CN110949448B - 一种列车制动控制方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车制动控制方法及设备，通过在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力，向列车中的第一目标BCU发送第一惩罚制动信号，以使：未发送紧急制动信号的BCU在接收到第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，第一目标BCU至少包括未发送紧急制动信号的BCU，可以使得处于非牵引运行状态下的列车的整车制动力增大，列车减速度增大，进而使得意外紧急制动的车辆的车轮所遭受的高摩擦力和高损耗可以快速分散至其它车辆的车轮上，降低列车局部车轮遭受的高摩擦力和高损耗，降低车轮擦伤风险。

Description

一种列车制动控制方法及设备

技术领域

本发明涉及列车制动控制领域，尤其涉及一种列车制动控制方法及设备。

背景技术

随着列车控制技术的发展，列车制动控制技术不断提高。

列车由多个车辆构成，车辆可以分为两种，一种为提供牵引力的动车，另一种为被动车带动的拖车。在列车普遍采用的直通式制动控制系统中，每个车辆的转向架均设置有制动控制单元(BCU，Brake control unit)，这些BCU各通过一条紧急制动硬线与列车安全环路连接。当列车进入紧急制动工况时，列车安全环路断开，各条紧急制动硬线失电，各BCU在检测到所连接的紧急制动硬线失电后，会控制所在车辆进行紧急制动，从而使整个列车进入紧急制动状态。

但是，若某条紧急制动硬线在列车安全环路未断开的情况下失电，则只有与该条紧急制动硬线连接的BCU会触发紧急制动，列车中也只有该BCU所在的车辆会进行紧急制动，这时该车辆会处于带闸运行状态，导致该车辆的车轮会由于摩擦热量过高而损坏。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的列车制动控制方法及设备，技术方案如下：

一种列车制动控制方法，所述方法包括：

在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力；

向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

可选的，所述方法还包括：

在获得部分BCU发送的紧急制动信号时，若列车处于整车常用制动状态，则向所述DCU发送电制动封锁信号，以使得所述DCU控制电制动电机输出数值为低于预设电制动力阈值的电制动力。

可选的，所述向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，包括：

向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，根据预设惩罚制动级位和所在车辆当前的运行数据计算惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力。

可选的，所述方法还包括：

接收各BCU发送的携带有BCU标识的运行状态信号，所述运行状态信号包括紧急制动信号；

将接收的各所述运行状态信号发送至列车控制和管理系统TCMS，以使得所述TCMS：读取各所述运行状态信号，将发送紧急制动信号的所述部分BCU中的各BCU均确定为故障BCU，将与各所述故障BCU对应的BCU标识发送至所述列车的显示屏进行故障显示。

可选的，所述方法还包括：

当列车安全回路断开时，接收各BCU发送的紧急制动信号，以确定各BCU所在车辆处于紧急制动状态；

当至少一个发送紧急制动信号的BCU所在车辆的紧急制动失效时，生成第二惩罚制动信号并发送至第二目标BCU，以使得：发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU在接收到所述第二惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第二目标BCU至少包括发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU。

一种列车制动控制设备，所述设备包括：第一惩罚单元和第二惩罚单元，其中：

所述第一惩罚单元，用于在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力；

所述第二惩罚单元，用于向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

可选的，所述设备还包括：电制动封锁单元，所述电制动封锁单元用于：

在获得部分BCU发送的紧急制动信号时，若列车处于整车常用制动状态，则向所述DCU发送电制动封锁信号，以使得所述DCU控制电制动电机输出数值为低于预设电制动力阈值的电制动力。

可选的，所述第二惩罚单元，具体用于：

向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，根据预设惩罚制动级位和所在车辆当前的运行数据计算惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

可选的，所述设备还包括：第一接收单元和第一发送单元，其中：

所述第一接收单元，用于接收各BCU发送的携带有BCU标识的运行状态信号，所述运行状态信号包括紧急制动信号；

所述第一发送单元，用于将接收的各所述运行状态信号发送至列车控制和管理系统TCMS，以使得所述TCMS：读取各所述运行状态信号，将发送紧急制动信号的所述部分BCU中的各BCU均确定为故障BCU，将与各所述故障BCU对应的BCU标识发送至所述列车的显示屏进行故障显示。

