CN109664917B - 基于智能对等思维的机车差异化无线重联控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制方法及系统，通过一套基于人工智能对等思维模型来形成差异化机车远程无线重联控制系统，来适应并实现差异化机车重联牵引控制运行。本发明通过在原有机车无线重联同步控制系统上增加一套基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制设备，从而实现差异化机车无线重联多台机车编组，并控制多台差异化机车无线重联运行，能快速有效稳定地建立机车之间的互联，实现包括不同车型机车间的互联及重联控制。

Description

基于智能对等思维的机车差异化无线重联控制方法及系统

技术领域

本发明涉及多台差异化机车无线重联同步控制方法，特别是一种基于智能对等思维模型的机车差异化无线重联控制方法。

背景技术

机车之间的重联主要采用有线通信网络，其机车间的重联控制是基于有线网络来进行的。通过有线网络可以解决机车间的重联问题，但存在机车间的互联须借助通信电缆，限制了机车间的通信距离及机车重联节点数，同时带来了电气连接可靠及电缆电磁抗扰问题，特别是针对差异化机车其重联通信接口不一致及信号的不匹配对机车间的重联带来了很大困难，不利于差异化机车的重联及控制。近年来，出现了机车无线重联同步控制方法，其中中国专利ZL201510388004.6“一种基于人工智能的机车差异化无线重联同步控制方法”进行了实际应用，取得了相应的成功及效果，解决了差异化机车重联同步控制问题。但如何进行优化性能的差异化机车重联同步控制是目前的一大难点，同时适应更广泛的车型以及更广泛的差异化机车无线重联控制。根据差异化机车控制的内部机理分析与研究，提出一种基于智能对等思维模型的机车差异化无线重联控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于人工智能对等思维模型的机车差异化无线重联同步控制方法，在实现差异化机车之间的无线重联同步控制基础上满足性能优化的牵引运行及更广泛适应的车型以及更广泛的差异化机车无线重联控制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方法是：建立基于人工智能对等思维模型的机车差异化无线重联同步控制方法。

本发明所具有的有益效果为：本发明通过在原有机车车辆上通过一套基于人工智能对等思维模型来形成差异化重载机车远程无线重联控制系统，快速有效稳定地建立机车之间的互联，实现包括不同车型机车间的互联及重联，从而更广泛车型的差异化机车无线重联编组，并基于性能优化控制多台差异化机车无线重联牵引运行，而且能适应更广泛的差异化机车无线重联控制。

[A1]

图1 基于智能智能对等思维模型的机车差异化无线重联控制系统总流程原理图；

图2机车差异化无线重联控制系统段功能框图；

图3为机车差异化无线重联控制系统层功能框图；

图4机车差异化无线重联控制系统级功能框图；

图5机车差异化无线重联多台机车控制系统构建框图。

具体实施方式

本发明通过在机车控制系统基础上增加一套一种基于智能对等思维模型的机车差异化无线重联控制系统，来实现差异化机车重联同步控制牵引运行，本发明通过级、段及层这三个维度来说明，系统包括以下步骤：

（1）构建基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制模式并分为5段，第1段为机车间无线通信，实现差异化机车之间的重联控制通信；第2段为对等思维协议智能转换，实现机车差异化对等思维功能的协议智能转换；第3段为差异化机车实现的功能，实现机车相应的驱动功能；第4段为机车控制与管理，实现机车的牵引运行控制；第5段为组合列车控制与管理，实现多台差异化机车同步控制运行与管理。

（2）在构基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制模式基础上，同时按控制逻辑创立5层控制结构，第1层为编组识别及通信层，实现多台差异化机车间的无线重联及编组组合；第2层为机车电气/制动系统接口层，实现基于对等思维模型的差异化机车无线重联控制系统设备与机车电气系统的连接，包括电气控制与反馈；第3层为辅助系统控制层，实现机车辅助系统启动控制及逻辑联锁、辅助系统及辅机的保护；第4层为机车运行预备层，实现机车牵引运行的逻辑及互锁控制，为机车驱动牵引进行准备；第5层为机车牵引/制动运行控制层，根据控制策略及控制模式，实时计算及控制差异化机车的牵引运行。

