CN105438151B - 制动控制系统及其故障导向安全处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种制动控制系统及其故障导向安全处理方法。所述制动控制系统,包括:列车级制动控制单元(TBM),用于通过硬线与制动指令源连接以接收制动指令;一个或多个网段,其中,每个网段包括:网段级制动控制单元(SBM),用于通过网络接收来自TBM的制动指令;一个或多个本地制动控制单元(LBCU),用于通过网络接收来自SBM的制动指令,其中,所述一个或多个LBCU还通过硬线从制动指令源接收制动指令。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆的制动控制系统以及制动控制系统的故障导向安全处理方法。
背景技术
制动控制系统主要由三部分组成:制动指令的传递、制动力分配和计算、制动状态的汇报。现有的制动控制系统的制动力分配和计算均在每车制动控制单元(BCU)的微处理器中由软件实现,制动状态也主要通过列车网络进行汇总;但制动指令的传递路径一般分为两类:网络方式和硬线方式。
通过网络方式传递制动指令的制动控制系统,BCU从功能上可以分为三个层次:列车级BCU(TBM)、网段级BCU(SBM)和本地BCU(LBCU)。其中TBM负责全列车制动力的分配和计算。当列车LBCU故障时,制动力可以由TBM进行重新分配到其它正常工作的LBCU上,保持总的制动力不变。但当TBM或SBM故障时,列车可能损失部分或全列的制动力,造成制动距离延长的安全风险。
通过电气硬线传递制动指令的制动控制系统,各车BCU功能一致,无TBM和SBM。当列车BCU故障时,该车可以进入自律工作模式,同样不影响全列总制动力。但当指令硬线故障时,则仍会造成制动力不足的安全风险。
由此可见,上述两种现有的制动控制系统中,故障导向安全方案相对单一,均存在安全风险。
发明内容
针对上述现有技术中所出现的问题,本发明提供一种制动控制系统及其故障导向安全处理方法。
根据本发明的一方面,提供了一种制动控制系统,包括:列车级制动控制单元(TBM),用于通过硬线与制动指令源连接以接收制动指令;一个或多个网段,其中,每个网段包括:网段级制动控制单元(SBM),用于通过网络接收来自TBM的制动指令;一个或多个本地制动控制单元(LBCU),用于通过网络接收来自SBM的制动指令,其中,所述一个或多个LBCU还通过硬线从制动指令源接收制动指令。
优选地,所述制动控制系统中的TBM是两个或更多个。
优选地,每个网段中的SBM是两个或更多个。
优选地,TBM与第一网段之间通过多功能车辆总线(MVB)网络通信连接,各网段之间通过绞线式列车总线(WTB)网络通信连接。
优选地,每个网段还包括网关,各网段中的网关、SBM与LBCU之间通过多功能车辆总线(MVB)网络进行通信连接。
根据本发明的另一方面,提供了一种制动控制系统的故障导向安全处理方法,其中,所述制动控制系统包括列车级制动控制单元(TBM)和一个或多个网段,TBM用于通过硬线与制动指令源连接以接收制动指令,每个网段包括:网段级制动控制单元(SBM)和一个或多个本地制动控制单元(LBCU),SBM用于通过网络接收来自TBM的制动指令,所述故障导向安全处理方法包括:当确定LBCU发生网络故障时,发生网络故障的LBCU通过硬线从制动指令源接收制动指令;所述发生网络故障的LBCU根据接收的制动指令计算其所在车辆需要制动力。
优选地,所述的故障导向安全处理方法可还包括:当确定TBM发生设备故障时,发生设备故障的TBM被切换到备用TBM。
优选地,所述的故障导向安全处理方法可还包括:当确定SBM发生设备故障时,发生设备故障的SBM被切换到备用SBM。
优选地,所述故障导向安全处理方法可还包括:当确定SBM无法接收到来自TBM的制动指令时,SBM命令其所在网段中的各个LBCU通过硬线从制动指令源接收制动指令;所述各个LBCU根据接收的制动指令计算其所在车辆需要制动力。
当所述制动控制系统处于正常工况下时,SBM通过网络接收来自TBM的制动指令,并通过网络将来自SBM的制动指令发送给一个或多个LBCU。
所述故障导向安全处理方法利用制动控制系统通过网络设备进行通信的同时,可在列车网络出现故障的情况下,仍然可以保证列车制动管理功能的安全完整性。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的制动控制系统的示意图。
图2为根据本发明的示例性实施例的制动控制系统的总体视图。
图3是根据本发明的一个实施例中网段内MVB通信处于故障时的流程图。
图4是根据本发明的一个实施例中SBM通信处于故障时的流程图。
图5是根据本发明的一个实施例中网段内WTB通信处于故障时的流程图。
具体实施方式
现在,详细描述本发明的实施例,其示例在附图中表示,其中,相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本发明。