可选的，所述设备还包括：第二接收单元和第三惩罚单元，其中：

所述第二接收单元，用于当列车安全回路断开时，接收各BCU发送的紧急制动信号，以确定各BCU所在车辆处于紧急制动状态；

所述第三惩罚单元，用于当至少一个发送紧急制动信号的BCU所在车辆的紧急制动失效时，生成第二惩罚制动信号并发送至第二目标BCU，以使得：发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU在接收到所述第二惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第二目标BCU至少包括发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU。

本发明提供的列车制动控制方法及设备，通过在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力，向所述列车中各所述BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：接收到所述第一惩罚制动信号且未发送所述紧急制动信号的所述BCU控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，可以使得列车整车制动力增大，列车速度减小，进而使得意外紧急制动的车辆的车轮所遭受的高摩擦力和高损耗可以快速分散至其它车辆的车轮上，降低列车局部车轮遭受的高摩擦力和高损耗，降低车轮擦伤风险。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了一种列车制动控制方法的流程图；

图2示出了另一种列车制动控制方法的流程图；

图3示出了另一种列车制动控制方法的流程图；

图4示出了另一种列车制动控制方法的流程图；

图5示出了一种列车制动控制设备的结构示意图；

图6示出了另一种列车制动控制设备的结构示意图；

图7示出了另一种列车制动控制设备的结构示意图；

图8示出了另一种列车制动控制设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实施例提出了一种列车制动控制方法，该方法可以包括以下步骤：

S10、在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元(DCU，Drive Control Unit)发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力；

需要说明的是，本发明可以应用于列车中的主BCU。

还需要说明的是，在采用直通式制动控制系统的列车中，各车辆均会设置有至少一个BCU。列车上的各BCU可以组成至少一个通讯网络单元，每个通讯网络单元均可以包括有至少一个BCU，每个通讯网络单元中的各BCU均可以划分为至少一个主BCU和若干个从BCU(如果某个通讯网络单元中只有一个BCU，则该BCU为该通讯网络单元中的主BCU)。

其中，在每个通讯网络单元中，各从BCU均可以与主BCU通信连接；而不同的通讯网络单元可以通过主BCU进行通信连接。

其中，主BCU除了拥有从BCU的功能外，还可以在通讯网络单元中负责：识别自身状态(例如是否与列车安全回路保持连接、是否生成紧急制动信号)，收集、读取和识别由所在通讯网络单元中各从BCU发送的信号(如紧急制动信号)，通过其它通讯网络单元中的主BCU发送的信号来获得其它通讯网络单元中BCU的状态(例如，某个通讯网络中BCU是否均触发紧急制动信号)；将生成的信号(如紧急制动信号、第一惩罚制动信号)发送至所在通讯网络单元的从BCU，以及通过其它通讯网络单元发送至相应的主BCU和从BCU。

具体的，主BCU可以结合自身是否触发紧急制动信号、所在通讯网络单元的从BCU是否均触发紧急制动信号以及其它通讯网络单元的BCU是否均触发紧急制动信号这三个信息，来判定列车上是否仅有部分(非全部)BCU触发紧急制动信号。

具体的，当主BCU判定列车上仅有部分BCU触发紧急制动信号时，本发明将触发第一惩罚制动信号。

具体的，当列车上仅有部分(非全部)的BCU触发紧急制动信号时，本发明可以认为：列车安全回路当前未断开，该部分BCU与列车安全回路连接的硬线意外断开。其中，该部分BCU会控制相应的车辆进入紧急制动状态(车辆为意外触发紧急制动)。

具体的，从BCU可以通过内网控制器局域网络(CAN，Controller Area Network)向主BCU发送信号；从BCU也可以通过硬线发送信号。

其中，本发明可以将CAN网络设置为从BCU向主BCU发送信号的优先方式，即当CAN网络正常时，从BCU通过CAN网络向主BCU发送信号，当CAN网络故障时，从BCU通过硬线向主BCU发送信号。具体的，主BCU可以通过获取从BCU发送的生命信号，来判断从BCU与主BCU连接的CAN网络是否正常。

具体的，紧急制动信号可以携带有从BCU的标识信息。主BCU可以通过对标识信息的读取，确定发送紧急制动信号的BCU的具体位置，进而确定触发紧急制动的车辆，例如，标识信息可以是从BCU所在车辆的编号、类型。

具体的，本发明可以通过列车控制和管理系统(TCMS，Train Control andManagement System)和多功能车辆总线(MVB，Multifunction Vehicle Bus)网络向DCU发送牵引封锁信号。

需要说明的是，本发明在接收到从BCU发送的紧急制动信号时，若列车还处于牵引运行状态，则为减小车辆带闸运行对车轮带来的损害，应当将列车牵引力控制至低于允许值，或者将列车牵引力控制至零值，控制列车脱离牵引运行状态。

