CN107364468B - 远程隔离电路、无人驾驶列车的制动故障隔离系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种远程隔离电路、无人驾驶列车的制动故障隔离系统及方法；远程隔离电路包括：隔离指令控制开关，以及与隔离指令控制开关连接的二选一路径连接控制组；二选一路径连接控制组包括一个输入侧和多个输出侧，二选一路径连接控制组的输入侧与隔离指令控制开关串联，每个二选一路径连接控制组的输出侧均设有连接点，使得二选一路径连接控制组的输出侧通过连接点与待隔离器件连接。本发明能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免因电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全。

Description

远程隔离电路、无人驾驶列车的制动故障隔离系统及方法

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，具体涉及一种远程隔离电路、无人驾驶列车的制动故障隔离系统及方法。

背景技术

随着用户对地铁车辆自动化要求的提高，全自动无人驾驶地铁车辆已经成为当前地铁车辆需求的主流。而无人驾驶地铁对于车辆的可靠性和可用性提出了更高的要求，特别是在车辆运营过程中出现影响车辆正常运行的部件或系统级的故障时，无人驾驶车辆必须具有相应的自动或远程的处理方式；其中的转向架的制动无法缓解的制动故障为重要级别的故障问题，在转向架的制动无法缓解时，车辆必须能够将故障的转向架进行空气制动隔离。这种隔离的可靠性要求较高，一方面需要能够准确的隔离故障转向架，另一方面要求在隔离时不能够隔离一个以上的转向架，因为从安全角度考虑，地铁车辆的运营规则要求如果一个以上的转向架无法施加制动时，车辆需要停车等待救援。在有人驾驶车辆上这种操作特别容易执行，因为隔离是通过司乘人员现场判断故障转向架，下车手动通过机械方式隔离转向架的空气制动，从而让车辆恢复动车能力。因为这种隔离方式是点对点的机械方式，可以满足安全性和可靠性的要求。而在无人驾驶车辆上，车辆上没有司乘人员或者维护人员。由于无人驾驶车辆的区域封闭要求，人员也不能第一时间赶到事发现场进行应急处理，那么这一故障就需要OCC的车辆调工作人员对运营过程中车辆进行远程隔离，这种远程隔离通过电路实现。

而现有对转向架的制动无法缓解的制动故障的隔离方式中的一种为通过制定相应的运营规则，由临近事故地点的站台人员通过应急检修通道到现场处理制动无法缓解的故障，另一种为车辆通过信号无线通道接收OCC制动隔离指令，再通过网络IO板卡的DO输出，直接将制动隔离指令发送给指定的转向架上的制动单元。

但第一种隔离方式需要增加应急检修通道增加建设成本，制定复杂的应急运营规则，增加运营管理难度，同时需要靠人来保证故障的处理的安全性和可靠性，这一作法本身的安全性和可靠性就存在争议；第二种隔离方式在网络直接发送指令给需要隔离的制动单元的过程中，由于网络设备在轨道交通中被认为是非安全设备，同时其输出功能依靠软件实现，该功能的实现也是非安全的。在程序运转出现故障，或者IO板卡在外界干扰时出现误输出时，极有可能出现误隔离，或者隔离了一个以上的转向架，对车辆运行造成安全隐患。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种远程隔离电路、无人驾驶列车的制动故障隔离系统及方法；能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，并满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免了因为电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种远程隔离电路，所述远程隔离电路包括：隔离指令控制开关，以及，与所述隔离指令控制开关连接的二选一路径连接控制组；

所述二选一路径连接控制组包括一个输入侧和多个输出侧，所述二选一路径连接控制组的输入侧与所述隔离指令控制开关串联，每个所述二选一路径连接控制组的输出侧均设有连接点，使得所述二选一路径连接控制组的输出侧通过所述连接点与待隔离器件连接。

进一步地，所述二选一路径连接控制组由多个电控制器组成，且每个所述电控制器的输出侧均包括第一触点和第二触点。

进一步地，所述二选一路径连接控制组包括依次串联的一层控制子组、二层控制子组、三层控制子组和四层控制子组；

所述一层控制子组的输入侧与所述隔离指令控制开关的输出侧连接。

进一步地，所述一层控制子组中包括电控制器K11，所述二层控制子组中包括电控制器K21和K22，所述三层控制子组中包括电控制器K31和K32，所述四层控制子组中包括电控制器K41、K42、K43和K44；

