CN109238752B - 一种低地板车辆列车速度诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低地板车辆列车速度诊断方法，包括步骤1，列车有效速度确定：在每个设定时间周期T内，TCMS自动诊断所有上报的列车速度是否有效，以确定列车有效速度；步骤2，列车实际速度诊断：TCMS根据列车的运行状态诊断列车实际速度；当列车处于制动状态时，首先取步骤1确定的所有有效速度的最大值Vmax(t+1)；然后求取设定时间周期T的终止速度Vt+1=Vt‑a1*T；列车实际速度取Vmax(t+1)与Vt+1两者之间的最大值。本发明在制动和惰行时，通过减速度来主动计算列车当前的速度值，而不是直接取用速度传感器上报的速度值，从而能使制动力施加更为准确，能使列车在准确位置停下，且不会出现轮缘擦伤等现象。

Description

一种低地板车辆列车速度诊断方法
技术领域
本发明涉及城市公共交通技术领域，特别是一种低地板车辆列车速度诊断方法。
背景技术
低地板有轨电车在城市路面轨道上运行，因雨雪天气等原因，经常会出现转向架空转、滑行的状态。其中，空转即车轮在轨道上转动而不前进，采集的轴速很高，但实际没前进。滑行即车轮在轨道上滑行，即车轴不转，采集到的速度是0，但车子实际是在运动中。
然而，低地板列车牵引系统、制动系统、安全记录设备均装有自己独立的速度传感器，因而可以获取8个或以上的独立列车速度。而且，这些上报的独立列车速度偏差较大，列车如果在施加制动时，因没有准确的速度，容易造成轮缘擦伤。尤其在雨雪天气，转向架出现空转滑行时，动车转向架上各速度传感器获取的轴速的差别更大。
现有的普遍的速度计算方法：
首先，TCMS根据牵引、制动、安全记录设备的通信状态来诊断其上报的速度是否有效。然后，根据列车运行状态，按照如下方式选取列车的上报速度：
1.牵引时，取有效速度的第二大值。
2.制动时，取有效速度的第二小值。
3.惰性时，取有效速度平均值。
空转滑行时是列车部分正常转向架带着空转滑行转向架运动，因此，按现有普遍的方法来计算列车速度，容易造成速度计算不准确，从而存在如下影响：
1.牵引时，速度计算不准确，容易造成牵引力施加过大或过小，列车出现冲击过大或车子牵引力不足的现象，对乘客舒适度影响较大。
2.制动时，因速度诊断不准确，造成计算制动距离不准确，从而影响制动力的计算。如果制动力计算过小，造成车子不能在准确位置停下；如果制动力计算过大，造成车子部分转向架抱死，抱死车轮出现轮缘擦伤。
3.惰行时，速度计算不准确，会造成列车由惰行转换到牵引或制动时的初始速度不准确，导致列车施加的牵引力或制动力不准确，容易造成列车冲击过大，对乘客舒适度产生影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种低地板车辆列车速度诊断方法，该低地板车辆列车速度诊断方法在制动和惰行时，通过减速度来主动计算列车当前的速度值，而不是直接取用速度传感器上报的速度值，从而能使制动力施加更为准确，能使列车在准确位置停下，且不会出现轮缘擦伤等现象。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种低地板车辆列车速度诊断方法，低地板车辆列车的牵引系统、制动系统和安全记录设备均安装有独立的速度传感器，每个速度传感器均能独立采集列车速度；速度诊断方法包括如下步骤。
步骤1，列车有效速度确定：在每个设定时间周期T内，TCMS自动诊断牵引系统、制动系统和安全记录设备上报的列车速度是否有效，以确定列车有效速度。
步骤2，列车实际速度诊断：TCMS根据列车的运行状态诊断列车实际速度；当列车处于制动状态时，列车实际速度诊断方法包括：
步骤21a，取步骤1确定的所有有效速度的最大值Vmax(t+1)。
步骤21b，求取设定时间周期T的终止速度Vt+1：终止速度Vt+1的计算公式如下式（1）所示：
Vt+1=Vt - a1*T （1）
式（1）中，Vt 为设定时间周期T的起始速度，a1为设定时间周期T的列车减速度值。
步骤21c，列车实际速度取Vmax(t+1)与Vt+1两者之间的最大值。
步骤21b中，列车减速度值a1在不同制动工况下取值不同，在常用制动、强迫制动、危害制动和安全制动四种制动工况下，列车减速度值a1的取值分别为，1.2、1.3、2.5和1.3。
