CN111086523A - 一种机车、适用于自由编组的非机械联挂方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车、适用于自由编组的非机械联挂方法、装置和设备，适用于自由编组的非机械联挂方法包括：获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆机车之间的间距；根据速度和间距调节两辆机车的当前速度，得到修正速度；获取当两辆机车的缓冲装置接触时两个缓冲装置之间的压力值；根据压力值调节修正速度，直至两个缓冲装置相互连接；根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行。上述方法，能够解决自动驾驶车辆单元快速自由编组的问题，最大程度的保证了车辆联挂的安全性。

Description

一种机车、适用于自由编组的非机械联挂方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及轨道交通工程技术领域，特别涉及一种机车、适用于自由编组的非机械联挂方法、装置和设备。

背景技术

在轨道交通领域中，传统形式的轨道车辆的联挂方式采用机械联挂方式进行，通过车钩的机械与电路、管路的连接控制实现编组联挂，联挂工作也是在车辆段内进行。因此在正线运营的轨道车辆基本采用的是联挂好的固定编组方式。随着无人驾驶与自由编组技术的发展，车辆控制方法如何实现在正线车辆单元的快速联挂是一个研究方向，机械联挂的控制方法已经很难满足时间要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种机车、适用于自由编组的非机械联挂方法、装置和设备，能够解决自动驾驶车辆单元快速自由编组的问题，最大程度的保证了车辆联挂的安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于自由编组的非机械联挂方法，包括：

获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆机车之间的间距；

根据速度和间距调节两辆机车的当前速度，得到修正速度；

获取当两辆机车的缓冲装置接触时两个缓冲装置之间的压力值；

根据压力值调节修正速度，直至两个缓冲装置相互连接；

根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行。

可选地，获取待联挂的两辆机车的速度和两辆机车之间的间距具体为：

建立两辆机车的通讯连接；

两辆机车分别获取对方的当前速度；

两辆机车分别获取各自相距对方的间距。

可选地，根据当前速度和间距调节两辆机车的速度，得到修正速度具体为：

当其中一辆机车的当前速度为零时，另外一辆机车靠近当前速度为零的机车，并根据当前速度和间距得到修正速度。

可选地，根据压力值调节修正速度，直至两个缓冲装置相互连接和根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行之间，还包括：

判断两辆机车之间的通讯连接是否稳定，若是，则执行根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行的步骤。

可选地，根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行具体为：

根据其中一辆机车的信号主机所发出的信号控制两辆机车的运行；

其中，信号包括速度信号、加速度信号和制动信号。

本发明还提供一种适用于自由编组的非机械联挂装置，包括：

状态获取模块，用于获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆机车之间的间距；

初始速度调节模块，用于根据速度和间距调节两辆机车的当前速度，得到修正速度；

压力值获取模块，用于获取当两辆机车的缓冲装置接触时两个缓冲装置之间的压力值；

修正速度调节模块，用于根据压力值调节修正速度，直至两个缓冲装置相互连接；

控制运行模块，用于根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行。

可选地，状态获取模块包括：

无线通讯天线，用于建立两辆机车的通讯连接；

速度传感器，用于两辆机车分别获取对方的当前速度；

测距传感器，用于两辆机车分别获取各自相距对方的间距。

可选地，修正速度调节模块和控制运行模块之间还包括：

判断模块，用于判断两辆机车之间的通讯连接是否稳定，若是，则控制运行模块根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行。

本发明还提供一种适用于自由编组的非机械联挂设备，包括存储器和处理器，其中：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序，以实现如上述的适用于自由编组的非机械联挂方法。

本发明还提供一种机车，包括如上述的适用于自由编组的非机械联挂设备。

与现有技术中的车辆动力单元间机械联挂的控制方法对比，本申请的适用于自由编组的非机械联挂方法更加适合无人驾驶的自由编组的列车，特别是在未来轨道交通发展过程中，支线与干线进行交叉运营中，支线短编组车辆在并入干线长编组车辆，通过本申请的控制方法，可以直接在干线的车站或者线路上迅速的完成自由编组编组，行程长编组车辆的运营；相对于现在联挂采用的全自动车钩机械连接控制方法而言，也省掉解编的人工操作的步骤，提升车辆的运营效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一辆机车的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的两辆机车联挂的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一辆机车的信号传输拓扑图；