相应的，

所述电控制器K11的第一触点和第二触点分别连接所述电控制器K21和K22的输入侧；

所述电控制器K21的第一触点和第二触点分别连接所述电控制器K41和K31的输入侧；

所述电控制器K22的第一触点和第二触点分别连接所述电控制器K32和K44的输入侧；

所述电控制器K31的第二触点与所述电控制器K42的输入侧连接；

所述电控制器K32的第二触点与所述电控制器K43的输入侧连接。

进一步地，所述电控制器K11的第二触点与所述电控制器K22之间连接有一个电路扩展口；

所述电控制器K31的第一触点和电控制器K32的第一触点分别与一个电路扩展口连接；所述电控制器K21的第一触点与所述电控制器K41之间设有一个电路扩展口，且所述电控制器K22的第二触点与所述电控制器K44之间也设有一个所述电路扩展口。

第二方面，本发明还提供了一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统，所述系统包括设置在无人驾驶列车上的车载信号系统和车辆网络系统，以及所述的远程隔离电路；

所述车载信号系统与所述隔离指令控制开关电气连接；

所述车辆网络系统与所述二选一路径连接控制组通信连接；

所述二选一路径连接控制组的各个输出侧分别连接至所述无人驾驶列车的第一至第八个转向架的制动单元。

进一步地，各所述制动单元上均设有制动远程隔离电磁阀，且各所述制动远程隔离电磁阀均与所述二选一路径连接控制组的各个输出侧连接。

进一步地，所述电控制器K11的第二触点与所述电控制器K22之间的所述电路扩展口中连接有一个扩展电路，所述扩展电路有四个输出侧，且四个输出侧分别连接所述无人驾驶列车的第九至第十二个转向架的制动单元；

其中，所述第九至第十二个转向架依次设置在第四和第五个转向架之间。

第三方面，本发明还提供了一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法，所述方法包括：

无人驾驶列车上的车载信号系统以电气连接的形式，向所述的远程隔离电路中的隔离指令控制开关发送转向架隔离指令，以及，所述车载信号系统以网络信号的形式将所述转向架隔离指令发送至无人驾驶列车上的车辆网络系统；

所述隔离指令控制开关根据所述转向架隔离指令闭合；

以及，所述车辆网络系统控制二选一路径连接控制组中的电控制器按照所述转向架隔离指令依次闭合，直到隔离与所述二选一路径连接控制组的某一输出侧连接的发生制动故障的目标转向架。

进一步地，所述方法还包括：

无人驾驶列车的制动控制单元将发生制动不缓解状况的转向架的故障信息发送至所述车辆网络系统；

所述车辆网络系统通过与车载信号系统连接的MVB接口将该转向架的故障信息发送至所述车载信号系统；

所述车载信号系统将该转向架的故障信息发送运行控制中心OCC；

以及，运行控制中心OCC的车辆调度人员下达远程隔离发生制动不缓解状况的转向架的隔离指令，并将所述隔离指令发送至所述车载信号系统。

由上述技术方案可知，本发明所述的一种远程隔离电路、无人驾驶列车的制动故障隔离系统及方法；远程隔离电路包括：隔离指令控制开关，以及与隔离指令控制开关连接的二选一路径连接控制组；二选一路径连接控制组包括一个输入侧和多个输出侧，二选一路径连接控制组的输入侧与隔离指令控制开关串联，每个二选一路径连接控制组的输出侧均设有连接点，使得二选一路径连接控制组的输出侧通过连接点与待隔离器件连接。本发明能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免因电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全。

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是本发明的一种远程隔离电路的结构示意图；

图2是本发明的远程隔离电路中的二选一路径连接控制组1的结构示意图；

图3是本发明的一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统的结构示意图；

图4是本发明的一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法的一个实施方式的流程示意图；

图5是本发明的一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法的另一个实施方式的流程示意图；

图6本发明的一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统的应用实例的结构示意图；

其中，Ka-隔离指令控制开关；1-二选一路径连接控制组； a-第一触点；b-第二触点；11-一层控制子组；12-二层控制子组；13-三层控制子组；14-四层控制子组；2-车载信号系统；3-车辆网络系统；4-远程隔离电路。

