CN111025952B - 一种列车atp自动过分相网络控制方法、装置、设备 - Google Patents

一种列车atp自动过分相网络控制方法、装置、设备 Download PDF

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CN111025952B CN201811180488.5A CN201811180488A CN111025952B CN 111025952 B CN111025952 B CN 111025952B CN 201811180488 A CN201811180488 A CN 201811180488A CN 111025952 B CN111025952 B CN 111025952B
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    • G05B2219/25257—Microcontroller

Abstract

本发明公开了一种改进型列车ATP自动过分相网络控制方法，通过对CRH2型动车组既有网络控制策略深入研究，分析了实际运营可能出现的情况：1、干扰信号导致非法执行过分相控制逻辑；2、出分相后但无法恢复牵引等情况，此类运行工况给运营安全带来极大风险，因此提出了改进型的列车ATP自动过分相网络控制方法。本申请能够大大增强对牵引以及制动单元的安全控制和故障保护，解决既有ATP过分相控制策略导致牵引无流而引起严重的安全问题，保障了列车的安全运营。此外，本申请还提供了一种具有上述技术效果的列车ATP自动过分相网络控制装置、设备以及计算机可读存储介质。

Description

一种列车ATP自动过分相网络控制方法、装置、设备
技术领域
本发明涉及列车控制技术领域，特别是涉及一种列车ATP自动过分相网络控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
作为列车大脑和神经的列车网络控制系统功能也越来越强大，功能越来越丰富。过分相控制功能作为网络控制系统的关键功能，涉及到牵引及制动两大核心部件的保护控制，直接关系了车辆的运营安全，因此网络控制系统的过分相控制策略显得尤为重要。
分相区是电气化铁路的无电区，通常分相区设置在两个供出不同相位的电的供电站供电区域的分隔处，目的是防止电车因两区间电力相位不同而产生相位电位差，导致电车设备受损。电车在经过电气化铁路的无电区时需要提前预知无电区位置，当电车到达位于无电区之前的规定距离点(预告点与强迫点)时，控制电车执行相应的工况转换，使得电车能够顺利的通过无电区。
基于网络系统采集到过分相装置的过分相信号对车辆控制的具体策略少之甚少，既有网络系统下ATP过分相控制策略会导致牵引无流(即牵引无法恢复)的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车ATP自动过分相网络控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，以解决现有网络系统下ATP过分相控制策略牵引无法恢复的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种列车ATP自动过分相网络控制方法，包括：
当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。
可选的，还包括：
当所述过分相信号为高电平且所述过分相信号的信号输入晚于所述过分相选择信号时或仅有过分相信号为高电平，牵引信号以及VCB主断信号不执行任何逻辑控制。
可选的，还包括：
当所述过分相信号以及所述过分相选择信号正常输入时，非主控端接收到信号输入后不执行任何操作。
可选的，还包括：
在处于短编组重联运行且远编组未进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且不进行运行里程的累计，在预设第二时间之后恢复牵引指令输出；
在处于短编组重联运行且远编组已进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后恢复牵引指令；
在处于长编组情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后恢复牵引指令输出。
可选的，还包括：
在处于短编组重联运行但分相区间长度不够情况下，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。
可选的，还包括：
当短编组重联运行时，近编组收到过分相信号后立即封锁牵引指令，在延迟预设第一时间后断开VCB主断信号，远编组经过预设运行累计里程再实施过分相；
若远编组判定设置的分相区间小于预设运行累计里程时，则远编组在接收到过分相信号低电平处经过第二时间恢复牵引指令，同时在延迟所述预设第一时间后闭合VCB主断信号。
本发明还提供了一种列车ATP自动过分相网络控制装置，包括：
控制模块，用于当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。
本发明还提供了一种列车ATP自动过分相网络控制设备，包括：牵引变流器、制动控制器以及网络控制器；
其中，所述网络控制器用于实现如上述任一种所述的列车ATP自动过分相网络控制方法的步骤。
