CN111776015A - 一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法及控制装置、系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法及控制装置、系统。应用于列车控制装置的诊断方法包括：接收牵引系统输出的上述高速列车的多个轴速度，并基于上述牵引系统输出的多个轴速度判断上述高速列车的车轴是否速度异常；判断是否接收到制动系统输出的轴速度异常信号；以及响应于上述高速列车的车轴速度异常且接收到上述制动系统输出的对应车轴的轴速度异常信号，输出车轮抱死信号。本发明还提供了应用于制动控制装置的诊断方法。本发明还提供了列车控制装置、制动控制装置和控制系统。根据本发明所提供的诊断方法及控制装置、系统，综合牵引系统和制动系统的数据，能够及时且精确报出车轮抱死故障，改善车轮抱死故障的漏报和误报。

Description

一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法及控制装置、系统

技术领域

本发明涉及高速列车的控制领域，尤其涉及一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法及控制装置。

背景技术

车轮抱死指的是制动器将车轮夹紧，车轮对于制动器而言没有相对运动。换言之，也就是车轮不再正常转动，车辆与路面之间的相对运动不再是滚动，而是滑动。一旦车辆出现车轮抱死的情况，由于车轮不可控，驾驶员无法控制车辆的行驶方向和行驶速度，使得车辆失去可操纵性。若车辆需要转向，车轮抱死会导致车辆无法实现转弯转向，无法躲避障碍物或者行人。在非对称附着系数的路面上，一旦车轮出现抱死，车辆还将丧失直线行驶的稳定性，出现侧滑、甩尾及急转等危险现象。同时车轮抱死还会导致车轮使用寿命的下降。

车轮抱死的危害性会随着车辆制动时的初速度的增大而成倍放大。对于高速列车而言，更不希望车轮发生抱死故障。然而，现有技术中对于列车抱死故障的研究多集中在硬件层面，即开发性能优异的防抱死装置，或制动系统等等。例如，申请号为CN201711387427.1的发明专利“一种列车防抱死系统及防止列车车轮抱死的方法”介绍了一种在列车电动防抱死装置的基础上增加了冗余的气动防抱死装置，使得在无电情况下依然能够有效防止车轮抱死。但该专利并没有涉及如何进行抱死逻辑诊断的方法。又例如，申请号为CN201410326732.X的发明专利“一种轨道车辆制动控制单元”公开了一种应用于轨道车辆的制动控制单元，描述了车辆制动控制单元的主要组成部分和功能，但同样没有涉及如何进行抱死逻辑诊断的方法。

可以认为，本领域技术人员忽略了及时且精确地判断出车轮的抱死故障亦是抱死故障防范与解决的重要基础，即抱死故障的判断逻辑同样重要。对于抱死故障的逻辑判断，在现有技术中是由列车的制动系统进行的。并且，制动系统仅仅根据当前时刻列车的轴速度的异常情况来简单地认定列车是否发生抱死故障。这虽然一定程度上防止出现漏报抱死故障的问题，但是却会引发过多的误报抱死故障，导致车辆频繁紧急停车的问题。

如果没有及时判断出车轮的抱死故障导致无法及时处理抱死故障，则会导致车轮的擦伤、列车行驶的不可控。而如果经常误报抱死故障，又会频繁地导致列车紧急停车，影响列车的正常运营和乘客的乘车体验。

有鉴于此，为了保证高速列车的安全、可靠运营，亟需要开发一种新的抱死逻辑诊断方法，从而能够及时且精确地报告抱死故障，为及时解决抱死故障提供可能，同时又能够规避不必要的抱死故障误报。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了解决现有技术中抱死故障的判断逻辑过于简单，引发过多的误报抱死故障，导致车辆频繁紧急停车的问题，本发明的一方面提供了一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法，应用于高速列车的列车控制装置，上述诊断方法具体包括：