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。

本发明的实施例一提供了一种远程隔离电路的一种具体实施方式，参见图1，所述远程隔离电路具体包括如下内容：

隔离指令控制开关Ka，以及，与所述隔离指令控制开关Ka连接的二选一路径连接控制组1；所述二选一路径连接控制组1包括一个输入侧和多个输出侧，所述二选一路径连接控制组1的输入侧与所述隔离指令控制开关Ka串联，每个所述二选一路径连接控制组1的输出侧均设有连接点，使得所述二选一路径连接控制组1的输出侧通过所述连接点与待隔离器件连接。

从上述描述可知，本发明的实施例提供了一种远程隔离电路，该电路能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，并满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免了因为电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全。

在一种具体实施方式中，参见图2，上述远程隔离电路中的所述二选一路径连接控制组1具体包括如下内容：

所述二选一路径连接控制组1由多个电控制器组成，且每个所述电控制器的输出侧均包括第一触点a和第二触点b；且所述电控制器为继电器。

所述二选一路径连接控制组1包括依次串联的一层控制子组11、二层控制子组12、二层控制子组13和四层控制子组14；所述一层控制子组11的输入侧与所述隔离指令控制开关的输出侧连接。

所述一层控制子组11中包括电控制器K11，所述二层控制子组12中包括电控制器K21和K22，所述二层控制子组13中包括电控制器K31和K32，所述四层控制子组14中包括电控制器K41、K42、K43和K44。

相应的，所述电控制器K11的第一触点a和第二触点b分别连接所述电控制器K21和K22的输入侧；所述电控制器K21的第一触点a和第二触点b分别连接所述电控制器K41和K31的输入侧；所述电控制器K22的第一触点a和第二触点b分别连接所述电控制器K32和K44的输入侧；所述电控制器K31的第二触点b与所述电控制器K42的输入侧连接；所述电控制器K32的第二触点b与所述电控制器K43的输入侧连接。

在上述描述中，所述电控制器K11的第二触点b与所述电控制器K22之间连接有一个电路扩展口；所述电控制器K31的第一触点a和电控制器K32的第一触点a分别与一个电路扩展口连接；所述电控制器K21的第一触点a与所述电控制器K41之间设有一个电路扩展口，且所述电控制器K22的第二触点b与所述电控制器K44之间也设有一个所述电路扩展口。

从上述描述可知，本发明的实施例提供了一种远程隔离电路，该电路能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，并满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免了因为电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全，适用于4节车厢编组，同时根据预留的扩展口，可以满足6节车厢编组的扩展需求，且不需要重新更换电路，进而提高了该电路的应用广泛性。

本发明的实施例二提供了一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统的一种具体实施方式，参见图3，所述用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统具体包括如下内容：

所述系统包括设置在无人驾驶列车上的车载信号系统2和车辆网络系统3，以及上述的远程隔离电路4；

所述车载信号系统2与所述隔离指令控制开关Ka电气连接；

所述车辆网络系统3与所述二选一路径连接控制组1通信连接；

所述二选一路径连接控制组1的各个输出侧分别连接至所述无人驾驶列车的第一至第八个转向架的制动单元。

在一种具体实施方式中，所述电控制器K11的第二触点b与所述电控制器K22之间的所述电路扩展口中连接有一个扩展电路，所述扩展电路有四个输出侧，且四个输出侧分别连接所述无人驾驶列车的第九至第十二个转向架的制动单元；其中，所述第九至第十二个转向架依次设置在第四和第五个转向架之间。

从上述描述可知，本发明的实施例提供了一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统，该系统能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，并满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免了因为电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全，适用于4节车厢编组，同时根据预留的扩展口，可以满足6节车厢编组的扩展需求，且不需要重新更换电路，进而提高了该系统的应用广泛性。

本发明的实施例三提供了应用上述用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统实现的用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法的一种具体实施方式，参见图4，所述用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法具体包括如下内容：

