CN109808719A - 一种车厢、头车厢、中间车厢和列车 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例中提供了一种车厢，包括：由顶架、侧墙和底架围成的车厢厢体，所述车厢厢体的至少一端设有端墙，所述端墙的外墙体的左右两侧对称设置有连接器；所述车厢端墙上设置的所有连接器之间通过线路连通；所述车厢厢体内设有与车内电气设备连接的180度旋转继电器开关。本申请所述技术方案可以实现每辆列车的点餐式编组型式；每辆车厢在编入一列动车组时，其排布方式不受限制，可以任意编入列车，在保证列车各系统能正常工作的前提下减少了编组工作人员的工作量、缩短了编组工作人员的工作时间。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通技术，具体地，涉及一种车厢、头车厢、中间车厢和列车。
背景技术
我国现有动车组以8辆编组为主型，并以现有的8辆编组、16辆编组和2个8辆编组重联运行的模式运营。但目前的动车组的编组方式固定，每辆车在设计时就已经规定好其所在整列车中的位置和方向，其编组型式不能更换，列车所含车辆数目也不能改变。
如图1所示，现有动车组在编组过程中，每一辆车的一位端与二位端方向是固定的。如图2所示，现有贯穿全列的列车线都是单向单线布置。
在我国高速干线铁路上，运行8辆、16辆编组的动车组可以解决客流量大的问题。但是在一些高速支线铁路上，特别是在非客流高峰期，8辆编组可能偏大，需要更小编组的动车组。城际动车组如果在早晚高峰期8辆编组可以满足运用要求，而其他时间8辆编组就显得偏大。现有高速列车必须固定编组，整列购买，整列检修，不适应客流的变化，当旅客上座率低于50％时，仍开行8辆编组列车就会造成浪费；如果加大列车开行的间隔时间，旅客的等待时间就会延长；不便于检修和备用，一辆车故障，整列入库，不能满足不同用户的需求。
在列车的设计过程中车辆的排布方式被确定后，以后任何时候列车编组时，每辆车的排布方式不能变，即车辆在排布时不能旋转其一位端和二位端的定位，如果把图1所示的列车重新排布为图3所示的情况，该列车中04车、07车是不能正常编组的，其车端连接系统、网络系统和车门系统等会出现无法连接或执行动作错误等现象。这就既增加了编组工作人员的工作量又增加了编组工作的作业时间，工作人员必须把每一辆车调整成要求的方向然后再编组。
现有列车的贯通全列车的列车线是在车的一侧布置，当列车编组的时候，某一辆车的排布方式没有按照预定的方向排布时，列车线的连接就会出错；如图3和图4所示，假设图3列车中T03车的编组方式发生180度调转，其贯穿全列车的列车线在T03-连接器2-2和T03-连接器1-2处的连接发生错误。
发明内容
为解决上述技术问题之一，本申请提供了一种车厢，包括：由顶架、侧墙和底架围成的车厢厢体，所述车厢厢体的至少一端设有端墙，
所述端墙的左右两侧对称设置有连接器；所述车厢端墙上设置的所有连接器之间通过线路连通；所述连接器将所述车厢与其所在列车编组中的其他车厢的电气线路连通。
为解决上述技术问题之一，本申请还提供了一种列车，该列车包括：如上所述的车厢。
为解决上述技术问题之一，本申请还提供了一种头车厢，包括：司机室厢体和车身厢体，所述司机室厢体和车身厢体的端部固定连接，
所述车身厢体的另一端设有端墙，所述端墙的外墙体的左右两侧对称设置有连接器；
所述端墙上设置的两个连接器之间通过线路连通。
为解决上述技术问题之一，本申请还提供了一种中间车厢，包括：顶架、侧墙和底架，所述顶架通过侧墙与底架固定，
所述中间车厢的两端设置有端墙，所述端墙的外墙体的左右两侧对称设置有连接器；所述车厢的两个端墙上设置的所有连接器之间通过线路连通。
本申请的有益效果如下：
本申请所述技术方案可以实现每列列车的点餐式编组型式，满足客户对列车的不同需求，当非客流高峰期时，采用小编组动车组避免了大编组动车组的能源浪费，且没有增加旅客的等待时间；当客流高峰期时，采用大编组动车组避免了因增加车次而增加铁路局的工作量。