图4为本发明实施例所提供的一种适用于自由编组的非机械联挂方法的流程图；

其中：

第一机车1、第一无线通讯天线101、第一测距传感器102、第一信号主机103、第一缓冲装置104、第二机车2、第二无线通讯天线201、第二测距传感器202、第二信号主机203、第二缓冲装置204。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

为了使本技术领域的技术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。

本发明实施例所提供的一种适用于自由编组的非机械联挂方法，如说明书附图4所示，包括：

S1、获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆所述机车之间的间距；

S2、根据所述速度和所述间距调节两辆所述机车的当前速度，得到修正速度；

S3、获取当两辆所述机车的缓冲装置接触时两个所述缓冲装置之间的压力值；

S4、根据所述压力值调节所述修正速度，直至两个所述缓冲装置相互连接；

S5、根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行。

在介绍上述非机械联挂方法之前，先简要描述机车的主要构造，本申请中机车的自由编组建立的基础是两辆机车都可以进行自主独立运行，在根据线路的不同情况进行任意自由的组合。

参考说明书附图1至附图3，每辆机车的两个端部均布置无线信号传感器，机车在编组过程中能够进行即时通讯，对机车的不同速度进行解析，用来远程控制相互靠近编组的相对安全速度，针对第一机车1，其两端部均设置第一无线通讯天线101；类似地，针对第二机车2，其两端部均设置第二无线通讯天线201，第一无线通讯天线101和第二无线通讯天线201之间可相互通讯，实现信息的传递。

机车的端部布置测距传感器，用于控制不同机车之间的出发安全保护装置前的相对距离。通过对距离与相对速度的控制，最终满足动力单元的距离接近的控制；针对第一机车1，其两端部均设置第一测距传感器102；类似地，针对第二机车2，其两端部均设置第二测距传感器202。第一测距传感器102所测得的距离可通过第一无线通讯天线101传递至第二无线通讯天线201，第二测距传感器202所测得的距离可通过第二无线通讯天线201传递至第一无线通讯天线101。

本申请中无线信号通讯的控制方法是建立的不同独立机车的控制上，但是无线通讯控制上存在延时传输的问题。在高速运行中，不同机车的相对距离会控制困难，这个过程需要有进行速度修正机保护的方法。

与此同时，在每辆机车的端部均安装气缸(液压)缓冲保护装置，缓冲保护装置的具备一定的缓冲行程，在机车过冲时，可以吸收部分能量；缓冲保护装置内置压力传感器，可以将压力信号转换为速度信号，反馈给动力单元的信号控制主机。对车辆起到两个个方面的缓冲保护作用。

针对第一机车1，其两端部均设置第一缓冲装置104，第一机车1还设有第一信号主机103，第一信号主机103连接第一无线通讯天线101、第一测距传感器102和第一缓冲装置104。

针对第二机车2，其两端部均设置第二缓冲装置204，第二机车2还设有第二信号主机203，第二信号主机203连接第二无线通讯天线201、第二测距传感器202和第二缓冲装置204，如说明书附图1至附图3所示；在说明书附图3中，▽代表信号输出，▼代表信号输入。

针对步骤S1，获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆所述机车之间的间距；

可以首先建立两辆机车的通讯连接，也即通过第一无线通讯天线101和第二无线通讯天线201实现两辆机车的通讯连接；然后利用速度传感器等部件分别获取对方的当前速度，在这里，两辆机车可以同时朝向靠近对方的方向行驶，也可以一辆机车停止，另一辆机车朝向靠近停止的机车的方向行驶。以上述第一机车1和第二机车2为例，第一机车1获取第二机车2的速度，并且第二机车2获取第一机车1的速度。最后，两辆机车分别获取各自相距对方的间距，第一机车1利用第一测距传感器102获取第二机车2相距自己的距离，第二机车2利用第二测距传感器202获取第一机车1相距自己的距离；显然，在正常情况下，第一机车1所获取的第二机车2相距第一机车的距离应等于第二机车2所获取的第一机车1相距第二机车2的距离；然而出于安全考虑，本申请采用上述距离相互获取的方式，分别通过第一信号主机103和第二信号主机203独立处理，提高安全性能。