可选的，本发明在获得从BCU发送的紧急制动信号时，可以先行获取司机控制器所处位置信息，若司机控制器处于牵引位置，即列车处于牵引运行状态，则本发明向TCMS发送牵引封锁信号，以使TCMS通过MVB网络将该牵引封锁信号发送至DCU；若司机控制器未处于牵引位置，即司机控制器处于零位(当司机控制器处于零位时，列车处于惯性运行状态)或制动位置，则本发明可以无需向DCU发送牵引封锁信号。

可选的，本发明在获得从BCU发送的紧急制动信号时，也可以无需判断列车当前是否处于牵引运行状态，直接通过TCMS和MVB网络向DCU发送牵引封锁信号以将列车牵引力控制至低于允许值，或者将列车牵引力控制至零值，控制列车脱离牵引运行状态，利于简化列车的控制逻辑。

具体的，预设值可以由技术人员根据列车运行性能和相关规定等实际情况进行制定以减小车轮擦伤风险，本发明对此不做限定。

S20、向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

可选的，本发明在生成第一惩罚制动信号后，可以只向未发送紧急制动信号的BCU发送第一惩罚制动信号；当然，还可以既向未发送紧急制动信号的BCU发送惩罚制动信号，也向其余发送紧急制动信号的BCU中的至少部分BCU发送惩罚制动信号，例如，向列车中全部的BCU均发送惩罚制动信号。

需要说明的是，发送紧急制动信号的BCU即使接收到惩罚制动信号，也会由于紧急制动信号优先输出制动力的原则，控制相关制动装置输出紧急制动力而不输出第一惩罚制动力，使车辆保持紧急制动状态。

还需要说明的是，当主BCU向第一目标BCU发送第一惩罚制动信号时，未发送紧急制动信号的从BCU以及自身未触发紧急制动信号的主BCU，均会接收惩罚制动信号_。因此，在列车进行惩罚制动时，之前已处于紧急制动状态的车辆会维持紧急制动状态，其它未处于紧急制动状态的车辆将接收惩罚制动信号而进入惩罚制动状态。

其中，本发明对各BCU均设置有相应的空气制动装置，各BCU可以通过空气制动装置来对相应的车辆施加制动力。

还需要说明的是，相应的车辆接收惩罚制动信号而进入惩罚制动状态后，列车整车制动力增大，列车减速度增大，意外紧急制动的车辆的车轮所遭受的高摩擦力和高损耗会快速分散至其它车辆的车轮上，降低列车局部车轮遭受的高摩擦力和高损耗，降低车轮擦伤风险。

可选的，步骤S20具体可以为：

向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，根据预设惩罚制动级位和所在车辆当前的运行数据计算惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

需要说明的是，BCU计算制动力(包括惩罚制动力)的三要素是车辆的制动级位、运行速度和载重。

在实际应用中，本发明可以对惩罚制动力的制动级位进行预设，以避免由于惩罚制动力过小而不能有效制动列车，导致意外紧急制动车辆的车轮的高摩擦力和高损耗无法有效分散至其它车辆。

其中，预设惩罚制动级位可以是司机控制器常用制动级位的区间(即0％至100％)中的值，如80％常用制动级位。

具体的，预设惩罚制动级位可以由技术人员根据列车运行性能和相关规定等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

具体的，从BCU可以在获得第一惩罚制动信号时获取车辆当前的运行数据。

其中，车辆的运行数据可以包括车辆运行速度、载重等。

还需要说明的是，各车辆的承重可以是不同的，各BCU计算出来的惩罚制动力也可以是不同的。

本实施例提出的列车制动控制方法，通过在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力，向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU，可以使得处于非牵引运行状态下的列车的整车制动力增大，列车减速度增大，进而使得意外紧急制动的车辆的车轮所遭受的高摩擦力和高损耗可以快速分散至其它车辆的车轮上，降低列车局部车轮遭受的高摩擦力和高损耗，降低车轮擦伤风险。

如图1所示步骤，本实施例还提出了另一种列车制动控制方法，如图2所示，该方法还可以包括以下步骤：

S30、接收各BCU发送的携带有BCU标识的运行状态信号，所述运行状态信号包括紧急制动信号；

其中，运行状态信号可以携带有BCU的标识信息，TCMS可以根据运行状态信号中携带的BCU的标识来确定故障BCU的信息，例如故障BCU所在车辆的位置。

其中，运行状态信号还可以携带有表征从BCU运行状态的信息，如已触发紧急制动、处于正常牵引运行状态。TCMS可以通过对表征从BCU运行状态的信息的读取，确定从BCU当前的运行状态。