本申请所述技术方案，每辆车在编入一列动车组时，其排布方式不受次序和方向限制，可以任意编入列车，在保证列车各系统能正常工作的前提下减少了编组工作人员的工作量、缩短了编组工作人员的工作时间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为现有技术一列车编组的示意图；
图2为现有技术一列车线和连接器布置的示意图；
图3为现有技术二列车编组的示意图；
图4为现有技术二列车线和连接器布置的示意图；
图5为本方案所述车厢端墙上连接器设置位置的示意图；
图6为本方案所述连接器和列车线布置的示意图；
图7为本方案所述编码器与车厢其他设备连接的示意图；
图8为本方案所述列车灵活编组实例的示意图；
图9为本方案所述列车灵活编组实例的列车线和连接器布置的示意图；
图10为本方案所述列车灵活编组实例的180度旋转继电器开关与电气线路和车内电气设备连接的示意图。
1、车厢厢体，2、端墙，3、连接器，4、前进指令列车线接口，5、后退指令列车线接口，6、制动指令列车线接口，7、连线箱，8、180度旋转继电器开关。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本方案的核心思路是将贯穿全列车的列车线进行双冗余设计，即分别在列车的一位端和二位端的一位侧和二位侧轴对称设置连接器3，并将所有的连接器3通过线路连通，实现列车180调转时，列车线路依然可有效连通。同时，为了配合自由编组，在列车上进一步添加6位编码器和用于车辆180度调转时进行控制调转的继电器；通过6位编码器调整自由编组后车厢的编号和车类型，便于列车其他部件或系统能够识别当前车辆的编号和车类型，并根据该信息进行列车的控制，同时，通过继电器设置车厢的供电方向，从而辅助设定每辆动车的运行方向及辅助其它子系统，最终实现列车的无限制编组。
具体的，如图5和图6所示，本申请公开了一种车厢，包括：由顶架、侧墙和底架围成的车厢厢体1，所述车厢厢体1的至少一端设有端墙2，所述端墙2的外墙体的左右两侧对称设置有连接器3；所述车厢端墙2上设置的所有连接器3之间通过线路连通。其中，所述连接器3包括：前进指令列车线接口4、后退指令列车线接口5和制动指令列车线接口6；每个连接器3的某一类型接口通过对应的线路与其他连接器3的该类型接口连通。如图4所示，为了同时满足车厢的任一列插入编组和180度调转方向编组，同一端墙2上的左侧连接器3上的前进指令列车线接口4、后退指令列车线接口5和制动指令列车线接口6的排布顺序和右侧连接器3上的前进指令列车线接口4、后退指令列车线接口5和制动指令列车线接口6的排布顺序为轴对称设置。本方案，通过所述连接器将所述车厢与其所在列车编组中的其他车厢的电气线路连通，从而实现列车在调换次序的情况下，依然能够保持列车电气线路的正常连通。
本方案中，为了方便走线，便于对连接器3各接口的线路进行管理，在车厢内进一步设置连线箱7，通过设置在连线箱7上的接线口实现，所有线路的管理和互通。如图6所示，连接器3走线均设置在车厢两侧，在连接箱处管理汇总。
本方案为了进一步实现车厢的灵活编组，让列车系统及列车相关控制和管理系统获知接入车厢的编号和类型信息，在车厢内部设置由多个断路器组成的，用于对当前车厢的顺序和车厢类型进行编码的编码模块。优选地，本方案中，编码模块采用六位编码器，六位编码器中的四个输出端用于输出当前车厢的顺序编号，其余两个输出端用于输出车厢类型编号。编码器输出及显示规则采用二进制方式，当编组为16列时，编号方式如下表所示：
表1：车辆编码表