在步骤S2中，根据速度和间距调节两辆机车的当前速度，得到修正速度，简单来说，当第一机车1和第二机车2相距较远时，则修正速度可以较大，当第一机车1和第二机车2相距较近时，则修正速度应较小；类似地，倘若当前速度较大，则应适当的将速度降低；当然，速度和间距两者分别相较于修正速度的具体数值关系可以根据实际需要而定，本文并不做出具体限制。

第一机车1的第一信号主机103根据速度和间距将第一机车1的当前速度调节为修正速度，第二机车2的第二信号主机203根据速度和间距将第二机车2的当前速度调节为修正速度。

当然，假使其中一辆机车已经停止，则另外一辆机车在靠近当前速度为零的机车时，应根据当前速度和间距得到修正速度。

在步骤S3中，获取当两辆机车的缓冲装置接触时两个缓冲装置之间的压力值；当第一机车1和第二机车2之间的间距达到接触行程范围时，也即第一缓冲装置104和第二缓冲装置204两者发生接触，第一机车1和第二机车2之间的行程被压缩，吸收部分能量，此时第一信号主机103和第二信号主机203分别获得第一缓冲装置104和第二缓冲装置204两者之间的压力值。

在步骤S4中，根据压力值调节所述修正速度，直至两个所述缓冲装置相互连接；也即，当第一信号主机103和第二信号主机203分别获得压力值之后，进一步调节修正速度，第一信号主机103根据压力值调节第一机车1的修正速度，第二信号主机203根据压力值调节第二机车2的修正速度，直至第一缓冲装置104和第二缓冲装置204两者相连。

可以看出，本申请的非机械联挂方法，主要适用在无人驾驶自动编组中：采用双冗余的基本配置，保证任何一套系统(信号主机)均可完成相关的控制操作；倘若出现通讯故障，第一无线通讯天线101和第二无线通讯天线201之间通讯故障无法进行通讯，第一信号主机103和第二信号主机203将通讯故障车辆进行分离(故障后车减速，故障前车加速)，脱离编组状态，采用独立运行，正常连接通讯编组继续进行编组运行；遇到紧急状态，启动紧急制动，采用细微时间差异化制动信号，位于后端的机车先启动紧急制动，其次是位于中间的机车，最后是位于前端的机车。

在步骤S5中，根据其中一机车的信号主机控制两辆机车的运行。第一缓冲装置104和第二缓冲装置204两者由接触直至相连，表明两辆机车之间已经完成机械连接，而后两辆机车应同步运行，由其中一机车的信号主机控制两辆机车的运行。具体地，根据其中一辆机车的信号主机所发出的信号控制两辆所述机车的运行；信号包括速度信号、加速度信号和制动信号。

在步骤S4和步骤S5之间，还可以判断两辆机车之间的通讯连接是否稳定，若是，则执行根据其中一辆机车的信号主机控制两辆所述机车的运行的步骤。也即当第一缓冲装置104和第二缓冲装置204两者相连之后，确保第一无线通讯天线101和第二无线通讯天线201之间的连接稳定，可以将第二信号主机203转换为信号分机，两辆机车均根据第一信号主机103的信号数据(主要包括速度信号、加速度信号和制动信号)运行。当然，还可以将第一信号主机103转换为信号分机，两辆机车均根据第二信号主机203的信号数据运行。