S31、将接收的各所述运行状态信号发送至列车控制和管理系统TCMS，以使得所述TCMS：读取各所述运行状态信号，将发送紧急制动信号的所述部分BCU中的各BCU均确定为故障BCU，将与各所述故障BCU对应的BCU标识发送至所述列车的显示屏进行故障显示。

具体的，当TCMS在读取到各运行状态信号中有部分(非全部)运行状态信号为紧急制动信号时，本发明可以将TCMS接受到的紧急制动信号对应的BCU确定为故障BCU。

需要说明的是，本发明可以通过TCMS与列车安全回路间的通信连接(TCMS可以与列车安全回路通过硬线连接以实现通信连接)，获取列车安全回路的状态，如正常状态和断开状态。

具体的，本发明可以通过TCMS根据列车安全回路的状态和接收的运行状态信号来检测故障BCU。

其中，若TCMS获知列车安全环路为断开状态，则本发明可以将TCMS接收的各运行状态信号应均为紧急制动信号；若TCMS获知列车安全环路信号为正常状态，则本发明可以将TCMS接收的紧急制动信号所对应的BCU确定为故障BCU，例如：本发明在TCMS接收到八个运行状态信号后，可以进行一致性判别：若列车安全回路为断开状态，则可以判定列车触发紧急制动，TCMS接收到的八个运行状态信号应均为紧急制动信号；若列车安全回路为正常状态，且TCMS接收到的八个运行状态信号中六个运行状态信号为非紧急制动信号，另外两个运行状态信号为紧急制动信号，则可以判定该两个为紧急制动信号所对应的BCU意外触发紧急制动信号。

具体的，本发明可以通过TCMS根据运行状态信号中的BCU标识来确定故障BCU的信息。

本实施例提出的列车制动控制方法，可以通过TCMS来检测故障BCU，确定列车中的故障BCU，将确定的故障BCU发送至显示屏，为技术人员提供故障BCU的信息。

基于图1所示，本实施例还提出了另一种列车制动控制方法，如图3所示，该方法还可以包括步骤S40。

S40、在获得部分BCU发送的紧急制动信号时，若列车处于整车常用制动状态，则向所述DCU发送电制动封锁信号，以使得所述DCU控制电制动电机输出数值为低于预设电制动力阈值的电制动力。

需要说明的是，本发明在进行惩罚制动期间，若列车处于电制动状态(电制动力会施加于列车中的各车辆)，则惩罚制动所施加的空气制动力与电制动施加的电制动力会同时叠加到未触发紧急制动的车辆上，使得未触发紧急制动的车辆遭受非必要而过大的制动力，增大车轮擦伤风险。因此，为降低车轮擦伤风险，本发明在接收从BCU发送的紧急制动信号时，可以向DCU发送电制动封锁信号，使得电制动力大大降低至可接受值，或者使得电制动方式被切除或不能投入使用(当预设电制动力阈值被设置为零时)。

需要说明的是，预设电制动力阈值可以由技术人员根据实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

具体的，本发明可以通过向TCMS和MVB网络向DCU发送电制动封锁信号。

本实施例提出的列车制动控制方法，通过在惩罚制动期间向DCU发送电制动封锁信号，避免电制动力与空气制动力同时叠加到未触发意外紧急制动的车辆，降低车轮擦伤风险。

基于图1所示方法，本实施例还提出了另一种列车制动控制方法，如图4所示，该方法还可以包括以下步骤：

S50、当列车安全回路断开时，接收各BCU发送的紧急制动信号，以确定各BCU所在车辆处于紧急制动状态；

其中，列车安全回路的断开可以由以下事件中任一项事件引起：司机室中的警惕装置触发；按下司机室中的紧急制动按钮；车辆在列车运行时脱钩；DC110V控制电源失电；列车超速；主风缸压力低于设定值；列车自动控制系统发出紧急制动指令；列车自动保护系统发出紧急制动指令；方向手柄当列车运行时拉至“0”位。需要说明的是，本发明对于引起列车安全回路断开的事件不做限定。

需要说明的是，当本发明执行步骤S50时，说明列车进入紧急制动状态。

S51、当至少一个发送紧急制动信号的BCU所在车辆的紧急制动失效时，生成第二惩罚制动信号并发送至第二目标BCU，以使得：发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU在接收到所述第二惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第二目标BCU至少包括发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU。