本发明还提供了一种列计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的列车ATP自动过分相网络控制方法的步骤。
本发明所提供的一种列车ATP自动过分相网络控制方法，当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。通过对CRH2型动车组既有网络控制策略深入研究，分析了实际运营可能出现的情况：1、干扰信号导致非法执行过分相控制逻辑；2、出分相后但无法恢复牵引等情况，此类运行工况给运营安全带来极大风险，因此提出了改进型的列车ATP自动过分相网络控制方法。本申请能够大大增强对牵引以及制动单元的安全控制和故障保护，解决既有ATP过分相控制策略导致牵引无流而引起严重的安全问题，保障了列车的安全运营。此外，本申请还提供了一种具有上述技术效果的列车ATP自动过分相网络控制装置、设备以及计算机可读存储介质。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为CRH2型动车组网络控制系统的系统结构组成示意图；
图2为ATP过分相时的正常时序示意图一；
图3为ATP过分相时的正常时序示意图二；
图4为重联编组异常时序示意图(分相区信号小于200m)；
图5为本申请提供的列车ATP自动过分相网络控制方法的一种具体实施方式的流程图；
图6为短编组重联时序示意图(分相区间长度小于200m)；
图7为异常时序示意图(未设定车次导致无法进行运行里程累加)
图8为本申请提供的列车ATP自动过分相网络控制方法的一种具体实施方式的流程图；
图9为短编组异常时序示意图(M615后于M614处于高电平或M615一直为低电平)；
图10为长编组异常时序示意图(M615后于M614处于高电平或M615一直为低电平)；
图11为短编组重联状态时序示意图(M614先于M615退出或M615一直为低电平)；
图12为长编组时序示意图(M614先于M615退出或M615一直为低电平)；
图13为短编组重联状态时序示意图(非主控端M615及M614信号正常输入)；
图14为长编组状态时序示意图(非主控端M615及M614信号正常输入)；
图15为为短编组异常时序示意图(复位退出-后编组未进入分相区时)；
图16为短编组异常时序示意图(复位退出-后编组已进入分相区时)；
图17为长编组异常时序示意图(复位退出)；
图18为短编重联时序示意图(6线复位退出-远编组未进入分相区间时)；
图19为短编重联时序示意图(6线复位退出-远编组已进入分相区间时)；
图20为长编组时序示意图(6线复位退出)。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
CRH2型动车组网络控制系统(MON)接收到ATP车载设备的过分相信号对牵引系统(CI)、制动控制单元(BCU)、主断路器(VCB)进行控制，其系统结构组成如图1所示。
为方便描述，本申请中涉及到的术语或缩略语的具体含义描述如下：MON：网络控制系统；CI：牵引变流器；BCU：制动控制单元；APU：辅助电源装置；6线：复位信号；9线：牵引有效信号(＝1，牵引有效；＝0，牵引切除)；10线：电制动信号(＝1，电制动有；＝0，电制动切除)；M613：VCB主断信号(＝1，断主断；＝0，合主断)；M615：GFX/ATP过分相选择信号(＝1，ATP过分相；＝0，GFX过分相)；短编组：8节车厢；短编重联：8节+8节车厢；长编组：16节车厢。
参照图2以及图3ATP过分相时的正常时序示意图(执行9线切除和M613输出)，现有技术中CRH2型动车组网络控制系统的ATP过分相控制策略(过分相选择信号M615＝1)具体如下：
1、短编组非重联运行
(1)当网络控制系统(MON)检测到过分相信号(M614)为高电平时，立即封锁牵引指令，1s后断开VCB主断信号(M613＝0→1)。
其中，封锁牵引指令的具体操作：牵引时：对CI和BCU(传输)9线＝1→0，对CI(传输)10线＝1→0，控制传输部输出(RXC DO)牵引A、B＝1→0。非牵引时，保持“0”。
为了降低VCB断开时的负荷，封锁牵引指令1s后断开VCB。
(2)当MON检测到自动过分相信号M614为低电平时，MON立即合VCB，并且在5s后加载牵引指令。
其中，5s后加载牵引指令的原因：VCB闭合之后把APU动作的时间计算了，因为APU动作而电源ON后，如果风机不动的话，给牵引发生问题。5s内有牵引无流的现象。
2、短编组重联运行
(1)只在前编组头车采集M614信号，实施过分相；
(2)前编组开始过分相200m(车次有效时才能进行里程计数)后，后编组实施过分相；
前编组收到M614信号后，本编组立即封锁牵引指令，1s后断开VCB(输出M613)，并将M614信号传输到后编组，主控端中央装置向后编组终端装置发送运行距离，由后编组终端装置计算运行200m(使用累计里程计算)后输出M613。
当列车属于短编组非重联状态时，参考图2中近编组时序图。
3、长编组运行
(1)当MON收到主控端ATP过分相信号(M614)后，立即封锁牵引指令，再过1s后向近端车辆、远端车辆同时发出断开VCB指令。
(2)当MON收到主控端ATP过分相结束信号后，MON首先向近端车辆发出VCB合指令，延迟220m(车次有效时才能进行里程计数)后向远端车辆发出VCB合指令，各自5s后加载牵引指令。