步骤100：无人驾驶列车上的车载信号系统以电气连接的形式，所述的远程隔离电路中的隔离指令控制开关发送转向架隔离指令，以及，所述车载信号系统以网络信号的形式将所述转向架隔离指令发送至无人驾驶列车上的车辆网络系统。

步骤200：所述隔离指令控制开关根据所述转向架隔离指令闭合。

步骤300：所述车辆网络系统控制二选一路径连接控制组中的电控制器按照所述转向架隔离指令依次闭合，直到隔离与所述二选一路径连接控制组的某一输出侧连接的发生制动故障的目标转向架。

从上述描述可知，本发明的实施例提供了一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法，能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，并满足了无人驾驶列车只隔离一个故障转向架空气制动的安全运行要求，避免了因为电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架，保证了车辆安全制动距离及行车安全。

本发明的实施例四提供了应用上述用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统实现的用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法的另一种具体实施方式，参见图5，所述步骤100之前还包括步骤001至004：

步骤001：无人驾驶列车的制动控制单元将发生制动不缓解状况的转向架的故障信息发送至所述车辆网络系统。

步骤002：所述车辆网络系统通过与车载信号系统连接的多功能车辆总线MVB（Multifunction Vehicle Bus）接口将该转向架的故障信息发送至所述车载信号系统。

步骤003：所述车载信号系统将该转向架的故障信息发送运行控制中心OCC（operating control center）。

步骤004：运行控制中心OCC的车辆调度人员下达远程隔离发生制动不缓解状况的转向架的隔离指令，并将所述隔离指令发送至所述车载信号系统。

从上述描述可知，本发明的实施例提供了一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法，能够准确且安全的实现对无人驾驶列车的转向架的制动故障进行远程隔离，避免了因为电路的单点故障而造成的误切除或切除多于一个发生制动故障的转向架。

为进一步的说明本方案，本发明还提供了一种应用远程隔离电路实现无人驾驶列车的制动故障隔离的应用实例，参见图6，具体包括：

无人驾驶车辆每个转向架的制动不缓解情况会通过制动控制单元发给车辆网络，车辆网络通过与车载信号系统的MVB接口将转向架的故障情况发给信号系统，当车辆上的某一个转向架的制动单元因故障无法缓解时，信号系统通过车地通信将精确的转向架故障情况告知OCC车辆调度人员。OCC车辆调度人员确认需要远程隔离车辆故障转向架时，OCC的车辆调度人员通过按压显示器上的隔离按钮将隔离指令下达给车辆，车载信号系统会需要通过远程隔离电路将转向架隔离指令传送到指定的故障转向架的制动单元。具体功能执行过程如下：让信号系统发出硬线和网络信号的转向架隔离指令，硬线指令以高电平的形式通过列车线驱动转向架远程隔离继电器，网络信号指令通过MVB网络通知车辆网络系统。远程隔离继电器和网络的DO串联输出硬线指令保证指令的安全性和可靠性。隔离指令需要再经过由网络DO驱动的4层继电器触点电路才能够到达最终需要隔离的制动单元，4层由网络DO驱动的继电器触点通过逻辑配合使切除指令送达指定的转向架的制动单元。当网络系统由于错误的程序运算或者外界干扰导致DO误输出时，从附图中可以看出无论这4层继电器触点的开闭型式无论如何搭配，同一时间隔离指令只能传达到一个制动远程隔离电磁阀，保证在任何情况下车辆不会因为有两个以上的转向架被隔离而造成安全隐患。同时该电路具有4两编组车辆扩展6辆编组车辆的功能，保证车辆再扩展为6辆编组时同样具有该功能且不需要变更电路，成功的满足了无人驾驶车辆远程准确切除唯一的一个转向架空气制动的需求。

在一种具体举例中，在北京燕房线无人驾驶地铁项目中，考虑在故障情况下4辆编组共8个转向架需要被远程隔离。我们利用继电器及MOS型的板卡DO点，搭建了4层2选1的逻辑电路，通过继电器开关量逻辑搭建，实现了准确隔离且只隔离一个故障转向架空气制动的需求，在保证远程隔离处理故障的同时也不会因为电路的单点故障误切除更多转向架空气制动，可保证车辆安全制动距离及行车安全和4辆编组6辆编组的扩展时不需要重新更换电路的需求。

