CN109677387B - 一种基于轨道车辆的清洁制动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其步骤为：S1：判断列车进入制动状态，并检测到列车存在制动指令；S2：索引位置库信息，并和当前车辆实际运行位置进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的位置则输出“位置条件”有效；S3：索引载荷库信息，并和当前车辆实际载荷进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的载荷则输出“载荷条件”有效；S4：在上述条件均满足的情况下，控制模块发送“清洁制动标志位”给电制动系统；S5：将清洁制动总能量Ec和预设的清洁制动总量Es进行比较，做出判断；S6：清洁制动结束后，撤销“清洁制动标志位”，恢复电制动系统电制动功能。本发明具有原理简单、易实现和推广、能够提高清洁效果等优点。

Description

一种基于轨道车辆的清洁制动控制方法

技术领域

本发明主要涉及到轨道车辆网络控制技术领域，特指一种基于轨道车辆的清洁制动控制方法，尤其适用于城轨、地铁等轨道车辆的控制。

背景技术

随着轨道交通技术的发展，目前地铁常用的制动包括电制动和空气制动，两者相互配合工作。电制动由牵引系统控制，空气制动由制动系统控制。通常情况下，优先使用电制动，充分利用电制动产生再生能耗，电制动不足则空气制动进行补充。

近年来，随着电传动技术的发展，在越来越多的地铁项目中，电制动已经基本满足列车制动的需求。这使得空气制动系统的制动闸瓦与车轮踏面、闸片与制动盘长期很少摩擦，影响了闸片或闸片表面的状态，使得闸瓦或闸片的摩擦力下降，严重影响了空气制动的性能。因此，列车需要经常实施空气制动，使得闸瓦与车辆踏面、闸片与制动盘产生一定程度的摩擦，以达到清洁摩擦副的效果，这种为了清洁制动摩擦副而施加的空气制动称为“清洁制动”。

现有的踏面清扫计算的主要分为两类：一类为根据速度、时间、执行次数进行踏面清扫的计算；一类为根据速度、时间、累计能量进行踏面清扫的计算。即 传统的清洁制动方式多从速度、时间、制动执行次数或者制动产生的能量和进行控制，尚未通过运行位置条件判断施加清洁制动，从而避免在恶劣运行路况下施加清洁制动对闸瓦、车辆踏面的影响，以及在人流高峰施加清洁制动可能导致的制动力过大导致车辆舒适度下降的因素。

例如，中国专利申请号为CN201110382652.2（一种城轨车辆踏面清扫控制方法）的技术方案为：一种城轨车辆踏面清扫控制方法，控制步骤为：1)车辆控制系统重置“清扫制动”次数为0，并开始累计当天的清扫制动次数，车辆进入清扫制动模式；2)清扫制动模式中，当车辆速度大于设定速度，且制动指令有效时，车辆控制系统限制电制动系统输出的电制动力为零；摩擦制动系统接收到车辆施加的电制动力为零后，补充相应的摩擦制动力，车辆停止后，车辆控制系统限制电制动系统将“清扫制动”次数加1，直到车辆控制系统累计的清扫制动次数达到设定次数时，当天的清扫制动完成，车辆退出清扫制动模式，车辆控制系统解除电制动力的限制，进入正常运行模式，直至退出运营；3)清扫制动模式中，当车辆速度低于设定速度，且制动指令有效时，车辆控制系统不限制电制动系统输出的电制动能力，电制动系统优先发挥制动力，摩擦制动系统补充剩下的制动力；车辆停止后，车辆控制系统“清扫制动”次数不增加