接收牵引系统输出的上述高速列车的多个轴速度，并基于上述牵引系统输出的多个轴速度判断上述高速列车的车轴是否速度异常；

判断是否接收到制动系统输出的轴速度异常信号；以及

响应于上述高速列车的车轴速度异常且接收到上述制动系统输出的对应车轴的轴速度异常信号，输出车轮抱死信号。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，诊断方法还包括：

判断与上述牵引系统之间的通讯是否异常；以及

响应于与上述牵引系统之间的通讯异常且接收到上述制动系统输出的轴速度异常信号，输出上述车轮抱死信号。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，输出上述车轮抱死信号进一步包括：

持续输出上述车轮抱死信号，直到

接收到来自车辆驾驶员的抱死切除信号；或

接收到上述制动系统输出的异常复位信号；或

基于上述牵引系统输出的多个轴速度判断出上述高速列车处于制动工况，且判断出与上述制动系统之间的通讯异常。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，基于上述牵引系统输出的多个轴速度判断上述高速列车的车轴是否速度异常进一步包括：

确定上述多个轴速度中的最大轴速度；以及

响应于上述多个轴速度中的任意一个与上述最大轴速度之间的差值持续大于第一预设阈值超过第一预设时间，或

响应于上述最大轴速度持续大于第二预设阈值且上述多个轴速度中的任意一个持续小于第三预设阈值超过上述第一预设时间，判断上述高速列车的车轴速度异常。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，判断上述高速列车的车轴是否速度异常还包括：

响应于上述多个轴速度与上述最大轴速度之间的差值均持续小于第四预设阈值超过第二预设时间，或

响应于与上述牵引系统之间的通讯异常，复位上述高速列车的车轴为无速度异常。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，响应于上述高速列车的多个轴速度均为零，判断与上述牵引系统之间的通讯异常。

本发明的另一方面还提供了一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法，应用于高速列车的制动系统，具体的，响应于上述高速列车没有处于制动工况且上述高速列车的最大轴速度大于第一预设阈值，上述诊断方法包括：

响应于上述高速列车的多个轴速度中的任意一个持续小于第二预设阈值超过上述第一预设时间，输出轴速度异常信号至上述高速列车的列车控制装置；以及

根据反馈该持续小于上述第一预设阈值的轴速度的速度传感器的信号状态输出异常复位信号至上述列车控制装置，或输出车轮抱死信号。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，响应于上述信号状态为轴速度非瞬断，输出上述车轮抱死信号。

在上述诊断方法的一实施例中，可选的，响应于上述信号状态为轴速度瞬断，进一步判断经过第二预设时间后，上述速度传感器反馈的轴速度是否恢复异常；其中

响应于恢复异常，输出上述异常复位信号；以及

响应于未恢复异常，输出上述车轮抱死信号。

本发明的另一方面还提供了一种高速列车的列车控制装置，具体的，上述列车控制装置包括：

存储器；以及

与上述存储器连接的处理器；其中

上述处理器配置为实施如上述任意一项实施例所描述的应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

本发明的另一方面还提供了一种制动控制装置，应用于高速列车的制动系统，具体的，上述制动控制装置包括：

存储器；以及

与上述存储器连接的处理器；其中

上述处理器配置为实施如上述任意一项实施例所描述的应用于制动系统的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

本发明的另一方面还一种高速列车的控制系统，上述控制系统具体包括：

如上所描述的列车控制装置；

如上所描述的制动控制装置；

牵引系统的牵引控制装置；以及

人机交互界面；其中

上述列车控制装置根据上述牵引控制装置和上述制动控制装置输出的信号判断是否输出车轮抱死信号；以及

响应于上述列车控制装置和上述制动控制装置中的任意一个输出车轮抱死信号，至少输出车轮抱死警报至上述人机交互界面。

本发明的另一方面还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，上述计算机可读指令在由处理器执行时实施如上述任意一项实施例所描述的应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

本发明的另一方面还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，上述计算机可读指令在由处理器执行时实施如上述任意一项实施例所描述的应用于制动系统的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