从上述描述可知，本发明的一种无人驾驶车辆远程OCC隔离一个且唯一车辆转向架空气制动的要求，保证行车安全及车辆运行可靠性及可用性。

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 (7)

1.一种远程隔离电路，其特征在于，所述远程隔离电路包括：隔离指令控制开关，以及，与所述隔离指令控制开关连接的二选一路径连接控制组；

所述二选一路径连接控制组包括一个输入侧和多个输出侧，所述二选一路径连接控制组的输入侧与所述隔离指令控制开关串联，每个所述二选一路径连接控制组的输出侧均设有连接点，使得所述二选一路径连接控制组的输出侧通过所述连接点与待隔离器件连接；

所述二选一路径连接控制组由多个电控制器组成，且每个所述电控制器的输出侧均包括第一触点和第二触点；

所述二选一路径连接控制组包括依次串联的一层控制子组、二层控制子组、三层控制子组和四层控制子组；

所述一层控制子组的输入侧与隔离指令控制开关的输出侧连接；

所述一层控制子组中包括电控制器K11，所述二层控制子组中包括电控制器K21和K22，所述三层控制子组中包括电控制器K31和K32，所述四层控制子组中包括电控制器K41、K42、K43和K44；

相应的，

所述电控制器K11的第一触点和第二触点分别连接所述电控制器K21和K22的输入侧；

所述电控制器K21的第一触点和第二触点分别连接所述电控制器K41和K31的输入侧；

所述电控制器K22的第一触点和第二触点分别连接所述电控制器K32和K44的输入侧；

所述电控制器K31的第二触点与所述电控制器K42的输入侧连接；

所述电控制器K32的第二触点与所述电控制器K43的输入侧连接；

所述电控制器为继电器。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电控制器K11的第二触点与所述电控制器K22之间连接有一个电路扩展口；

所述电控制器K31的第一触点和电控制器K32的第一触点分别与一个电路扩展口连接；所述电控制器K21的第一触点与所述电控制器K41之间设有一个电路扩展口，且所述电控制器K22的第二触点与所述电控制器K44之间也设有一个所述电路扩展口。

3.一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离系统，其特征在于，所述系统包括设置在无人驾驶列车上的车载信号系统和车辆网络系统，以及如权利要求1至2任一项所述的远程隔离电路；

所述车载信号系统与所述隔离指令控制开关电气连接；

所述车辆网络系统与所述二选一路径连接控制组通信连接；

所述二选一路径连接控制组的各个输出侧分别连接至所述无人驾驶列车的第一至第八个转向架的制动单元。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，各所述制动单元上均设有制动远程隔离电磁阀，且各所述制动远程隔离电磁阀均与所述二选一路径连接控制组的各个输出侧连接。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电控制器K11的第二触点与所述电控制器K22之间的电路扩展口中连接有一个扩展电路，所述扩展电路有四个输出侧，且四个输出侧分别连接所述无人驾驶列车的第九至第十二个转向架的制动单元；

其中，所述第九至第十二个转向架依次设置在第四和第五个转向架之间。

6.一种用于无人驾驶列车的制动故障隔离方法，其特征在于，所述方法包括：

无人驾驶列车上的车载信号系统以电气连接的形式，向如权利要求1至2任一项所述的远程隔离电路中的隔离指令控制开关发送转向架隔离指令，以及，所述车载信号系统以网络信号的形式将所述转向架隔离指令发送至无人驾驶列车上的车辆网络系统；

所述隔离指令控制开关根据所述转向架隔离指令闭合；

以及，所述车辆网络系统控制二选一路径连接控制组中的电控制器按照所述转向架隔离指令依次闭合，直到隔离与所述二选一路径连接控制组的某一输出侧连接的发生制动故障的目标转向架。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

无人驾驶列车的制动控制单元将发生制动不缓解状况的转向架的故障信息发送至所述车辆网络系统；

所述车辆网络系统通过与车载信号系统连接的MVB接口将该转向架的故障信息发送至所述车载信号系统；

所述车载信号系统将该转向架的故障信息发送至运行控制中心OCC；

以及，运行控制中心OCC的车辆调度人员下达远程隔离发生制动不缓解状况的转向架的隔离指令，并将所述隔离指令发送至所述车载信号系统。