（3）在构基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制模式基础上，形成主控机车及从控机车同步控制机制下统一整体的3级控制系统，第1级为列车级控制与管理系统，第2级为机车车辆级控制与管理系统，第3级为驱动级控制系统。

所述的基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统包括主控车模块及从控车模块，主控机车模块含有无线通信及管理模块0、编组识别及通信模块2、协议转换模块3、机车电气/制动系统接口模块6、协议转换模块7、辅助系统控制模块10、协议转换模块11、运行预备模块14、协议转换模块15、牵引/制动控制模块18、协议转换模块19、机车控制与管理模块22、列车主控控制与管理模块23、机车差异化嵌入式处理模块26、对等思维差异化机车无线充联同步控制及管理模块28。从控机车模块含有无线通信及管理模块1、编组识别及通信模块4、协议转换模块5、机车电气/制动系统接口模块8、协议转换模块9、辅助系统控制模块12、协议转换模块13、运行预备模块16、协议转换模块17、牵引/制动控制模块20、协议转换模块21、机车控制与管理模块24、列车从控控制与管理模块25、机车差异化嵌入式处理模块27、列车差异化无线重联同步控制及管理模块28。

所述的基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统按处理流程分为5段，第1段为机车间无线通信，包括无线通信及管理模块0、无线通信管理模块1；第2段为对等思维协议智能转换，包括协议转换模块3、协议转换模块7、协议转换模块11、协议转换模块15、协议转换模块19、协议转换模块5、协议转换模块9、协议转换模块13、协议转换模块17、协议转换模块21；第3段为差异化机车实现的功能，包括编组识别及通信模块2、编组识别及通信模块4、电气/制动接口模块6、电气/制动接口模块8、辅助系统控制模块10、辅助系统控制模块12、运行预备模块14、运行预备模块16、牵引/制动控制模块18、牵引/制动控制模块20；第4段为机车控制，包括机车控制与管理模块22、机车控制与管理模块24；第5段为组合列车控制与管理，包括列车主控控制与管理模块23、列车主控控制与管理模块25。

所述的基于人工智能对等思维模型的差异化机车无线重联同步控制系统分为5层控制结构，第1层为编组识别及通信层，包括编组识别及通信模块2、协议转换模块3、编组识别及通信模块4、协议转换模块5；第2层为机车电气控制接口层，包括电气/制动系统接口模块6、协议转换模块7、电气/制动系统接口模块8、协议转换模块9；第3层为辅助系统控制层，包括辅助系统控制模块10、协议转换模块11、辅助系统控制模块12、协议转换模块13；第4层为机车运行预备层，包括运行预备模块14、协议转换模块15、运行预备模块16、协议转换模块17；第5层机车牵引运行控制层，包括牵引/制动控制模块18、协议转换模块19、牵引/制动控制模块20、协议转换模块21。

所述的基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统分为3级差异化机车重联同步控制体系结构，第1级结构为列车级控制与管理系统，包括列车主控控制与管理模块23、机车差异化嵌入式处理模块26、列车从控控制与管理模块25、机车差异化嵌入式处理模块27、列车差异化机车无线重联同步控制与管理模块28；第2级机车车辆级控制与管理系统，包括机车控制与管理模块22、机车差异化嵌入式处理模块26、机车控制与管理模块24、机车差异化嵌入式处理模块27；第3级为驱动级控制系统，包括机车电气/制动系统接口模块6、辅助系统控制模块10、运行预备模块14、牵引/制动控制模块18、机车电气/制动系统接口模块8、辅助系统控制模块12、运行预备模块16、牵引/制动控制模块20。