| B0 | B1 | B2 | B3 | 车号 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 10 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 11 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 12 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 13 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 14 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 15 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 16 |
车厢类型包括两种，动车或者拖车，当动车编码输出为：01时，则拖车编码输出为：10。以此表示车厢当前的类型。对于车厢编码器的设置可以通过人工设置，也可以通过编写程序的方式嵌入列车控制系统，自动进行编码。
如图7所示，所述编码器的用于输出车厢顺序编号的四个输出端分别与设置在车厢上的轴温报警系统、牵引变流器、门控制系统、车辆控制系统和制动控制系统连接；所述编码器的用于输出车厢类型编号的两个输出端分别与车辆控制系统和制动控制系统连接。从而使车厢内其他控制系统获知该车厢的编号，并通过列车网络告知所有车厢此车厢的编号和类型。本方案中，位编码器的供电端与车厢内设置的用于为车内控制器件提供供电电源的110V电源端连接。
本方案中，为了进一步实现车厢180度调转后的灵活编组，在车厢的设备箱、连线箱7或列车员室等位置设置用于车辆180度调转时进行控制调转的继电器开关，通过该继电器辅助设定每辆车厢的运行方向及转换其他辅助系统供电方向。具体的，所述车厢厢体内设有与车内电气设备连接的180度旋转继电器开关；所述180度旋转继电器开关的常开触点和常闭触点以互锁方式，分别与所述电气线路和车内电气设备的输入端连接；当车厢以调转180度的方式编入列车编组时，通过所述连接器将所述车厢与其所在列车编组中的其他车厢的电气线路连通，并调转180度旋转继电器开关，实现对车厢内电气设备的控制调转。其中，所述180度旋转继电器开关的一端与电气线路连接；其另一端分别与轴温报警系统、牵引变流器、门控制系统、车辆控制系统和制动控制系统的以上至少一种连接。
本方案进一步公开了一种列车，该列车包括：如上任意一项所述的车厢。
此外，本方案进一步公开了一种头车厢，包括：司机室厢体和车身厢体，所述司机室厢体和车身厢体的一端固定连接，所述车身厢体的另一端设有端墙2，所述端墙2的外墙体的左右两侧对称设置有连接器3；所述端墙2上设置的两个连接器3之间通过线路连通。其中，所述连接器3包括：前进指令列车线接口4、后退指令列车线接口5和制动指令列车线接口6；每个连接器3的某一类型接口通过对应的线路与其他连接器3的该类型接口连通；所述端墙2两侧的连接器3上接口的排布顺序为轴对称布置。
另外，本方案进一步公开了一种中间车厢，包括：顶架、侧墙和底架，所述顶架通过侧墙与底架固定，所述中间车厢的两端设置有端墙2，所述端墙2的外墙体的左右两侧对称设置有连接器3；所述车厢的两个端墙2上设置的所有连接器3之间通过线路连通；所述车厢的两个端墙上设置的所有连接器3之间通过线路连通。所述车厢厢体1内设有与车内电气设备连接的180度旋转继电器开关；所述180度旋转继电器开关的常开触点和常闭触点以互锁方式，分别与所述电气线路和车内电气设备的输入端连接；当车厢以调转180度的方式编入列车编组时，通过所述连接器将所述车厢与其所在列车编组中的其他车厢的电气线路连通，并调转180度旋转继电器开关，实现对车厢内电气设备的控制调转。其中，所述连接器3包括：前进指令列车线接口4、后退指令列车线接口5和制动指令列车线接口6；每个连接器3的某一类型接口通过对应的线路与其他连接器3的该类型接口连通；所述端墙2两侧的连接器3上接口的排布顺序为轴对称布置。本方案中，所述中间车厢的类型为拖车或动车。