在接下来的描述中,即使在相同的附图中,相同的附图标号用于相同的部件。在说明书中定义的内容,例如详细的构造和部件只是提供用于帮助全面理解本发明。因此,很明显,无需那些定义的内容来实现本发明。此外,由于已知功能或构造将在不必要的细节上模糊本发明,因此将不对其进行详细描述。
图1为根据本发明的实施例的制动控制系统的示意图。
如图1所示,根据本发明的实施例的制动控制系统可包括列车级制动控制单元(TBM)以及一个或多个网段。每个网段包括网段级制动控制单元(SBM)以及一个或多个本地制动控制单元(LBCU)。
例如,TBM可通过硬线与制动指令源(例如列车手柄或其它列车控制设备等)连接以接收制动指令,随后将接收到的制动指令通过网络发送给各个网段。以第一网段为例,SBM可将接收到的制动指令通过网络分别发给各LBCU。此外,各LBCU也可通过硬线与制动指令源连接以接收制动指令。
可选择地,LBCU可从其所在网段的SBM接收制动指令同时从硬线接收制动指令,但是在一般情况下(即,制动控制系统处于正常工况下)LBCU优先接收从其所在网段的SBM发送的制动指令,而只在其发生网络故障无法从SBM接收到制动指令时才从硬线接收制动指令。
图2为根据本发明的示例性实施例的制动控制系统的总体视图。
具体参照图2,每辆车中可设置有一个LBCU 280,如图2中所示的四辆车中可设置有四个LBCU,以组成一个LCBU组290。LBCU组290、SBM 270以及网关250可组成一个网段,在该网段之间通过多功能车辆总线(MVB)网络通信。因此,LBCU组290、SBM 270以及网关250组成的网段也可称为MVB网段。虽然图2中的第一网段中示出了四个LBCU,应该理解,LBCU的数量不限于此,LBCU的数量与该网段中的车辆的数量一致。
例如,TBM 230与网关250之间可通过MVB网络通信连接,各网关之间可通过绞线式列车总线(WTB)网络进行通信连接。因此,TBM 230可将接收到的制动指令通过MVB网络和WTB网络发送给各网关。
MVB网络和WTB网络均是列车通信网络(TCN)的一部分。
优选地,本发明的实施例的制动控制系统中的TBM以及每个网段中的SBM为两个或更多个。
例如,根据本发明的实施例,各LBCU,例如LBCU 280(以第一网段100为例)可将自身的制动状态信息通过MVB网络发送给它所在网段的SBM 270,SBM 270将所在网段中的LBCU发送的制动状态信息进行汇总,并将汇总后的制动状态信息通过WTB网络经过由网关发送给TBM 230。TBM 230可根据从制动指令源接收到的制动指令和从各个网段接收到的列车制动状态信息进行全列制动力复合控制以计算出全列各网段制动力指令,并且随后通过WTB网络将各网段制动力指令发送给各网段中的SBM。之后,各网段中的SBM计算出各车辆的制动力指令并发送给各LBCU。因此,各LBCU根据接收到的对应制动力指令来执行制动。
然而,由于各种原因,网络通信可能会出现故障。
例如,当正在运行的TBM 230自身发生故障时,没有发生故障的备用TBM可开始运行。
当网段中的SBM自身发生故障时,没有发生故障的备用SBM可开始运行。
当WTB网络或各网段中的网关发生故障时,网段中的SBM能够监测到无法接收到来自TBM的指令,因此SBM将命令其所在网段中的各个LBCU进入自律模式,即各LBCU根据通过硬线接收到的制动指令计算本车需要的制动力。
当LBCU发生网络故障(即LBCU无法与其所在网段中的SBM网络连接)时,该发生网络故障的LBCU自动进入自律模式,即通过硬线接收到的制动指令计算本车需要的制动力。而其他无网络故障的LBCU仍能正常从所在网段的SBM接收制动指令,从而保证全列总制动力稳定。
应该理解,虽然未在图2中示出,本发明实施例的制动控制系统可包括一个或多个故障检测单元,用于检测故障的发生。
例如,TBM中可包括故障检测单元,在运行中的TBM无法与其他部件进行通信时,该故障检测单元可确定是否发生TBM自身设备故障。当确定发生TBM设备故障时,备用TBM可开始运行。
例如,SBM中可包括故障检测单元,在运行中的SBM无法与其他部件进行通信时,该故障检测单元可确定发生SBM自身设备故障还是发生网络故障。当确定发生SBM设备故障时,备用SBM可开始运行。而当确定SBM发生网络故障(例如,无法接收到来自TBM的指令)时,SBM将命令其所在网段中的各个LBCU进入自律模式。
例如,LBCU中可包括故障检测单元,用于确定LBCU是否发生网络故障。当确定发生网络故障时,该LBCU自动进入自律模式,通过硬线接收到的制动指令计算本车需要的制动力。
下面将参照图3-5详细描述根据本发明实施例的制动控制系统的故障导向安全处理方法。
图3是根据本发明的一个实施例中网段内MVB通信处于故障时的流程图。
如图3所示的一种该制动管理的故障导向安全系统中,当MVB网络通信出现故障时包括方法300。