所述的基于智能的三级对等思维模型的差异化机车无线重联控制系统按分级构架分为3级体系结构，第1级为差异化机车列车级对等思维控制与处理，主控机车根据列车编组及对等思路差异化机车无线重联同步控制与管理模块28、对等思维模块策略处理26、机车控制与管理模块22及列车主控控制与管理模块23进行主控机车列车级的控制及管理，从控机车根据列车编组及对等思路差异化机车无线重联同步控制与管理模块28、对等思维模块策略处理27、机车控制与管理模块24及列车从控控制与管理模块25进行从控机车列车级的控制及管理。第2级为差异化机车车辆级对等思维控制与处理，主控机车根据对等思维模块策略处理26、列车主控控制与管理模块23、机车控制与管理模块22进行主控机车车辆级的控制及管理；从控机车根据对等思维模块策略处理27、列车从控控制与管理模块25、机车控制与管理模块24进行从控机车车辆级的控制及管理。第3级为差异化机车驱动级控制，主控机车机车电气/制动系统接口模块6、协议转换模块7、辅助系统控制模块10、协议转换模块11、运行预备模块14、协议转换模块15、牵引/制动控制模块18、协议转换模块19、对等思维模块策略处理26、机车控制与管理模块22进行主控机车的驱动级控制；从控机车机车电气/制动系统接口模块8、协议转换模块9、辅助系统控制模块12、协议转换模块13、运行预备模块16、协议转换模块17、牵引/制动控制模块20、协议转换模块21、对等思维模块策略处理27、机车控制与管理模块24进行从控机车的驱动级控制。根据对应的对等思维模块策略处理模块26及27，主控机车机车电气/制动系统接口模块6、协议转换模块与从控机车机车电气/制动系统接口模块8、协议转换模块9形成对等思维控制驱动，主控机车辅助系统控制模块10、协议转换模块11与从控机车辅助系统控制模块12、协议转换模块13形成对等思维控制驱动，主控机车运行预备模块14、协议转换模块15与从控机车运行预备模块16、协议转换模块17形成对等思维控制驱动，主控机车牵引/制动控制模块18、协议转换模块19与从控机车牵引/制动控制模块20、协议转换模块21形成对等思维控制驱动。

所述的基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统可以形成1台主控机车及至少1台以上从控机车的远程重联同步控制。

实施例1

如图1所示，基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统包括主控车模块及从控车模块，主控机车模块含有无线通信及管理模块0、编组识别及通信模块2、协议转换模块3、机车电气/制动系统接口模块6、协议转换模块7、辅助系统控制模块10、协议转换模块11、运行预备模块14、协议转换模块15、牵引/制动控制模块18、协议转换模块19、机车控制与管理模块22、列车主控控制与管理模块23、对等思维处理策略模块26、对等思维差异化机车无线充联同步控制及管理模块28。从控机车模块含有无线通信及管理模块1、编组识别及通信模块4、协议转换模块5、机车电气/制动系统接口模块8、协议转换模块9、辅助系统控制模块12、协议转换模块13、运行预备模块16、协议转换模块17、牵引/制动控制模块20、协议转换模块21、机车控制与管理模块24、列车从控控制与管理模块25、对等思维处理策略模块27、对等思维差异化机车无线充联同步控制及管理模块28。

在主控机车中，无线通信及管理模块0和无线通信及管理模块1双向连接，无线通信及管理模块0和编组识别与通信模块2双向连接，编组识别与通信模块2和协议转换模块3双向连接，编组识别与通信模块2和机车控制与管理模块22双向连接，电气/制动系统接口模块6协议转换模块7双向连接，电气/制动系统接口模块6和机车控制与管理模块22双向连接，辅助系统控制模块10和协议转换模块11双向连接，辅助系统控制模块10和机车控制与管理模块22双向连接，运行预备模块14和协议转换模块15双向连接，运行预备模块14和机车控制与管理模块22双向连接，牵引/制动控制模块18和协议转换模块19双向连接，牵引/制动控制模块18和机车控制与管理模块22双向连接，机车控制与管理模块22和列车主控控制与管理模块23双向连接，机车控制与管理模块22和对等思维处理策略模块26双向连接，列车主控控制与管理模块23和对等思维处理策略模块26双向连接，对等思维处理策略模块26和协议转换模块3双向连接，对等思维处理策略模块26和协议转换模块7双向连接，对等思维处理策略模块26和协议转换模块11双向连接，对等思维处理策略模块26和协议转换模块15双向连接，对等思维处理策略模块26和协议转换模块19双向连接，对等思维处理策略模块26和对等思维差异化机车无线重联同步可执行及管理模块28双向连接。