步骤2中，当列车处于惰行状态时，根据步骤1中确定的列车有效速度的个数，进而确定列车实际速度；具体包括如下步骤：
步骤22a，当有效速度个数大于等于2个时，取有效速度的平均值作为列车实际速度。
步骤22b，当有效速度个数为1个时，则取该有效速度作为列车实际速度。
步骤22c，当有效速度个数为0时，首先求取设定时间周期T的终止速度Vt+1，并将该终止速度Vt+1作为列车实际速度；终止速度Vt+1的计算公式如下式（2）所示：
Vt+1=Vt-a2*T （2）
其中，a2=F/M+0.08 （3）
F=20*m+0.75*m*Vt+0.4Vt*Vt （4）
式（1）中，Vt 为设定时间周期T的起始速度，a2为设定时间周期T的列车减速度值，F为惰行状态时的列车阻力，m为列车空车质量，M为列车在AW2载荷下的质量。
步骤2中，当列车处于牵引状态时，根据步骤1中确定的列车有效速度的个数，进而确定列车实际速度；具体包括如下步骤。
步骤23a，当有效速度个数大于等于3个时，取第三小速度值作为列车实际速度。
步骤23b，当有效速度个数为2个时，取其中较小者作为列车实际速度；。
步骤23c，当有效速度个数为1个时，则取该有效速度作为列车实际速度。
步骤23d，当有效速度个数为0时，取所有有效速度的最小值作为列车实际速度。
步骤1中，TCMS根据牵引系统、制动系统、安全记录设备的通信状态来诊断其上报的列车速度是否有效。
低地板车辆列车的牵引系统、制动系统和安全记录设备共安装有八个独立的速度传感器。
本发明具有如下有益效果：
根据列车所处的牵引、惰行及制动等运行状态来诊断列车实际速度。尤其在制动和惰行时，通过减速度来主动计算列车当前的速度值，而不是直接取用速度传感器上报的速度值，从而能使制动力施加更为准确，能使列车的停车更加精准，且不会出现冲标或轮缘擦伤等现象。牵引时，采用本计算方法，能够使列车牵引系统准确计算牵引力需求值，提高列车能耗效率并保障列车的乘坐舒适度。
具体实施方式
下面就具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明中，低地板车辆列车的牵引系统、制动系统和安全记录设备均安装有独立的速度传感器，速度传感器的安装方式为现有技术，速度传感器的数量优选一共有八个，每个速度传感器均能独立采集列车速度。
一种低地板车辆列车速度诊断方法，包括如下步骤。
步骤1，列车有效速度确定：在每个设定时间周期T内，TCMS自动诊断牵引系统、制动系统和安全记录设备上报的列车速度是否有效，以确定列车有效速度。TCMS的自动诊断方式优选为根据牵引系统、制动系统、安全记录设备的通信状态来诊断其上报的列车速度是否有效。
步骤2，列车实际速度诊断：TCMS根据列车的运行状态诊断列车实际速度。
列车的运行状态主要包括制动、惰行和牵引三种状态。
（一）当列车处于制动状态时，列车实际速度诊断方法包括：
步骤21a，取步骤1确定的所有有效速度的最大值Vmax(t+1)。
步骤21b，求取设定时间周期T的终止速度Vt+1：终止速度Vt+1的计算公式如下式（1）所示：
Vt+1=Vt - a1*T （1）
式（1）中，Vt 为设定时间周期T的起始速度，a1为设定时间周期T的列车减速度值。
步骤21c，列车实际速度取Vmax(t+1)与Vt+1两者之间的最大值。
步骤21b中，列车减速度值a1在不同制动工况下取值不同，在常用制动、强迫制动、危害制动和安全制动四种制动工况下，列车减速度值a1的取值分别为，1.2、1.3、2.5和1.3。
（二）当列车处于惰行状态时，根据步骤1中确定的列车有效速度的个数，进而确定列车实际速度；具体包括如下步骤：
步骤22a，当有效速度个数大于等于2个时，取有效速度的平均值作为列车实际速度。
步骤22b，当有效速度个数为1个时，则取该有效速度作为列车实际速度。
步骤22c，当有效速度个数为0时，首先求取设定时间周期T的终止速度Vt+1，并将该终止速度Vt+1作为列车实际速度；终止速度Vt+1的计算公式如下式（2）所示：
Vt+1=Vt - a2*T （2）
其中，a2=F/M+0.08 （3）
F=20*m+0.75*m*Vt+0.4Vt*Vt （4）