根据该方法中的一个实施例,当网段内的MVB网络通信出现故障的情况下,可直接影响网段下的某个/某些LBCU单元的对制动的发挥。因此,在步骤301中,当确定网段出现故障时,进入步骤302,该步骤中的某个/某些LBCU单元进入自律模式,并接收硬线指令,施加相应的制动力。
在步骤303中,其它网段与本网段无故障的CLBU单元仍为列车复合,接收来自TBM单元的制动指令。
图4是根据本发明的一个实施例中SBM通信处于故障时的流程图。
如图4所述,在该制动管理的故障导向安全系统中,当SBM网络通信出现故障时包括方法400。
步骤401中,在SBM网络通信出现故障的情况下,会影响网段中所有LBCU单元的正常工作。因此,SBM单元通信出现故障时进入步骤402。
步骤402中,受影响的LBCU单元自动进入自律模式,接收硬线指令,施加相应的制动力。
同时,在步骤403中,其它网段仍与列车复合,并在步骤404中接受来自TMB单元的制动指令。
图5是根据本发明的一个实施例中网段内WTB通信处于故障时的流程图。
如图5所示,在该制动管理的故障导向安全系统中,当网段WTB网络通信出现故障时,包括步骤500。
步骤501中,当网段间的WTB网络通信出现故障时,会直接影响SBM与TBM的信号收发,全列车的制动系统均受到影响。此时步骤501进入步骤502。
步骤502中,各LBCU单元均进入自律模式;同时进入步骤503。
步骤503中,进入自律模式的LBCU单元接收硬线指令,实施相应的制动力,并进入步骤504。
步骤504中,此时的LBCU单元自动降级为硬线的系统结构,以便保持系统的安全完整性。
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。
Claims (10)
1.一种制动控制系统,包括:
列车级制动控制单元(TBM),用于通过硬线与制动指令源连接以接收制动指令;
一个或多个网段,其中,每个网段包括:
网段级制动控制单元(SBM),用于通过网络接收来自TBM的制动指令;
一个或多个本地制动控制单元(LBCU),用于通过网络接收来自SBM的制动指令,
其中,所述一个或多个LBCU还用于通过硬线从制动指令源接收制动指令,
其中,所述一个或多个LBCU在所述制动控制系统处于正常工况下优先接收从其所在网段的SBM发送的制动指令,而只在所述一个或多个LBCU发生网络故障无法从SBM接收到制动指令时所述一个或多个LBCU才从硬线接收制动指令,其他无网络故障的LBCU从其所在网段的SBM接收制动指令。
2.如权利要求1所述的制动控制系统,其中,所述制动控制系统中的TBM是两个或更多个。
3.如权利要求1所述的制动控制系统,其中,每个网段中的SBM是两个或更多个。
4.如权利要求1所述的制动控制系统,其中,TBM与第一网段之间通过多功能车辆总线(MVB)网络通信连接,各网段之间通过绞线式列车总线(WTB)网络通信连接。
5.如权利要求1所述的制动控制系统,其中,每个网段还包括网关,
各网段中的网关、SBM与LBCU之间通过多功能车辆总线(MVB)网络进行通信连接。
6.一种制动控制系统的故障导向安全处理方法,其中,所述制动控制系统包括列车级制动控制单元(TBM)和一个或多个网段,TBM用于通过硬线与制动指令源连接以接收制动指令,每个网段包括:网段级制动控制单元(SBM)和一个或多个本地制动控制单元(LBCU),SBM用于通过网络接收来自TBM的制动指令,所述故障导向安全处理方法包括:
当确定LBCU发生网络故障时,发生网络故障的LBCU通过硬线从制动指令源接收制动指令;
所述发生网络故障的LBCU根据接收的制动指令计算其所在车辆需要制动力,其中,所述一个或多个LBCU在所述制动控制系统处于正常工况下优先接收从其所在网段的SBM发送的制动指令,而只在所述一个或多个LBCU发生网络故障无法从SBM接收到制动指令时所述一个或多个LBCU才从硬线接收制动指令,其他无网络故障的LBCU从其所在网段的SBM接收制动指令。
7.如权利要求6所述的故障导向安全处理方法,还包括:
当确定TBM发生设备故障时,发生设备故障的TBM被切换到备用TBM。
8.如权利要求6所述的故障导向安全处理方法,还包括:
当确定SBM发生设备故障时,发生设备故障的SBM被切换到备用SBM。
9.如权利要求6所述的故障导向安全处理方法,还包括:
当确定SBM无法接收到来自TBM的制动指令时,SBM命令其所在网段中的各个LBCU通过硬线从制动指令源接收制动指令;
所述各个LBCU根据接收的制动指令计算其所在车辆需要制动力。
10.如权利要求6所述的故障导向安全处理方法,其中,
当所述制动控制系统处于正常工况下时,SBM通过网络接收来自TBM的制动指令,并通过网络将来自SBM的制动指令发送给一个或多个LBCU。
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