其中，车辆的紧急制动失效会使得该车辆不能成功进入紧急制动状态，例如，当列车安全回路断开时，若某个车辆的BCU生成紧急制动指令并向相应的空气制动装置发送，但是，空气制动装置或者制动机构发生故障而无法制动车辆，则该车辆紧急制动失效，该车辆未能进入紧急制动状态。

具体的，本发明可以通过监测车辆在触发紧急制动指令前后的运行参数，来判断车辆的紧急制动是否失效，例如，车辆在触发紧急制动指令前后的运行速度。

具体的，本发明采用惩罚制动作为车辆紧急制动的备用制动方式。当车辆的紧急制动失效时，本发明均可以对该车辆施加惩罚制动力。

具体的，本发明可以根据预设惩罚制动级位、车辆的运行速度和车辆的载重来确定施加给车辆的惩罚制动力。

具体的，本发明在监测到车辆紧急制动失效时，将控制BCU获取车辆的运行速度和载重，进而根据预设惩罚制动级位计算出惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出该惩罚制动力，以制动车辆。

可选的，本发明在生成第二惩罚制动信号后，可以只向紧急制动失效的车辆对应的BCU发送第二惩罚制动信号；当然，还可以既向向紧急制动失效的车辆对应的BCU发送第二惩罚制动信号，也向紧急制动未失效的车辆对应的BCU发送第二惩罚制动信号，例如，向列车中全部的BCU均发送第二惩罚制动信号。

需要说明的是，紧急制动未失效的车辆对应的BCU即使接收到惩罚制动信号，也会由于紧急制动信号优先输出制动力的原则，控制相关制动装置输出紧急制动力而不输出第二惩罚制动力，使车辆保持紧急制动状态。

需要说明的是，本发明可以将步骤S51中的惩罚制动方式作为紧急制动的备用制动。该备用制动方式中的预设惩罚制动级位同样可以是司机控制器常用制动级位的区间(即0％至100％)中的值，同样可以由技术人员根据列车运行性能和相关规定等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

在实际应用中，由于安全性的考虑(车辆出现紧急制动失效的危险性比其意外触发紧急制动的危险性高)，因此，本发明所设置的备用制动的制动级位通常可以比步骤S20中惩罚制动的制动级位高，且步骤S50和S51在列车中的执行优先级比步骤S10和S20均要高。

还需要说明的是，本发明对于步骤S50和S51的执行时机不做限定，例如，步骤S50和S51可以在步骤S10之前执行，步骤执行先后顺序可以为：S50，S51，S10，S20。

还需要说明的是，本发明也可以将步骤S50和S51应用于图2和图3所示方法中。其中，本发明对于步骤S50和S51的执行时机同样不做限定，例如，当添加至图2中时，步骤S50和S51可以在步骤S10之前执行，也可以在步骤S31之后执行；例如，当添加至图3中时，步骤S50和S51可以在步骤S10之前执行，也可以在步骤S40之后执行。

本实施例提出的列车制动控制方法，可以将惩罚制动作为车辆紧急制动的备用制动方式，在车辆紧急制动失效时，为车辆提供惩罚制动力，提高列车安全性能。

与图1所示方法相对应，本实施例提出了一种列车制动控制设备，如图5所示，该设备可以包括：第一惩罚单元10和第二惩罚单元20，其中：

所述第一惩罚单元10，用于在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力；

需要说明的是，本发明可以应用于列车中的主BCU。需要说明的是，在采用直通式制动控制系统的列车中，各车辆均会设置有至少一个BCU。列车上的各BCU可以组成至少一个通讯网络单元，每个通讯网络单元均可以包括有至少一个BCU，每个通讯网络单元中的各BCU均可以划分为至少一个主BCU和若干个从BCU。

其中，在每个通讯网络单元中，各从BCU均可以与主BCU通信连接；而不同的通讯网络单元可以通过主BCU进行通信连接。

具体的，主BCU可以结合自身是否触发紧急制动信号、所在通讯网络单元的从BCU是否均触发紧急制动信号以及其它通讯网络单元的BCU是否均触发紧急制动信号这三个信息，来判定列车上是否仅有部分BCU触发紧急制动信号。