又例如，中国专利申请号为CN201410596675.7 （一种城轨车辆踏面清扫控制方法及系统）的技术方案为：一种城轨车辆踏面清扫控制方法，包括：进入清扫制动模式，并清除之前存储的清扫制动能量；判断制动指令是否有效；若所述制动指令有效，则判断列车制动速度是否高于预设值；若所述列车制动速度高于所述预设值时，则向电制动系统发送电制动切除信号，所述电制动切除信号用于使所述电制动系统停止输出电制动信号，并进一步触发摩擦制动系统输出当前所需的摩擦制动力；对所述摩擦制动力和与所述摩擦制动力相同时刻的列车制动速度的乘积进行积分，得到总清扫制动能量；判断施加摩擦制动力后的列车制动速度是否不高于所述预设值；若所述施加摩擦制动力后的列车制动速度高于所述预设值，则返回重新执行所述对所述摩擦制动力和与所述摩擦制动力相同时刻的列车制动速度的乘积进行积分，得到总清扫制动能量；若所述施加摩擦制动力后的列车制动速度不高于所述预设值，则结束本次清扫制动，并停止对清扫制动能量的累积；判断所述总的清扫制动能量是否达到预设总清扫制动能量；若所述总清扫制动能量达到所述预设总清扫制动能量，则退出清扫制动模式

又比如，中国专利申请号为CN201610032971.3 （轨道车辆清洁制动控制方法）的技术方案为：轨道车辆清洁制动控制方法，其特征是包括如下制动控制步骤：（1）设备连接与安装：将TCMS控制系统植入TCMS控制器，TCMS控制器的信号采集端连接司机室的操纵系统，TCMS控制器的信号发出端连接BCE控制器；（2）设定清洁制动的起始速度V1和结束速度V2：在TCMS控制系统中设定清洁制动控制开始动作的起始速度为V1，和清洁制动控制结束动作的结束速度V2；（3）设定每天执行清洁制动动作的次数n：在TCMS控制系统中设定每天清洁制动控制动作的次数n，以及TCMS控制系统开始接受清洁制动控制的时间点t0；（4）牵引操作：当司机室的操纵系统由司机正常行驶给出牵引操作或信号系统给出牵引指令时，TCMS控制器采集到牵引信号，将牵引指令发送给牵引系统轨道车辆开始根据牵引指令和相应的力值运行轨道车辆清洁制动控制方法；（5）清洁制动的激活：当时间点为t0后，TCMS控制系统采集到轨道车辆的行驶速度超过V1时，清洁制动被激活，TCMS控制系统给BCE控制器发出命令，将电制动在接下来的过程中临时禁止，制动系统切除电制动；（6）制动操作：当司机室的操纵系统由司机正常行驶给出制动操作或信号系统给出制动指令时，TCMS控制器采集到制动信号，TCMS控制系统给BCE控制器发出动作执行命令，轨道车辆执行空气制动；（7）清洁制动的复位：当TCMS控制系统采集到轨道车辆的行驶速度小于V2，清洁制动复位，制动控制器解除电制动的切除，电制动恢复正常；（8）清洁制动的结束：当在一天内执行清洁制动动作的次数等于n时，清洁制动结束。

综上所述，所有的现有技术均是从时间、速度方面定位车辆是否可进行清洁制动的控制，不涉及位置以及载荷的判断。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现和推广、能够提高清洁效果的基于轨道车辆的清洁制动控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其步骤为：

S1：判断列车进入制动状态，并检测到列车存在制动指令；

S2：索引位置库信息，并和当前车辆实际运行位置进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的位置则输出“位置条件”有效；

S3：索引载荷库信息，并和当前车辆实际载荷进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的载荷则输出“载荷条件”有效；

S4：在上述条件均满足的情况下，控制模块发送“清洁制动标志位”给电制动系统，从而让电制动系统根据自身特性进行电制动切除；

S5：将清洁制动总能量Ec和预设的清洁制动总量Es进行比较，当清洁制动总能量大于等于预设值即Ec≥Es，则退出当天清洁制动；

S6：清洁制动结束后，撤销“清洁制动标志位”，恢复电制动系统电制动功能。

作为本发明方法的进一步改进：所述位置库信息为建立的列车行驶位置的数据库，通过列车行驶位置的数据库界定列车在特定的区域。

作为本发明方法的进一步改进：所述列车行驶位置的数据库包括线路站点位置、线路坡度，线路转弯半径，区间长度、区间运行运行速度、区间加减速度、折返段中的一项或任意几项信息的组合；将信息存入数据库，提取出踏面清扫不能施加的线路位置。