然而现有的控制策略在下述运营场景下时已不再适应，导致车辆运营过程出现牵引无流的情况。本申请正是在发现现有控制策略存在上述问题的情况下提出的。下面通过具体实施例依次进行介绍。
现有控制策略中，当短编重联运行时，若分相区间小于200m，由于后编组需要采样M614的下降沿同时需要满足后编组已行驶200m进入分相区后时后编组M613才会无法恢复，因此需要人工6线复位。重联编组异常时序(分相区信号小于200m)示意图如图4所示。
针对上述缺陷，本申请提供的列车ATP自动过分相网络控制方法的一种具体实施方式的流程图如图5所示，该方法包括：
步骤S101：当短编组重联运行时，近编组收到过分相信号后立即封锁牵引指令，在延迟预设第一时间后断开VCB主断信号，远编组经过预设运行累计里程再实施过分相；
步骤S102：若远编组判定设置的分相区间小于预设运行累计里程时，则远编组在接收到过分相信号低电平处经过第二时间恢复牵引指令，同时在延迟所述预设第一时间后闭合VCB主断信号。
具体地，预设第一时间为5s，预设运行累计里程为200m。本申请针对现有控制策略改进为：当ATP分相区小于200m时，后编组应与前编组一致，仅平移200ms，时序表现参照图6短编组重联时序示意图(分相区间长度小于200m)。
现有控制策略中，当后编组不设定车次，则后编组终端装置不能累加里程，导致后编组无法出分相区后的逻辑控制，也会导致车辆运营过程中出现牵引无流的情况，异常时序(未设定车次导致无法进行运行里程累加)示意图参照图7所示。
因此，在上述实施例的基础上，如图8所示，本申请还可以进一步包括：
S201：当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。
通过分析既有控制策略缺陷，为了满足合理控制的要求，本申请实施例进一步优化改进为：无论远编组是否设定车次，从M614为低电平起开始进行里程累计，时序与正常时序一致。
现有控制策略中，当M615为低电平时，M614为高电平或M615为高电平(＝1)时但时间上后于M614高电平时等此类干扰误信号，会执行9线切除，但不进行M613输出，上述情况时应该不执行任何操作。如图9短编组异常时序示意图(M615后于M614处于高电平或M615一直为低电平)以及图10长编组异常时序示意图(M615后于M614处于高电平或M615一直为低电平)所示。
通过分析既有控制策略缺陷，为了满足合理控制的要求，本申请实施例进一步优化改进为：
当所述过分相信号为高电平且过分相选择信号为高电平时，牵引信号以及VCB主断信号不执行任何逻辑控制。
当所述过分相信号为高电平且所述过分相信号的信号输入晚于所述过分相选择信号时，牵引信号以及VCB主断信号不执行任何逻辑控制。
如图11短编组重联状态时序示意图(M614先于M615退出或M615一直为低电平)以及图12长编组时序示意图(M614先于M615退出或M615一直为低电平)所示。
现有控制策略中，非主控端ATP/GFX过分相选择信号M615和ATP过分相信号M614正常输入时能进行正常过分相逻辑控制，但非主控端ATP信号应该处于非激活状态，因此MON不应采信。
通过分析既有控制策略缺陷，为了满足合理控制的要求，本申请实施例进一步优化改进为：当所述过分相信号以及所述过分相选择信号正常输入时，非主控端接收到信号输入后不执行任何操作。对应图13短编组重联状态时序示意图(非主控端M615及M614信号正常输入)以及图14长编组状态时序示意图(非主控端M615及M614信号正常输入)。
现有控制策略中，当在分相区间时，通过6线复位时，远端VCB会立刻闭合，但9线还在计算里程与VCB的时序不匹配，在6线复位时需删除里程计算。如图15短编组异常时序示意图(复位退出-后编组未进入分相区时)、图16短编组异常时序示意图(复位退出-后编组已进入分相区时)、图17长编组异常时序示意图(复位退出)所示。
通过分析既有控制策略缺陷，为了满足合理控制的要求，本申请实施例进一步优化改进为：
在处于短编组重联运行且远编组未进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且不进行运行里程的累计保持牵引指令不输出。参照图18短编重联时序示意图(6线复位退出-远编组未进入分相区间时)所示。
在处于短编组重联运行且远编组已进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后封锁牵引指令。参照图19短编重联时序示意图(6线复位退出-远编组已进入分相区间时)所示。
在处于长编组情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后封锁牵引指令。参照图20长编组时序示意图(6线复位退出)所示。其中，预设第二时间可以为5s。
综上，本申请解决CRH2型高速动车组在：1、过分相短时干扰信号；2、非主控端误信号；3、过分相区间长度不够导致重联后编组无法出分相；4、重联时后编组车次未设定使里程无法累计导致无法出分相等既有网络系统下ATP过分相控制策略导致牵引无法恢复(牵引无流)的问题，通过测试台及现场装车运营验证，该方法安全有效。
下面对本发明实施例提供的列车ATP自动过分相网络控制装置进行介绍，下文描述的列车ATP自动过分相网络控制装置与上文描述的列车ATP自动过分相网络控制方法可相互对应参照。
本发明实施例提供的列车ATP自动过分相网络控制装置可以包括：