具体的，当主BCU判定列车上仅有部分BCU触发紧急制动信号时，本发明将触发第一惩罚制动信号。

具体的，当列车上仅有部分(非全部)的BCU触发紧急制动信号时，本发明可以认为：列车安全回路当前未断开，该部分BCU与列车安全回路连接的硬线意外断开。其中，该部分BCU会控制相应的车辆进入紧急制动状态(车辆为意外触发紧急制动)。

具体的，紧急制动信号可以携带有从BCU的标识信息。主BCU可以通过对标识信息的读取，确定发送紧急制动信号的BCU的具体位置，进而确定触发紧急制动的车辆。

具体的，本发明可以通过列车控制和管理系统TCMS和多功能车辆总线MVB网络向DCU发送牵引封锁信号。

需要说明的是，本发明在接收到从BCU发送的紧急制动信号时，若列车还处于牵引运行状态，则为减小车辆带闸运行对车轮带来的损害，应当将列车牵引力控制至低于允许值，或者将列车牵引力控制至零值，控制列车脱离牵引运行状态。

可选的，本发明在获得从BCU发送的紧急制动信号时，可以先行获取司机控制器所处位置信息，若司机控制器处于牵引位置，即列车处于牵引运行状态，则本发明向TCMS发送牵引封锁信号，以使TCMS通过MVB网络将该牵引封锁信号发送至DCU；若司机控制器未处于牵引位置，即司机控制器处于零位或制动位置，则本发明可以无需向DCU发送牵引封锁信号。

所述第二惩罚单元20，用于向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

可选的，本发明在生成第一惩罚制动信号后，可以只向未发送紧急制动信号的BCU发送第一惩罚制动信号；当然，还可以既向未发送紧急制动信号的BCU发送惩罚制动信号，也向其余发送紧急制动信号的BCU中的至少部分BCU发送惩罚制动信号。

需要说明的是，发送紧急制动信号的BCU即使接收到惩罚制动信号，也会由于紧急制动信号优先输出制动力的原则，控制相关制动装置输出紧急制动力而不输出第一惩罚制动力，使车辆保持紧急制动状态。

还需要说明的是，当主BCU向第一目标BCU发送第一惩罚制动信号时，未发送紧急制动信号的从BCU以及自身未触发紧急制动信号的主BCU，均会接收惩罚制动信号。

其中，本发明对各BCU均设置有相应的空气制动装置，各BCU可以通过空气制动装置来对相应的车辆施加制动力。

还需要说明的是，相应的车辆接收惩罚制动信号而进入惩罚制动状态后，列车整车制动力增大，列车减速度增大，意外紧急制动的车辆的车轮所遭受的高摩擦力和高损耗会快速分散至其它车辆的车轮上，降低列车局部车轮遭受的高摩擦力和高损耗，降低车轮擦伤风险。

可选的，所述第二惩罚单元20，可以具体用于：

向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，根据预设惩罚制动级位和所在车辆当前的运行数据计算惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

需要说明的是，BCU计算制动力(包括惩罚制动力)的三要素是车辆的制动级位、运行速度和载重。

在实际应用中，本发明可以对惩罚制动力的制动级位进行预设，以避免由于惩罚制动力过小而不能有效制动列车，导致意外紧急制动车辆的车轮的高摩擦力和高损耗无法有效分散至其它车辆。

其中，预设惩罚制动级位可以是司机控制器常用制动级位的区间中的值。

具体的，从BCU可以在获得第一惩罚制动信号时获取车辆当前的运行数据。

其中，车辆的运行数据可以包括车辆运行速度、载重等。

还需要说明的是，各车辆的承重可以是不同的，各BCU计算出来的惩罚制动力也可以是不同的。

本实施例提出的列车制动控制设备，可以使得处于非牵引运行状态下的列车的整车制动力增大，列车减速度增大，进而使得意外紧急制动的车辆的车轮所遭受的高摩擦力和高损耗可以快速分散至其它车辆的车轮上，降低列车局部车轮遭受的高摩擦力和高损耗，降低车轮擦伤风险。

基于图5所示设备，本实施例还提出了另一种列车制动控制设备，如图6所示，该设备还可以包括：第一接收单元30和第一发送单元31，其中：

所述第一接收单元30，用于接收各BCU发送的携带有BCU标识的运行状态信号，所述运行状态信号包括紧急制动信号；

其中，运行状态信号可以携带有BCU的标识信息，TCMS可以根据运行状态信号中携带的BCU的标识来确定故障BCU的信息，例如故障BCU所在车辆的位置。

其中，运行状态信号还可以携带有表征从BCU运行状态的信息，如已触发紧急制动、处于正常牵引运行状态。TCMS可以通过对表征从BCU运行状态的信息的读取，确定从BCU当前的运行状态。