下面通过实例对本方案做进一步说明。
本实例中，针对的动车组列车包含的基础车辆型式有：动力端车(头车和尾车)、中间动车(座车、卧铺车等)、中间拖车(双层座车、单层座车、卧铺车、餐座合造车等)等三大类。列车的头车和尾车的位置及编组方向不变，其他车辆的数量和方向可任意改变。
本实例中灵活编组动车组列车包括：车体系统，转向架，制动系统，电气系统，车门、车窗、座椅等基本设备系统。动车与拖车上设备的区别为动车上安装有牵引系统(包括牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等)设备而拖车上没有牵引系统设备。
本实例中关于灵活编组列车的编组方案具体如下：
列车端墙2左右两侧轴对称的设置有连接器3，连接器3上包括：前进指令列车线接口4、后退指令列车线接口5和制动指令列车线接口6，车厢端墙2上所有连接器3的某一类型接口通过对应的线路与其他连接器3的该类型接口连通；每个端墙2左右两侧的连接器3上接口的排布顺序为轴对称布置。如图5所示，端墙2两侧布置同样型号和同样数量的连接器3，即车端两侧连接器3的设计完全轴对称；贯通全列车的列车线在每一辆车的车端都采用双冗余的布置，实现列车中每辆车可以按照任意方向编组。如图XX所示，在每辆车的一位端一位侧、一位端二位侧、二位端一位侧、二位端二位侧分别布置完全相同的连接器3所有的列车线采用双倍布置，双倍布置的每根列车线的一端在车内电气柜或接线箱里连接，另一端分别连接到车端的四个连接器3上。
如图7所示，在车厢内设置六位编码器，对车厢当前的编号和类型进行设置，让列车中所有车厢获知该车厢的编号和类型；列车编组后的车厢顺序号由编码器的4位输出组码形成,编码器的另外两个输出端口代表该辆车是动车或拖车。当列车编组成功后，根据每辆车的实际特性和编组位置，拨动该辆车上的编码器实现对该辆车的顺序号的定义。
另外，为了进一步实现车厢180度调转后的灵活编组，在车厢的设备箱、连线箱7、列车员室等位置设置用于车辆180度调转时进行控制调转的继电器，通过该继电器辅助设定每辆车厢的运行方向及转换其他辅助系统供电方向。
通过上述方案，即可实现如图8所示，列车的最小编组型式可以为3辆编组型式，即两端头车和中间车(中间动车或中间拖车都可以)。最大编组型式为16辆编组，同样必须包含两端头车和中间车,中间动车和中间拖车的数量根据实际用户需求进行配置。可以根据客流量需求，检修需求或其他形式的需求，对列车进行任意数量和任意调转方向的编组。
例如，本实例中拟定1列8辆灵活编组动车组，其中，01车、03车、06车和08车为动车，其它车辆为拖车，除了两端的头车，中间车厢可以任意调换方向和顺序进行编组。编号和类型的显示以03车厢为例，按照二进制编码定义03车厢的编号为：0011,03车厢的类型为：10，则03车厢的编码器设置为001110；设置玩编码器后，与编码连接的牵引变流器、门控制系统、列车网络系统、轴温报警系统和制动系统的控制单元等均从车厢编码器获知该车厢的编号和类型信息。
如图9所示，由于采用了用于车辆180度调转时进行控制调转的180度旋转继电器开关，实现车辆180度调转功能，因此，每辆车在编组时不用考虑其一位端和二位端的方向，可以随意编组。通常车辆分为4种类型：头车、中间动车、餐吧车和中间拖车。其中电气的交叉线布置在餐吧车，整列车仅允许设置一辆餐吧车。本实例中，如图1所示，以03号餐吧车为分界线，列车分为两个单元，第一个单元为01头车厢、02动车厢和03餐吧车厢；第二单元为04拖车厢、05拖车厢、06动车厢、07动车厢和08头车厢。每个单元内车厢与车厢之间按照一位端与二位端连接的方式进行连挂。两个单元之间按照二位端与二位端的连挂方式连接。即每个单元内部，当某一辆车的一位端距离该单位的头车厢为近端，二位端为远端时为正常编组。列车在设计时定义的正常编组按图1所示，01、08车为头车，02、06、07车为中间动车，04、05为中间拖车，03为餐吧车，电气的交叉线布置在03车。如图10所示，司机控制器(＝22-S01)的F档代表列车向前运行，司机控制器(＝22-S01)的R档代表列车向后运行，FL、RL分别为列车向前运行和向后运行的列车线，当牵引变流器(＝10-T10)的b1点采集到高电平时该车辆向前运行、b2采集到高电平时车辆向后运行。