下面对本发明实施例提供的自动联挂控制装置进行介绍，下文描述的自动联挂控制装置与上文所述的自动联挂控制方法可以相互对照。

本发明实施例提供的适用于自由编组的非机械联挂装置，包括：

状态获取模块，用于获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆机车之间的间距；

初始速度调节模块，用于根据速度和间距调节两辆机车的当前速度，得到修正速度；

压力值获取模块，用于获取当两辆机车的缓冲装置接触时两个缓冲装置之间的压力值；

修正速度调节模块，用于根据压力值调节修正速度，直至两个缓冲装置相互连接；

控制运行模块，用于根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行。

状态获取模块包括：

无线通讯天线，用于建立两辆机车的通讯连接；

速度传感器，用于两辆机车分别获取对方的当前速度；

测距传感器，用于两辆机车分别获取各自相距对方的间距。

修正速度调节模块和控制运行模块之间还包括：

判断模块，用于判断两辆机车之间的通讯连接是否稳定，若是，则控制运行模块根据其中一辆机车的信号主机控制两辆机车的运行。

本发明实施例还提供一种适用于自由编组的非机械联挂设备，包括存储器和处理器，其中：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序，以实现如上述的适用于自由编组的非机械联挂方法。

本发明实施例还提供一种机车，包括上述适用于自由编组的非机械联挂设备。

以上对本发明所提供的一种机车、适用于自由编组的非机械联挂方法、装置和设备进行了详细介绍，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种适用于自由编组的非机械联挂方法，其特征在于，包括：

获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆所述机车之间的间距；

根据所述速度和所述间距调节两辆所述机车的当前速度，得到修正速度；

获取当两辆所述机车的缓冲装置接触时两个所述缓冲装置之间的压力值；

根据所述压力值调节所述修正速度，直至两个所述缓冲装置相互连接；

根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行。

2.根据权利要求1所述的适用于自由编组的非机械联挂方法，其特征在于，所述获取待联挂的两辆机车的速度和两辆所述机车之间的间距具体为：

建立两辆机车的通讯连接；

两辆所述机车分别获取对方的当前速度；

两辆所述机车分别获取各自相距对方的间距。

3.根据权利要求2所述的适用于自由编组的非机械联挂方法，其特征在于，所述根据当前速度和所述间距调节两辆所述机车的速度，得到修正速度具体为：

当其中一辆所述机车的当前速度为零时，另外一辆所述机车靠近当前速度为零的所述机车，并根据所述当前速度和所述间距得到修正速度。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的适用于自由编组的非机械联挂方法，其特征在于，所述根据压力值调节所述修正速度，直至两个所述缓冲装置相互连接和所述根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行之间，还包括：

判断两辆所述机车之间的通讯连接是否稳定，若是，则执行所述根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行的步骤。

5.根据权利要求4所述的适用于自由编组的非机械联挂方法，其特征在于，所述根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行具体为：

根据其中一辆所述机车的信号主机所发出的信号控制两辆所述机车的运行；

其中，所述信号包括速度信号、加速度信号和制动信号。

6.一种适用于自由编组的非机械联挂装置，其特征在于，包括：

状态获取模块，用于获取待联挂的两辆机车的当前速度和两辆所述机车之间的间距；

初始速度调节模块，用于根据所述速度和所述间距调节两辆所述机车的当前速度，得到修正速度；

压力值获取模块，用于获取当两辆所述机车的缓冲装置接触时两个所述缓冲装置之间的压力值；

修正速度调节模块，用于根据所述压力值调节所述修正速度，直至两个所述缓冲装置相互连接；

控制运行模块，用于根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行。

7.根据权利要求6所述的适用于自由编组的非机械联挂装置，其特征在于，所述状态获取模块包括：

无线通讯天线，用于建立两辆机车的通讯连接；

速度传感器，用于两辆所述机车分别获取对方的当前速度；

测距传感器，用于两辆所述机车分别获取各自相距对方的间距。

8.根据权利要求6或7所述的适用于自由编组的非机械联挂装置，其特征在于，所述修正速度调节模块和所述控制运行模块之间还包括：

判断模块，用于判断两辆所述机车之间的通讯连接是否稳定，若是，则控制运行模块根据其中一辆所述机车的信号主机控制两辆所述机车的运行。

9.一种适用于自由编组的非机械联挂设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中：

所述存储器，用于保存计算机程序；

所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至5任一项所述的适用于自由编组的非机械联挂方法。

10.一种机车，其特征在于，包括如权利要求9所述的适用于自由编组的非机械联挂设备。

Images