CN105365843A - 一种控制城轨列车补充气制动的方法 - Google Patents

一种控制城轨列车补充气制动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制城轨列车补充气制动的方法，包括步骤1.VCM接收制动级位；步骤2.VCM计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值；步骤2之后同时执行两路操作，一路操作包括步骤3ˊ.VCM将总制动力值分配给各车BCU；另一路操作包括步骤3.VCM将各车电制动力的目标值分配至各车DCU；步骤4.各车DCU发挥电制动力；步骤5.各车DCU将各车电制动力的实际值发送至VCM；步骤6.VCM将各车电制动力的实际值转发给各车BCU；步骤7.各车BCU根据总制动力值和各车电制动力的实际值进行补差计算，补充气制动。本发明满足电制动优先的原则，避免了在电制动力足够的情况下补充气制动的情况，减少了闸瓦和轮对之间的磨耗，延长了列车的维护周期，降低了列车的维护成本。

Description

一种控制城轨列车补充气制动的方法
技术领域
本发明属于城轨列车的控制方法领域，特别涉及一种控制城轨列车补充气制动的方法。
背景技术
在城轨列车制动过程中，尤其是制动开始时的高速行驶阶段往往需要频繁补充空气以进行气制动。
如图1所示，现有的控制城轨列车补充气制动的方法包括以下步骤：
步骤1.列车控制模块VCM（VehicleControlModule）接收制动级位；
步骤2.列车控制模块VCM将制动级位转发给各车制动控制单元BCU（BrakeControlUnit）；
步骤3.各车制动控制单元BCU根据制动级位计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值；
步骤3之后同时执行两路操作，一路操作包括步骤4'.各车制动控制单元BCU根据总制动力值和列车控制模块VCM发送的各车电制动力的实际值进行补差计算，若电制动力的实际值无法满足总制动力值则补充气制动；另一路操作包括步骤4-步骤8，步骤4.各车制动控制单元BCU将各车电制动力的目标值发送至列车控制模块VCM；步骤5.列车控制模块VCM将各车电制动力的目标值分配至各车牵引控制单元DCU(DriveControlUnit)；步骤6.各车牵引控制单元DCU接受到各车电制动力的目标值后发挥电制动力；步骤7.各车牵引控制单元DCU将各车电制动力的实际值发送至列车控制模块VCM；步骤8.列车控制模块VCM将各车电制动力的实际值转发给各车制动控制单元BCU。
现有的控制城轨列车补充气制动的方法存在以下弊端：以步骤4和步骤4'为共同出发点，在步骤4'中进行补差计算并判断是否需要补充气制动到闸瓦贴合轮对大约需要400ms；而执行步骤4-步骤8大约需要64+32+50+32+64=242ms。因此，当各车制动控制单元BCU在第242ms时刻接收到各车电制动力的实际值时，各车电制动力才刚刚开始发挥作用，继而各车电制动力持续增大，在第400ms，即闸瓦贴合轮对的时候，由于电制动力发挥作用的时间差较短（约为400-242=158ms），电制动力不可能增大至能满足需求的最大值，因此在步骤4'中参与计算判断的各车电制动力的实际值并不是各车牵引控制单元DCU实际所能提供的电制动力的最大值，从而造成电制动力不足的假象。这种方法的直接后果就是，在实质电制动力足够的情况下，各车制动控制单元BCU也会执行补充气制动的动作。由于气制动是依靠闸瓦和轮对之间的机械摩擦来进行制动，从而产生大量的摩擦能量，加大了闸瓦和轮对之间的磨耗，缩短了列车的维护周期，增加了列车的维护成本。
发明内容
使用现有的控制城轨列车补充气制动的方法进行制动时，在实质电制动力足够的情况下，各车制动控制单元BCU也会执行补充气制动的动作，加大了闸瓦和轮对之间的磨耗，缩短了列车的维护周期，增加了列车的维护成本。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种控制城轨列车补充气制动的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种控制城轨列车补充气制动的方法，包括步骤1.列车控制模块VCM接收制动级位；还包括步骤2.列车控制模块VCM根据制动级位计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值；步骤2之后同时执行两路操作，一路操作包括步骤3'.列车控制模块VCM将总制动力值分配给各车制动控制单元BCU；另一路操作包括步骤3-步骤7，步骤3.列车控制模块VCM将各车电制动力的目标值分配至各车牵引控制单元DCU；步骤4.各车牵引控制单元DCU接受到各车电制动力的目标值后发挥电制动力；步骤5.各车牵引控制单元DCU将各车电制动力的实际值发送至列车控制模块VCM；步骤6.列车控制模块VCM将各车电制动力的实际值转发给各车制动控制单元BCU；步骤7.各车制动控制单元BCU根据总制动力值和列车控制模块VCM发送的各车电制动力的实际值进行补差计算，若电制动力的实际值无法满足总制动力值则补充气制动。