除头车厢外每辆车厢内均设有一个车辆180度旋转继电器开关8。当列车按照如图1所示的方式正常编组时，该开关不动作。当按照如图3所示的方式，某一辆车按照非正常编组时，则认为发生了换位或旋转，需拨动该车的180度旋转继电器开关8(＝22-F20)使其闭合，用以通知网络、制动和牵引等软件车厢已经换位或旋转方向。通过车辆180度旋转继电器开关的触点的通断确定非正常编组车辆的运行方向。如图10所示，将车辆180度旋转继电器(＝22-K20)的常开触点和常闭触点互锁式连接到牵引变流器(＝10-T10)的b1、b2输入端，由此控制每辆车的运行方向。这样即可实现，列车向01头车厢的方向运行，并正常编组时，该列车第二个单元内的06动车厢，07动车厢，08头车厢的牵引变流器(＝10-T10)b2采集到高电平控制对应车辆向后运行；若其中一个车厢非正常编组，例如，如图3所示，07动车厢非正常编组，则拨动07动车厢的180度旋转继电器开关8(＝22-F20)使其闭合，使得07动车厢的牵引变流器(＝10-T10)的b2采集到高电平，控制07动车厢运行方向与整列车保持一致。
本实例中，180度旋转继电器开关8还与门控制系统、轴温报警系统和制动系统的控制单元连接，通过180度旋转继电器开关8(＝22-K20)的辅助触点变动，实现车厢180度调转后的列车电气线路连通和列车的正常运营控制。
本申请所述技术方案可以实现每列车以3到16辆车的点餐式编组型式，满足客户对列车的不同需求，当非客流高峰期时，采用小编组动车组避免了大编组动车组的能源浪费，且没有增加旅客的等待时间；当客流高峰期时，采用大编组动车组避免了因增加车次而增加铁路局的工作量。
本申请所述技术方案，每辆车在编入一列动车组时，其排布方式不受限制，可以任意编入列车，在保证列车各系统能正常工作的前提下减少了编组工作人员的工作量、缩短了编组工作人员的工作时间。
本申请所述技术方案可实现动车组灵活编组、互换检修的应用，列车检备率降低10％以上，检修维护成本降低15％以上，一次性采购成本降低20％以上，车辆运用维护经济效益显著。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (18)
1.一种车厢，包括：由顶架、侧墙和底架围成的车厢厢体，所述车厢厢体的至少一端设有端墙，其特征在于，
所述端墙的左右两侧对称设置有连接器；所述车厢端墙上设置的所有连接器之间通过线路连通；所述连接器将所述车厢与其所在列车编组中的其他车厢的电气线路连通。
2.根据权利要求1所述的车厢，其特征在于，所述连接器包括：前进指令列车线接口、后退指令列车线接口和制动指令列车线接口；
每个连接器的前进指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的前进指令列车线接口连通；
每个连接器的后退指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的后退指令列车线接口连通；
每个连接器的制动指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的制动指令列车线接口连通。
3.根据权利要求2所述的车厢，其特征在于，所述端墙两侧的连接器上接口的排布顺序为轴对称布置。
4.根据权利要求3所述的车厢，其特征在于，所述车厢内设有接线箱；所有连接器的连接线路均通过接线箱上的接线口连接互通。
5.根据权利要求1的车厢，其特征在于，所述车厢内设有用于对当前车厢的顺序和车厢类型进行编码的编码模块。