式（1）中，Vt 为设定时间周期T的起始速度，a2为设定时间周期T的列车减速度值，F为惰行状态时的列车阻力，m为列车空车质量，M为列车在AW2载荷下的质量。其中，AW2载荷下的质量是指定员载客下的列车质量。
本发明中，惰行时，速度计算准确，列车由惰行转换到牵引或制动时的初始速度准确，从而列车施加的牵引力或制动力准确，乘客舒适度高或停车准确。
（三）当列车处于牵引状态时，根据步骤1中确定的列车有效速度的个数，进而确定列车实际速度；具体包括如下步骤。
步骤23a，当有效速度个数大于等于3个时，取第三小速度值作为列车实际速度。
步骤23b，当有效速度个数为2个时，取其中较小者作为列车实际速度；。
步骤23c，当有效速度个数为1个时，则取该有效速度作为列车实际速度。
步骤23d，当有效速度个数为0时，取所有有效速度的最小值作为列车实际速度。
本发明中，制动、惰行和牵引三种状态的列车实际速度优选同时采用（一）、（二）和（三）的方法，也可以采用（一）、（二）和（三）的一种或组合，当采用其中一种或组合时，其余状态可以采用现有技术的经验方法，也在本发明的保护范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种低地板车辆列车速度诊断方法，低地板车辆列车的牵引系统、制动系统和安全记录设备均安装有独立的速度传感器，每个速度传感器均能独立采集列车速度；其特征在于：速度诊断方法包括如下步骤：
步骤1，列车有效速度确定：在每个设定时间周期T内，TCMS自动诊断牵引系统、制动系统和安全记录设备上报的列车速度是否有效，以确定列车有效速度；
步骤2，列车实际速度诊断：TCMS根据列车的运行状态诊断列车实际速度；
当列车处于制动状态时，列车实际速度诊断方法包括：
步骤21a，取步骤1确定的所有有效速度的最大值Vmax(t+1)；
步骤21b，求取设定时间周期T的终止速度Vt+1：终止速度Vt+1的计算公式如下式（1）所示：
Vt+1=Vt - a1*T （1）
式（1）中，Vt 为设定时间周期T的起始速度，a1为设定时间周期T的列车减速度值；
列车减速度值a1在不同制动工况下取值不同，在常用制动、强迫制动、危害制动和安全制动四种制动工况下，列车减速度值a1的取值分别为1.2、1.3、2.5和1.3；
步骤21c，列车实际速度取Vmax(t+1)与Vt+1两者之间的最大值；
当列车处于惰行状态时，根据步骤1中确定的列车有效速度的个数，进而确定列车实际速度；具体包括如下步骤：
步骤22a，当有效速度个数大于等于2个时，取有效速度的平均值作为列车实际速度；
步骤22b，当有效速度个数为1个时，则取该有效速度作为列车实际速度；
步骤22c，当有效速度个数为0时，首先求取设定时间周期T的终止速度Vt+1，并将该终止速度Vt+1作为列车实际速度；终止速度Vt+1的计算公式如下式（2）所示：
Vt+1=Vt - a2*T （2）
其中，a2=F/M+0.08 （3）
F=20*m+0.75*m*Vt+0.4Vt*Vt （4）
式（2）中，Vt 为设定时间周期T的起始速度，a2为设定时间周期T的列车减速度值，F为惰行状态时的列车阻力，m为列车空车质量，M为列车在AW2载荷下的质量；
在制动和惰行时，通过减速度来主动计算列车当前的实际速度，而不是直接取用速度传感器上报的速度值，从而能使制动力施加更为准确，能使列车的停车更加精准，且不会出现冲标或轮缘擦伤现象；
当列车处于牵引状态时，根据步骤1中确定的列车有效速度的个数，进而确定列车实际速度；具体包括如下步骤：
步骤23a，当有效速度个数大于等于3个时，取第三小速度值作为列车实际速度；
步骤23b，当有效速度个数为2个时，取其中较小者作为列车实际速度；
步骤23c，当有效速度个数为1个时，则取该有效速度作为列车实际速度。
2.根据权利要求1所述的低地板车辆列车速度诊断方法，其特征在于：步骤1中，TCMS根据牵引系统、制动系统、安全记录设备的通信状态来诊断其上报的列车速度是否有效。
3.根据权利要求1所述的低地板车辆列车速度诊断方法，其特征在于：低地板车辆列车的牵引系统、制动系统和安全记录设备共安装有八个独立的速度传感器。
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