在从控机车中，无线通信及管理模块0和无线通信及管理模块1双向连接，无线通信及管理模块1和编组识别与通信模块4双向连接，编组识别与通信模块4和协议转换模块5双向连接，编组识别与通信模块4和机车控制与管理模块24双向连接，电气/制动系统接口模块8协议转换模块9双向连接，电气/制动系统接口模块8和机车控制与管理模块24双向连接，辅助系统控制模块12和协议转换模块13双向连接，辅助系统控制模块12和机车控制与管理模块24双向连接，运行预备模块16和协议转换模块17双向连接，运行预备模块16和机车控制与管理模块24双向连接，牵引/制动控制模块20和协议转换模块21双向连接，牵引/制动控制模块20和机车控制与管理模块24双向连接，机车控制与管理模块24和列车从控控制与管理模块25双向连接，机车控制与管理模块24和对等思维处理策略模块27双向连接，列车从控控制与管理模块25和对等思维处理策略模块27双向连接，对等思维处理策略模块27和协议转换模块4双向连接，对等思维处理策略模块27和协议转换模块8双向连接，对等思维处理策略模块27和协议转换模块12双向连接，对等思维处理策略模块27和协议转换模块16双向连接，对等思维处理策略模块27和协议转换模块20双向连接，对等思维处理策略模块27和对等思维差异化机车无线重联同步可执行及管理模块28双向连接。

依据对等思维差异化机车无线重联同步控制及管理模块28、对等思维处理策略模块26、对等思维处理策略模块27，构建协议转换模块3与协议转换模块5构成虚拟双向对等模型，形成编组识别及通信模块2与编组识别及通信模块4对等驱动及处理；构建协议转换模块7与协议转换模块9构成虚拟双向对等模型，形成电气/制动系统接口模块6与电气/制动系统接口模块8对等驱动控制及反馈；构建协议转换模块11与协议转换模块13构成虚拟双向对等模型，形成辅助系统控制模块10与辅助系统控制模块12对等驱动控制及反馈；构建协议转换模块15与协议转换模块17构成虚拟双向对等模型，形成运行预备模块14与运行预备模块16对等驱动控制及反馈；构建协议转换模块19与协议转换模块21构成虚拟双向对等模型，形成牵引/制动控制模块18与牵引/制动控制模块20对等驱动控制及反馈。同时，形成机车控制与管理模块22与机车控制与管理模块24宏观上的对等机车控制与管理。

实施例2

如图2所示，基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统按处理过程构建成5段部分，第1段为机车间无线通信，第2段为对等思维协议智能转换，第3段为差异化机车实现的功能，第4段为机车控制与管理，第5段为组合列车控制与管理。

实施例3

如图3所示，基于智能对等思维的差异化机车无线重联同步控制系统按处理逻辑分为5层控制结构，第1层为编组识别及通信层，第2层为机车电气/制动系统接口层，第3层为辅助系统控制层，第4层为机车运行预备层，第5层机车牵引/制动运行控制层。

实施例4

如图4所示，基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统按控制分级构架原则分为3级对等思维差异化机车重联同步控制体系结构，第1级为差异化机车列车级对等思维控制与处理，第2级为差异化机车车辆级对等思维控制与处理，第3级为对等思维的差异化机车驱动级控制。

实施例5

如图5所示，基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统可以形成1台主控机车及3台从控机车的远程重联同步控制。

5 个图都需要命名。

Claims (4)

1.基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）构建差异化机车无线重联控制模式并分为5段，第1段为机车间无线通信段，实现差异化机车之间的重联控制通信；第2段为对等协议智能转换段，实现机车差异化对等思维功能的协议智能转换；第3段为差异化机车实现的功能段，实现机车相应的驱动功能；第4段为机车控制与管理段，实现机车的牵引运行控制；第5段为组合列车控制与管理段，实现多台差异化机车同步控制运行与管理；