6.根据权利要求5所述的车厢，其特征在于，所述编码模块采用六位编码器；所述六位编码器中的四个输出端用于输出当前车厢的顺序编号，其余两个输出端用于输出车厢类型编号。
7.根据权利要求6所述的车厢，其特征在于，所述编码器的用于输出车厢顺序编号的四个输出端分别与设置在车厢上的轴温报警系统、牵引变流器、门控制系统、车辆控制系统和制动控制系统连接；
所述编码器的用于输出车厢类型编号的两个输出端分别与车辆控制系统和制动控制系统连接。
8.根据权利要求5所述的车厢，其特征在于，所述六位编码器的供电端与车厢内设置的用于为控制器件供电的电源端连接。
9.根据权利要求1所述的车厢，其特征在于，所述车厢厢体进一步设有用于车辆180度调转时对车厢内电气设备进行控制调转的调转单元。
10.根据权利要求9所述的车厢，其特征在于，所述调转单元包括：设置在所述车厢厢体内的180度旋转继电器开关；
所述180度旋转继电器开关的常开触点和常闭触点以互锁方式，并分别与所述电气线路和车内电气设备的输入端连接；
当车厢以调转180度的方式编入列车编组时，通过所述连接器将所述车厢与其所在列车编组中的其他车厢的电气线路连通，并调转180度旋转继电器开关，实现对车厢内电气设备的控制调转。
11.根据权利要求10所述的车厢，其特征在于，所述180度旋转继电器开关的一端与电气线路连接；其另一端分别与轴温报警系统、牵引变流器、门控制系统、车辆控制系统和制动控制系统的以上至少一种连接。
12.一种列车，其特征在于，该列车包括：如权利要求1至11任意一项所述的车厢。
13.一种头车厢，包括：司机室厢体和车身厢体，所述司机室厢体和车身厢体的端部固定连接，其特征在于，
所述车身厢体的另一端设有端墙，所述端墙的外墙体的左右两侧对称设置有连接器；
所述端墙上设置的两个连接器之间通过线路连通。
14.根据权利要求13所述的头车厢，其特征在于，所述连接器包括：前进指令列车线接口、后退指令列车线接口和制动指令列车线接口；
每个连接器的前进指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的前进指令列车线接口连通；
每个连接器的后退指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的后退指令列车线接口连通；
每个连接器的制动指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的制动指令列车线接口连通；
所述端墙两侧的连接器上接口的排布顺序为轴对称布置。
15.一种中间车厢，包括：顶架、侧墙和底架，所述顶架通过侧墙与底架固定，其特征在于，
所述中间车厢的两端设置有端墙，所述端墙的外墙体的左右两侧对称设置有连接器；所述车厢的两个端墙上设置的所有连接器之间通过线路连通。
16.根据权利要求15所述的头车厢，其特征在于，所述连接器包括：前进指令列车线接口、后退指令列车线接口和制动指令列车线接口；
每个连接器的前进指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的前进指令列车线接口连通；
每个连接器的后退指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的后退指令列车线接口连通；
每个连接器的制动指令列车线接口通过对应的线路与其他连接器的制动指令列车线接口连通；
所述端墙两侧的连接器上接口的排布顺序为轴对称布置。
17.根据权利要求15所述的车厢，其特征在于，所述中间车厢上进一步设有用于车辆180度调转时对车厢内电气设备进行控制调转的调转单元。
18.根据权利要求15所述的头车厢，其特征在于，其特征在于，所述中间车厢的类型为拖车或动车。
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