所述第一发送单元31，用于将接收的各所述运行状态信号发送至列车控制和管理系统TCMS，以使得所述TCMS：读取各所述运行状态信号，将发送紧急制动信号的所述部分BCU中的各BCU均确定为故障BCU，将与各所述故障BCU对应的BCU标识发送至所述列车的显示屏进行故障显示。

具体的，当TCMS在读取到各运行状态信号中有部分(非全部)运行状态信号为紧急制动信号时，本发明可以将TCMS接受到的紧急制动信号对应的BCU确定为故障BCU。

需要说明的是，本发明可以通过TCMS与列车安全回路间的通信连接，获取列车安全回路的状态，如正常状态和断开状态。

具体的，本发明可以通过TCMS根据列车安全回路的状态和接收的运行状态信号来检测故障BCU。

其中，若TCMS获知列车安全环路为断开状态，则本发明可以将TCMS接收的各运行状态信号应均为紧急制动信号；若TCMS获知列车安全环路信号为正常状态，则本发明可以将TCMS接收的紧急制动信号所对应的BCU确定为故障BCU。

具体的，本发明可以通过TCMS根据运行状态信号中的BCU标识来确定故障BCU的信息。

本实施例提出的列车制动控制设备，可以通过TCMS来检测故障BCU，确定列车中的故障BCU，将确定的故障BCU发送至显示屏，为技术人员提供故障BCU的信息。

基于图5所示设备，本实施例还提出了另一种列车制动控制设备，如图7所示，该设备还可以包括：电制动封锁单元40，所述电制动封锁单元40用于：

在获得部分BCU发送的紧急制动信号时，若列车处于整车常用制动状态，则向所述DCU发送电制动封锁信号，以使得所述DCU控制电制动电机输出数值为低于预设电制动力阈值的电制动力。

需要说明的是，本发明在进行惩罚制动期间，若列车处于电制动状态，则未触发紧急制动的车辆遭受非必要而过大的制动力，增大车轮擦伤风险。因此，为降低车轮擦伤风险，本发明在接收从BCU发送的紧急制动信号时，可以向DCU发送电制动封锁信号，使得电制动力大大降低至可接受值，或者使得电制动方式被切除或不能投入使用。

具体的，本发明可以通过向TCMS和MVB网络向DCU发送电制动封锁信号。

本实施例提出的列车制动控制设备，通过在惩罚制动期间向DCU发送电制动封锁信号，避免电制动力与空气制动力同时叠加到未触发意外紧急制动的车辆，降低车轮擦伤风险。

基于图5所示设备，本实施例还提出了另一种列车制动控制设备，如图8所示，该设备还可以包括：第二接收单元50和第三惩罚单元51，其中：

所述第二接收单元50，用于当列车安全回路断开时，接收各BCU发送的紧急制动信号，以确定各BCU所在车辆处于紧急制动状态；

其中，列车安全回路的断开可以由以下事件中任一项事件引起：司机室中的警惕装置触发；按下司机室中的紧急制动按钮；方向手柄当列车运行时拉至“0”位。需要说明的是，本发明对于引起列车安全回路断开的事件不做限定。

需要说明的是，当本发明执行第二接收单元50时，说明列车进入紧急制动状态。

所述第三惩罚单元51，用于当至少一个发送紧急制动信号的BCU所在车辆的紧急制动失效时，生成第二惩罚制动信号并发送至第二目标BCU，以使得：发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU在接收到所述第二惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第二目标BCU至少包括发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU。

其中，车辆的紧急制动失效会使得该车辆不能成功进入紧急制动状态，例如，当列车安全回路断开时，若某个车辆的BCU生成紧急制动指令并向相应的空气制动装置发送，但是，空气制动装置或者制动机构发生故障而无法制动车辆，则该车辆紧急制动失效，该车辆未能进入紧急制动状态。

具体的，本发明可以通过监测车辆在触发紧急制动指令前后的运行参数，来判断车辆的紧急制动是否失效。

具体的，本发明采用惩罚制动作为车辆紧急制动的备用制动方式。当车辆的紧急制动失效时，本发明均可以对该车辆施加惩罚制动力。

具体的，本发明在监测到车辆紧急制动失效时，将控制BCU获取车辆的运行速度和载重，进而根据预设惩罚制动级位计算出惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出该惩罚制动力，以制动车辆。

