稳动作继电器和限速选择继电器，当失稳装置检测到异常振动后，转向架失稳动作继电器置位，根据当前列车空簧压力及速度状态，相应限速选择继电器动作。转向架失稳动作继电器常闭点触发全列车闭环控制电路动作，从而控制全列车失稳制动触发继电器失电，列车施加制动，列车降速到限速临界值后，单车转向架失稳动作继电器复位，列车制动缓解。当失稳装置误检测转向架失稳后，可操作相应车厢单车失稳隔离开关，对故障进行屏蔽，保证列车正常运行。
本发明实施例所述的电路采用硬线贯通全列车，通过采集每节车厢失稳信号、空簧压力及速度状态，输出硬线信号控制列车施加制动，硬线信号抗干扰能力强可靠性高，可有效避免转向架发生蛇形运动。
另外，本实施例所述电路采用失电制动模式，抗干扰能力强；电路中并联隔离开关，可对失稳检测装置的误检测进行屏蔽，确保列车正常运营，容错性强。
以上实施例仅用于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)
1.一种基于转向架失稳检测装置的列车自动制动控制电路，其特征在于，每节车厢设有转向架失稳检测装置、转向架失稳输出继电器和转向架失稳动作继电器，通过贯通列车的制动控制回路，控制司机室中的失稳制动触发继电器和车载设备制动指令继电器动作；
所述转向架失稳输出继电器的常开点控制转向架失稳动作继电器；
所述转向架失稳动作继电器为闭锁型继电器，具有置位线圈和复位线圈，在所述转向架失稳动作继电器复位线圈控制电路中连接有限速选择继电器；限速选择继电器由制动控制器输出控制，所述制动控制器用于采集列车空簧压力和列车速度；所述限速选择继电器包括第一限速继电器；
当某车厢中的转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，触发所述转向架失稳动作继电器，所述转向架失稳动作继电器中的置位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点断开，失稳制动触发继电器失电，车载设备制动指令继电器得电，列车施加制动；
当所述空簧压力大于第一压力阈值且速度大于第一速度阈值时，第一限速继电器得电；当列车速度下降到第二速度阈值时，第一限速继电器失电，所述转向架失稳动作继电器中的复位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点闭合，失稳制动触发继电器得电，车载设备制动指令继电器失电，列车制动缓解；若列车速度下降到第二速度阈值时，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，根据所述转向架失稳动作继电器闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，列车持续输出制动，直至列车速度低于第三速度阈值。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，在所述转向架失稳动作继电器支路上并联第一继电器，当转向架失稳检测装置检测到列车异常振动后，转向架失稳输出继电器动作，触发转向架失稳动作继电器和第一继电器，所述第一继电器用于向列车网络系统输入失稳故障信号。
3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述限速选择继电器还包括第二限速继电器；
当所述空簧压力小于第二压力阈值且速度大于第四速度阈值时，第二限速继电器得电，当列车速度下降到第五速度阈值时，第二限速继电器失电，所述转向架失稳动作继电器中的复位线圈得电，控制回路中转向架失稳动作继电器常闭点闭合，失稳制动触发继电器得电，车载设备制动指令继电器失电，列车制动缓解；若列车速度下降到第五速度阈值时，转向架失稳检测装置仍持续输出失稳信号，根据所述转向架失稳动作继电器闭锁型继电器置位优先特性，转向架失稳动作继电器置位线圈得电，列车持续输出制动，直至列车速度低于第三速度阈值。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述转向架失稳动作继电器支路上并联一个单车失稳隔离开关，当某车厢转向架失稳检测装置故障时，通过闭合单车失稳隔离开关使得转向架失稳动作继电器常闭点短接及转向架失稳动作继电器中的复位线圈加压，失稳制动触发继电器得电，列车制动缓解。
5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述失稳制动触发继电器支路上并联一个全车失稳隔离开关，当失稳制动触发继电器异常失电时，通过闭合全车失稳隔离开关，给失稳制动触发继电器加压，列车制动缓解。
6.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一压力阈值为300kPa；所述第二压力阈值为280kPa。
7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一速度阈值为200km/h；所述第四速度阈值为120km/h。
8.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二速度阈值为195km/h；所述第五速度阈值为115km/h。
9.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第三速度阈值为30km/h。
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