控制模块，用于当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。本实施例的列车ATP自动过分相网络控制装置用于实现前述的列车ATP自动过分相网络控制方法，因此列车ATP自动过分相网络控制装置中的具体实施方式可见前文中的列车ATP自动过分相网络控制方法的实施例部分，例如，第一控制模块100，第二控制模块200，分别用于实现上述列车ATP自动过分相网络控制方法中步骤S101，S102，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
此外，本发明还提供了一种列车ATP自动过分相网络控制设备，包括：牵引变流器、制动控制器以及网络控制器；
其中，所述网络控制器用于实现如上述任一种所述的列车ATP自动过分相网络控制方法的步骤。
此外，本发明还提供了一种列计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的列车ATP自动过分相网络控制方法的步骤。
本实施例的列车ATP自动过分相网络控制设备以及计算机可读存储介质用于实现前述的列车ATP自动过分相网络控制方法，因此列车ATP自动过分相网络控制设备以及计算机可读存储介质中的具体实施方式可见前文中的列车ATP自动过分相网络控制方法的实施例部分，在此不再赘述。
综上，基于以上过分相控制策略改进，通过测试台及装车验证，能大大增强对牵引及制动单元的安全控制和故障保护，彻底解决ATP过分相控制策略导致牵引无流引起严重的安监报问题，解决人为操作失误、误信号及干扰信号输入、过分相区间设计不规范等适应性问题，健壮性大大提高，保障了列车的安全运营，消除潜在后续影响国家高铁战略负面影响。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上对本发明所提供的列车ATP自动过分相网络控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种列车ATP自动过分相网络控制方法，其特征在于，包括：
当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制；
所述列车ATP自动过分相网络控制方法，还包括：
当所述过分相信号以及所述过分相选择信号正常输入时，非主控端接收到信号输入后不执行任何操作；
所述列车ATP自动过分相网络控制方法，还包括：
在处于短编组重联运行且远编组未进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且不进行运行里程的累计，在预设第二时间之后恢复牵引指令输出；
在处于短编组重联运行且远编组已进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后恢复牵引指令；
在处于长编组情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后恢复牵引指令输出。
2.如权利要求1所述的列车ATP自动过分相网络控制方法，其特征在于，还包括：
当所述过分相信号为高电平且所述过分相信号的信号输入晚于所述过分相选择信号时或仅有过分相信号为高电平，牵引信号以及VCB主断信号不执行任何逻辑控制。
3.如权利要求1所述的列车ATP自动过分相网络控制方法，其特征在于，还包括：
在处于短编组重联运行但分相区间长度不够情况下，在所述过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制。
4.如权利要求3所述的列车ATP自动过分相网络控制方法，其特征在于，还包括：
当短编组重联运行时，近编组收到过分相信号后立即封锁牵引指令，在延迟预设第一时间后断开VCB主断信号，远编组经过预设运行累计里程再实施过分相；
若远编组判定设置的分相区间小于预设运行累计里程时，则远编组在接收到过分相信号低电平处经过第二时间恢复牵引指令，同时在延迟所述预设第一时间后闭合VCB主断信号。
5.一种列车ATP自动过分相网络控制装置，其特征在于，包括：
控制模块，用于当短编组重联运行时且远编组不设定车次时，在过分相信号为低电平起所述远编组进行运行里程累计，以便所述远编组执行出分相区后的逻辑控制；
所述控制模块，还用于：
当所述过分相信号以及所述过分相选择信号正常输入时，非主控端接收到信号输入后不执行任何操作；
所述控制模块，还用于：
在处于短编组重联运行且远编组未进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且不进行运行里程的累计，在预设第二时间之后恢复牵引指令输出；
在处于短编组重联运行且远编组已进入分相区间情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后恢复牵引指令；
在处于长编组情况下，当在分相区间接收到复位信号时，远编组立即闭合VCB主断信号，并且在接收到复位信号预设第二时间之后恢复牵引指令输出。
6.一种列车ATP自动过分相网络控制设备，其特征在于，包括：牵引变流器、制动控制器以及网络控制器；
其中，所述网络控制器用于实现如权利要求1-4任一项所述的列车ATP自动过分相网络控制方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的列车ATP自动过分相网络控制方法的步骤。
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