作为本发明方法的进一步改进：通过车辆信号系统装置或者GPS系统装置实时获取车辆运行位置，并和列车行驶位置的数据库进行比较，从而判定当前位置是否可施加踏面清扫。

作为本发明方法的进一步改进：所述载荷库信息是通过采集每天车辆载荷，并建立数据库。

作为本发明方法的进一步改进：在所述载荷库信息的数据库中是通过对比分析比较，判定每天人流高峰时刻，并在此时刻禁止踏面清扫的执行。

作为本发明方法的进一步改进：获取车辆列车载荷信息，并将该所述载荷库信息的数据库，每次程序执行判断需要从载荷数据库中提取出最近N次的载荷信息进行处理，并通过计算的出载荷Lc，当车辆实际的载荷小于Lc，则表明当前车辆运行处于非人流高峰时刻，则此时可允许施加清洁制动。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S5中，对同一时刻施加的空气制动力与速度的乘积进行积分，计算出清洁制动的总能量Ec并进行记录和存储；将计算的清洁制动总能量Ec和预设的清洁制动总量Es进行比较，当计算的制动总能量大于等于预设值即Ec≥Es，则退出当天清洁制动，计算的总能量不再进行累加但需要存储。

作为本发明方法的进一步改进：在步骤S6中，恢复电制动系统电制动功能之后，不再限制DCU输出的电制动能力，此时如同正常运行时一样，电制动优先发挥，摩擦制动补充剩下的制动力。

作为本发明方法的进一步改进：在进行上述步骤之前，先设定时间T时刻，认为过了时间T时刻则为新的一天，此时需要对前一天累积的清洁制动总能量清零。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，原理简单、易实现和推广，引入列车行驶位置的数据库，通过位置数据库可以界定列车是否达到施加清洁制动，并在特定的区域，比如大坡道、S型转弯、转弯半径过小等的位置禁止清洁制动输出，减少在恶劣的情况下施加清洁制动对车轮踏面和闸瓦之间的磨耗，提升闸瓦和车辆踏面使用效率和设备寿命。而且，本发明进一步也引入了载荷信号参与踏面清扫的控制，采集每天车辆载荷，并建立数据库，通过对比分析比较，判定每天人流高峰时刻，并在此时刻禁止踏面清扫的执行，减少高速情况下电空配合可能造成的车辆制动力过大，提升乘客和司机舒适感。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其步骤为：

S1：设定时间T时刻，认为过了时间T时刻则为新的一天，此时需要对前一天累积的清洁制动总能量清零；

S2：判断列车进入制动状态，并检测到列车存在制动指令；

S3：索引位置库信息，并和当前车辆实际运行位置进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的位置则输出“位置条件”有效；

S4：索引载荷库信息，并和当前车辆实际载荷进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的载荷则输出“载荷条件”有效；

S5：在上述条件均满足的情况下，控制模块发送“清洁制动标志位”给电制动系统，从而让电制动系统根据自身特性进行电制动切除；

S6：对同一时刻施加的空气制动力与速度的乘积进行积分，计算出清洁制动的总能量Ec并进行记录和存储。将计算的清洁制动总能量Ec和预设的清洁制动总量Es进行比较，当计算的制动总能量大于等于预设值即Ec≥Es，则退出当天清洁制动，计算的总能量不再进行累加但需要存储；

S7：清洁制动结束后，撤销“清洁制动标志位”，恢复电制动系统电制动功能。即不再限制DCU输出的电制动能力，此时如同正常运行时一样，电制动优先发挥，摩擦制动补充剩下的制动力。

在具体应用实例中，本发明进一步建立中列车行驶位置的数据库，通过列车行驶位置的数据库界定列车在特定的区域，比如大坡道、S型转弯、转弯半径过小等的位置，减少在恶劣的情况下对车轮踏面和闸瓦之间的磨耗，提升使用效率和设备寿命。