根据上述方法，以步骤3和步骤3'为出发点，经过步骤3'和步骤7，各车制动控制单元BCU接收到总制动力值之后，随即进行补差计算并判断是否需要补充气制动，到闸瓦贴合轮对时，大约需要64+400=464ms；执行步骤3-步骤7大约需要32+50+32+64=178ms。
因此，当各车制动控制单元BCU在第178ms时刻接收到各车电制动力的实际值时，闸瓦还尚未贴合轮对，到闸瓦贴合轮对时，需要经过大约464-178=286ms，远大于原来的158ms，因此电制动力有足够的增长时间。在闸瓦贴合轮对之前，电制动力基本上能增大至能满足需求的最大值，因此在步骤7中参与计算判断的各车电制动力的实际值就是各车牵引控制单元DCU实际所能提供的电制动力的最大值，不会造成电制动力不足的假象。
在电制动力足够的情况下，本发明各车制动控制单元BCU不会执行补充气制动的动作，满足电制动优先的原则，避免了在电制动力足够的情况下补充气制动的情况，减少了闸瓦和轮对之间的磨耗，延长了列车的维护周期，降低了列车的维护成本。
附图说明
图1为现有的控制城轨列车补充气制动的系统结构图。
图2为本发明控制城轨列车补充气制动的系统结构图。
其中，1为列车控制模块VCM，2为各车制动控制单元BCU，3为各车牵引控制单元DCU。
图3为利用现有方法进行制动的补充气制动情况。
图4为利用本发明进行制动的补充气制动情况。
具体实施方式
如图2所示，本发明一种控制城轨列车补充气制动的方法，包括步骤1.列车控制模块VCM1接收制动级位；还包括步骤2.列车控制模块VCM1根据制动级位计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值；步骤2之后同时执行两路操作，一路操作包括步骤3'.列车控制模块VCM1将总制动力值分配给各车制动控制单元BCU2；另一路操作包括步骤3-步骤7，步骤3.列车控制模块VCM1将各车电制动力的目标值分配至各车牵引控制单元DCU3；步骤4.各车牵引控制单元DCU3接受到各车电制动力的目标值后发挥电制动力；步骤5.各车牵引控制单元DCU3将各车电制动力的实际值发送至列车控制模块VCM1；步骤6.列车控制模块VCM1将各车电制动力的实际值转发给各车制动控制单元BCU2；步骤7.各车制动控制单元BCU2根据总制动力值和列车控制模块VCM1发送的各车电制动力的实际值进行补差计算，若电制动力的实际值无法满足总制动力值则补充气制动。
其中制动级位来自于主控手柄或者信号系统。步骤1需要32ms，步骤2需要50ms，步骤3'需要64ms，步骤3需要32ms，步骤4需要50ms，步骤5需要32ms，步骤6需要64ms，步骤7需要400ms。
控制城轨列车补充气制动的系统包括用于接收制动级位的列车控制模块VCM1、各车制动控制单元BCU2和各车牵引控制单元DCU3；各车制动控制单元BCU2和各车牵引控制单元DCU3均与列车控制模块VCM1相连，
列车控制模块VCM1还用于根据制动级位计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值，并将总制动力值分配给各车制动控制单元BCU2，同时将各车电制动力的目标值分配至各车牵引控制单元DCU3；同时列车控制模块VCM1还用于接收来自各车牵引控制单元DCU3的各车电制动力的实际值并将其转发给各车制动控制单元BCU2；
各车牵引控制单元DCU3用于接收来自列车控制模块VCM1的各车电制动力的目标值并发挥电制动力，以及将各车电制动力的实际值发送至列车控制模块VCM1；
各车制动控制单元BCU2用于接收来自列车控制模块VCM1的总制动力值以及来自列车控制模块VCM1的各车电制动力的实际值，并对二者进行补差计算，若电制动力的实际值无法满足总制动力值则补充气制动。
本发明与现有技术的对比分析如下：
如图1所示，现有的控制城轨列车补充气制动的方法包括以下步骤：