（2）按控制逻辑创立5层控制结构，第1层为编组识别及通信层，实现多台差异化机车间的无线重联及编组组合；第2层为机车电气/制动系统接口层，实现基于对等思维模型的差异化机车无线重联控制系统设备与机车电气系统的连接，包括电气控制与反馈；第3层为辅助系统控制层，实现机车辅助系统启动控制及逻辑联锁、辅助系统及辅机的保护；第4层为机车运行预备层，实现机车牵引运行的逻辑及互锁控制，为机车驱动牵引进行准备；第5层为机车牵引/制动运行控制层，根据控制策略及控制模式，实时计算及控制差异化机车的牵引运行；

（3）构建主控机车及从控机车同步控制机制下统一整体的3级差异化重联同步控制系统，所述3级差异化重联同步控制系统第1级为列车级控制与管理级，进行差异化机车间列车级的控制及管理；第2级为机车车辆级控制与管理级，进行不同机车的车辆级的控制及管理；第3级为差异化机车驱动级控制级，进行驱动级控制。

2.基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统，其特征在于，包括：

列车级控制与管理级，用于行差异化机车间列车级的控制及管理；

机车车辆级控制与管理级，用于进行不同机车的车辆级的控制及管理；

差异化机车驱动级控制级，用于进行驱动级控制；

所述差异化机车驱动级控制级包括分别设置于主控机车和从控机车内，且分别与主控机车控制与管理模块、从控机车控制与管理模块连接的牵引/制动控制模块、运行预备模块、辅助系统控制模块、电气/制动控制模块、编组识别及通信模块；所述主控机车的牵引/制动控制模块、运行预备模块、辅助系统控制模块、电气/制动控制模块、编组识别及通信模块分别通过协议转换模块对应与从控机车的牵引/制动控制模块、运行预备模块、辅助系统控制模块、电气/制动控制模块、编组识别及通信模块通信；所述主控机车的编组识别及通信模块与设置于主控机车内的无线通信及管理模块通信；所述从控机车的编组识别及通信模块与设置于从控机车内的无线通信及管理模块通信；所述主控机车内的无线通信及管理模块与从控机车内的无线通信及管理模块双向通信；

所述主控机车内的无线通信及管理模块与从控机车内的无线通信及管理模块构成机车间无线通信段；所述主控机车的所有协议转换模块组成对主控机车的等协议智能转换段；从控机车内的所有协议转换模块组成从控机车对等协议智能转换段；所述主控机车内的牵引/制动控制模块、运行预备模块、辅助系统控制模块、电气/制动控制模块、编组识别及通信模块组成主控机车差异化机车实现的功能段；所述从控机车内的牵引/制动控制模块、运行预备模块、辅助系统控制模块、电气/制动控制模块、编组识别及通信模块组成从控机车差异化机车实现的功能段；所述主控机车的机车控制与管理模块、从控机车的机车控制与管理模块分别形成主控机车、从控机车的机车控制与管理段；所述主控机车的列车主控控制与管理模块、从控机车的列车从控控制与管理模块分别构成主控机车组合列车控制与管理段、从控机车组合列车控制与管理段；

所述主控机车的编组识别及通信模块及从控机车的编组识别及通信模块构成编组识别及通信层；所述主控机车的电气/制动系统接口及从控机车的电气/制动系统接口构成机车电气/制动系统接口层；所述主控机车的辅助系统控制模块及从控机车的辅助系统控制模块构成辅助系统控制层；所述主控机车的运行预备模块及从控机车的运行预备模块构成机车运行预备层；所述主控机车的牵引/制动运行控制模块及从控机车的牵引/制动运行控制构成机车牵引/制动运行控制层。

3.根据权利要求2所述的基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统，其特征在于，所述列车级控制与管理级包括列车差异化机车无线重联同步控制及管理模块；所述列车差异化机车无线重联同步控制及管理模块与主控机车的差异化嵌入式处理模块、从控机车的差异化嵌入式处理模块通信；所述主控机车的差异化嵌入式处理模块与列车主控控制与管理模块连接；所述从控机车的差异化嵌入式处理模块列车从控控制与管理模块连接。

4.根据权利要求3所述的基于智能对等思维的差异化机车无线重联控制系统，其特征在于，所述机车车辆级控制与管理级包括主控机车控制与管理模块、从控机车控制与管理模块；所述主控机车控制与管理模块与所述列车主控控制与管理模块连接；所述从控机车控制与管理模块与列车从控控制与管理模块连接。

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