可选的，本发明在生成第二惩罚制动信号后，可以只向紧急制动失效的车辆对应的BCU发送第二惩罚制动信号；当然，还可以既向向紧急制动失效的车辆对应的BCU发送第二惩罚制动信号，也向紧急制动未失效的车辆对应的BCU发送第二惩罚制动信号。

需要说明的是，紧急制动未失效的车辆对应的BCU即使接收到惩罚制动信号，也会由于紧急制动信号优先输出制动力的原则，控制相关制动装置输出紧急制动力而不输出第二惩罚制动力，使车辆保持紧急制动状态。

还需要说明的是，本发明可以将第三惩罚单元51中的惩罚制动方式作为紧急制动的备用制动。该备用制动方式中的预设惩罚制动级位同样可以是司机控制器常用制动级位的区间中的值，同样可以由技术人员根据列车运行性能和相关规定等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

本实施例提出的列车制动控制设备，可以将惩罚制动作为车辆紧急制动的备用制动方式，在车辆紧急制动失效时，为车辆提供惩罚制动力，提高列车安全性能。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种列车制动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力；

向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU；

所述向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，包括：向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，根据预设惩罚制动级位和所在车辆当前的运行数据计算惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在获得部分BCU发送的紧急制动信号时，若列车处于整车常用制动状态，则向所述DCU发送电制动封锁信号，以使得所述DCU控制电制动电机输出数值为低于预设电制动力阈值的电制动力。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收各BCU发送的携带有BCU标识的运行状态信号，所述运行状态信号包括紧急制动信号；

将接收的各所述运行状态信号发送至列车控制和管理系统TCMS，以使得所述TCMS：读取各所述运行状态信号，将发送紧急制动信号的所述部分BCU中的各BCU均确定为故障BCU，将与各所述故障BCU对应的BCU标识发送至所述列车的显示屏进行故障显示。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当列车安全回路断开时，接收各BCU发送的紧急制动信号，以确定各BCU所在车辆处于紧急制动状态；

当至少一个发送紧急制动信号的BCU所在车辆的紧急制动失效时，生成第二惩罚制动信号并发送至第二目标BCU，以使得：发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU在接收到所述第二惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第二目标BCU至少包括发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU。

5.一种列车制动控制设备，其特征在于，所述设备包括：第一惩罚单元和第二惩罚单元，其中：

所述第一惩罚单元，用于在获得部分制动控制单元BCU发送的紧急制动信号时，生成第一惩罚制动信号，并向牵引控制单元DCU发送牵引封锁信号，以使得所述DCU控制牵引电机输出数值为低于预设值的牵引力；

所述第二惩罚单元，用于向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU；

所述第二惩罚单元，具体用于：向所述列车中的第一目标BCU发送所述第一惩罚制动信号，以使：未发送所述紧急制动信号的BCU在接收到所述第一惩罚制动信号时，根据预设惩罚制动级位和所在车辆当前的运行数据计算惩罚制动力，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第一目标BCU至少包括未发送所述紧急制动信号的BCU。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：电制动封锁单元，所述电制动封锁单元用于：

在获得部分BCU发送的紧急制动信号时，若列车处于整车常用制动状态，则向所述DCU发送电制动封锁信号，以使得所述DCU控制电制动电机输出数值为低于预设电制动力阈值的电制动力。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：第一接收单元和第一发送单元，其中：

所述第一接收单元，用于接收各BCU发送的携带有BCU标识的运行状态信号，所述运行状态信号包括紧急制动信号；

所述第一发送单元，用于将接收的各所述运行状态信号发送至列车控制和管理系统TCMS，以使得所述TCMS：读取各所述运行状态信号，将发送紧急制动信号的所述部分BCU中的各BCU均确定为故障BCU，将与各所述故障BCU对应的BCU标识发送至所述列车的显示屏进行故障显示。

8.根据权利要求5至7任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：第二接收单元和第三惩罚单元，其中：

所述第二接收单元，用于当列车安全回路断开时，接收各BCU发送的紧急制动信号，以确定各BCU所在车辆处于紧急制动状态；

所述第三惩罚单元，用于当至少一个发送紧急制动信号的BCU所在车辆的紧急制动失效时，生成第二惩罚制动信号并发送至第二目标BCU，以使得：发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU在接收到所述第二惩罚制动信号时，控制相应的空气制动装置输出惩罚制动力，所述第二目标BCU至少包括发送紧急制动信号、设置于紧急制动失效的车辆上的BCU。

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