步骤1.列车控制模块VCM1接收制动级位；
步骤2.列车控制模块VCM1将制动级位转发给各车制动控制单元BCU2；
步骤3.各车制动控制单元BCU2根据制动级位计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值；
步骤3之后同时执行两路操作，一路操作包括步骤4'.各车制动控制单元BCU2根据总制动力值和列车控制模块VCM1发送的各车电制动力的实际值进行补差计算，若电制动力的实际值无法满足总制动力值则补充气制动；另一路操作包括步骤4-步骤8，步骤4.各车制动控制单元BCU2将各车电制动力的目标值发送至列车控制模块VCM1；步骤5.列车控制模块VCM1将各车电制动力的目标值分配至各车牵引控制单元DCU3；步骤6.各车牵引控制单元DCU3接受到各车电制动力的目标值后发挥电制动力；步骤7.各车牵引控制单元DCU3将各车电制动力的实际值发送至列车控制模块VCM1；步骤8.列车控制模块VCM1将各车电制动力的实际值转发给各车制动控制单元BCU2。
其中制动级位来自于主控手柄或者信号系统。步骤1需要32ms，步骤2需要64ms，步骤3需要200ms，步骤4'需要400ms，步骤4需要64ms，步骤5需要32ms，步骤6需要50ms，步骤7需要32ms，步骤8需要64ms。
在图1中，以步骤4和步骤4'为共同出发点，在步骤4'中进行补差计算并判断是否需要补充气制动到闸瓦贴合轮对大约需要400ms；而执行步骤4-步骤8大约需要64+32+50+32+64=242ms。因此，当各车制动控制单元BCU2在第242ms时刻接收到各车电制动力的实际值时，各车电制动力才刚刚开始发挥作用，继而各车电制动力持续增大，在第400ms，即闸瓦贴合轮对的时候，由于电制动力发挥作用的时间差较短（约为400-242=158ms），电制动力不可能增大至能满足需求的最大值，因此在步骤4'中参与计算判断的各车电制动力的实际值并不是各车牵引控制单元DCU3实际所能提供的电制动力的最大值，从而造成电制动力不足的假象。这种方法的直接后果就是，在实质电制动力足够的情况下，各车制动控制单元BCU2也会执行补充气制动的动作。
图3为利用现有方法进行制动的补充气制动情况。由图3中可知列车在制动全过程，尤其是高速阶段施加了气制动。
而本发明以步骤3和步骤3'为出发点，经过步骤3'和步骤7，各车制动控制单元BCU2接收到总制动力值之后，随即进行补差计算并判断是否需要补充气制动，到闸瓦贴合轮对时，大约需要64+400=464ms；执行步骤3-步骤7大约需要32+50+32+64=178ms。因此，当各车制动控制单元BCU2在第178ms时刻接收到各车电制动力的实际值时，闸瓦还尚未贴合轮对，到闸瓦贴合轮对时，需要经过大约464-178=286ms，远大于原来的158ms，因此电制动力有足够的增长时间。在闸瓦贴合轮对之前，电制动力基本上能增大至能满足需求的最大值，因此在步骤7中参与计算判断的各车电制动力的实际值就是各车牵引控制单元DCU3实际所能提供的电制动力的最大值，不会造成电制动力不足的假象。因此，在电制动力足够的情况下，本发明各车制动控制单元BCU2不会执行补充气制动的动作，满足电制动优先的原则，避免了在电制动力足够的情况下补充气制动的情况。
图4为利用本发明进行制动的补充气制动情况。由图4中可知列车在制动全过程均未补充气制动，仅在列车停稳后施加保持制动。

Claims (1)

1.一种控制城轨列车补充气制动的方法，包括步骤1.列车控制模块VCM（1）接收制动级位；其特征在于，还包括步骤2.列车控制模块VCM（1）根据制动级位计算总制动力值和分配各车电制动力的目标值；步骤2之后同时执行两路操作，一路操作包括步骤3'.列车控制模块VCM（1）将总制动力值分配给各车制动控制单元BCU（2）；另一路操作包括步骤3-步骤7，步骤3.列车控制模块VCM（1）将各车电制动力的目标值分配至各车牵引控制单元DCU（3）；步骤4.各车牵引控制单元DCU（3）接受到各车电制动力的目标值后发挥电制动力；步骤5.各车牵引控制单元DCU（3）将各车电制动力的实际值发送至列车控制模块VCM（1）；步骤6.列车控制模块VCM（1）将各车电制动力的实际值转发给各车制动控制单元BCU（2）；步骤7.各车制动控制单元BCU（2）根据总制动力值和列车控制模块VCM（1）发送的各车电制动力的实际值进行补差计算，若电制动力的实际值无法满足总制动力值则补充气制动。
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