通过位置数据库判断：获取车辆运行线路路况信息，包括线路站点位置、线路坡度，线路转弯半径，区间长度、区间运行运行速度、区间加减速度、折返段等所有线路路况信息，并将该信息存入数据库，提取出踏面清扫不能施加的线路位置。通过车辆信号系统装置或者GPS系统装置，实时获取车辆运行位置，并和数据库进行比较，从而判定当前位置是否可施加踏面清扫。

在具体应用实例中，本发明进一步引入了载荷信号参与踏面清扫的控制，采集每天车辆载荷，并建立数据库，通过对比分析比较，判定每天人流高峰时刻，并在此时刻禁止踏面清扫的执行，减少高速情况下电空配合可能造成的车辆制动力过大，提升乘客和司机舒适感。

通过载荷数据库判断：在特定的条件下（停车或者门关好或者其他等）获取车辆列车载荷信息，并将该信息存入数据库，每次程序执行判断需要从载荷数据库中提取出最近N次的载荷信息进行处理，并通过计算的出载荷Lc，当车辆实际的载荷小于Lc，则表明当前车辆运行处于非人流高峰时刻，则此时可允许施加清洁制动。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，步骤为：

S1：判断列车进入制动状态，并检测到列车存在制动指令；

S2：索引位置库信息，并和当前车辆实际运行位置进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的位置则输出“位置条件”有效；

S3：索引载荷库信息，并和当前车辆实际载荷进行对比分析，在满足清洁制动预设条件的载荷则输出“载荷条件”有效；

S4：在上述条件均满足的情况下，控制模块发送“清洁制动标志位”给电制动系统，从而让电制动系统根据自身特性进行电制动切除；

S5：将清洁制动总能量Ec和预设的清洁制动总量Es进行比较，当清洁制动总能量大于等于预设值即Ec≥Es，则退出当天清洁制动；

S6：清洁制动结束后，撤销“清洁制动标志位”，恢复电制动系统电制动功能；

所述位置库信息为建立的列车行驶位置的数据库，通过列车行驶位置的数据库界定列车在特定的区域；

所述列车行驶位置的数据库包括线路站点位置、线路坡度，线路转弯半径，区间长度、区间运行运行速度、区间加减速度、折返段中的一项或任意几项信息的组合；将信息存入数据库，提取出踏面清扫不能施加的线路位置。

2.根据权利要求1所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，通过车辆信号系统装置或者GPS系统装置实时获取车辆运行位置，并和列车行驶位置的数据库进行比较，从而判定当前位置是否可施加踏面清扫。

3.根据权利要求1至2中任意一项所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，所述载荷库信息是通过采集每天车辆载荷，并建立数据库。

4.根据权利要求3所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，在所述载荷库信息的数据库中是通过对比分析比较，判定每天人流高峰时刻，并在此时刻禁止踏面清扫的执行。

5.根据权利要求4所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，获取车辆列车载荷信息，并将该所述载荷库信息的数据库，每次程序执行判断需要从载荷数据库中提取出最近N次的载荷信息进行处理，并通过计算的出载荷Lc，当车辆实际的载荷小于Lc，则表明当前车辆运行处于非人流高峰时刻，则此时可允许施加清洁制动。

6.根据权利要求1至2中任意一项所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，对同一时刻施加的空气制动力与速度的乘积进行积分，计算出清洁制动的总能量Ec并进行记录和存储；将计算的清洁制动总能量Ec和预设的清洁制动总量Es进行比较，当计算的制动总能量大于等于预设值即Ec≥Es，则退出当天清洁制动，计算的总能量不再进行累加但需要存储。

7.根据权利要求1至2中任意一项所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，在步骤S6中，恢复电制动系统电制动功能之后，不再限制DCU输出的电制动能力，此时如同正常运行时一样，电制动优先发挥，摩擦制动补充剩下的制动力。

8.根据权利要求1至2中任意一项所述的基于轨道车辆的清洁制动控制方法，其特征在于，在进行上述步骤之前，先设定时间T时刻，认为过了时间T时刻则为新的一天，此时需要对前一天累积的清洁制动总能量清零。

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