根据本发明的一方面所提供的应用于列车控制装置的诊断方法，通过结合列车牵引系统和制动系统两大系统的列车轴速度信号来对车轮是否抱死进行综合判断，因此，能够有效地提高抱死故障的判断准确性，提高抱死故障的判断效率，减少漏报和误报的可能。从而能够避免由于漏报或者报告不及时导致的列车车轮擦伤、行驶不可控的问题，并且也解决了由于误报抱死故障导致的车辆频繁紧急停车的问题。

本发明的另一方面所提供的应用于列车制动系统的诊断方法，通过进一步分析速度传感器的信号状态来减少误报抱死故障的可能，从而能够提高报出抱死故障的置信度。本发明的另一方面所提供的控制装置、系统具有可行性和实际有效性，具有推广价值。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了根据本发明的一方面所提供的列车控制装置的抱死故障的判断逻辑图。

图2示出了根据本发明的一方面所提供的基于牵引系统的速度异常的判断逻辑图。

图3示出了根据本发明的一方面所提供的制动系统的速度异常和抱死故障的判断逻辑图。

图4示出了根据本发明的一方面所提供的列车控制装置的结构示意图。

图5示出了根据本发明的一方面所提供的制动控制装置的结构示意图。

图6示出了根据本发明的一方面所提供的控制系统的结构示意图。

附图标记

100 列车控制装置

200 制动控制装置

110、210 处理器

120、220 存储器

300 牵引控制装置

400 交互界面

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

为了解决现有技术中，制动系统在进行抱死故障诊断时经常出现误报、导致列车频繁紧急停车的问题，本发明提供了一种应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死的诊断方法。请参考图1，图1示出了根据本发明的一方面所提供的列车控制装置的抱死故障的判断逻辑图。

如图1所示出的，列车控制装置对牵引系统上传的轴速度信号进行判断，判断高速列车的车轴是否存在速度异常。同时列车控制装置还用于接收到制动系统输出的轴速度异常信号。响应于基于牵引系统判断出列车的车轴速度异常，同时又接收到制动系统发出的对应车轴的轴速度异常信号，RS触发器触发输出抱死故障。

需要注意的是，在如图1所示出的实施例中，RS触发器触发输出抱死故障的条件还包括交互界面对应“抱死”切除的反，也就是，并没有驾驶员认为在交互界面上去选择抱死切除，也就是说，驾驶员还未对抱死故障进行处理。可以理解的是，交互界面对应抱死切除只有在驾驶员人为进行操作时才会置高，因此，默认情况下，交互界面对应抱死切除的反保持置高的常态。

在如图1所示出的实施例中，RS触发器触发输出抱死故障的条件还包括：与所述牵引系统之间的通讯异常且接收到制动系统输出的轴速度异常信号。

可以从图1所示出的复位优先的RS触发器来理解本发明的诊断方法的控制逻辑，即，当SET条件满足时，Q输出置1，之后即便SET条件不满足，Q输出仍然保持为1；当CLR条件满足时，Q输出置0。复位优先的意思是，当SET条件和CLR条件同时满足时，信任CLR条件，将Q输出置0。复位时复位相应的滤波计时器。

因此，在本发明的一方面所提供的诊断方法中，一旦触发了输出抱死故障，则会持续性地输出车轮抱死信号，直到满足复位条件中的任何一种。而复位条件则包括：经由交互界面接收到来自车辆驾驶员的抱死切除信号、接收到制动系统输出的异常复位信号(由于能够接收到异常复位信号，认为制动系统的通讯无异常)或者基于牵引系统输出的多个轴速度判断出高速列车处于制动工况，且判断出与制动系统之间的通讯异常。

请结合图2来理解本发明所提供的列车控制装置如何基于牵引系统所输出的轴速度来判断车轴速度异常。

可以理解的是，列车控制装置能够接收来自牵引系统输出的n轴(n根据车轴的数量一般为1-4)的轴速度，列车控制装置确定在同一时刻所接收到的多个轴速度中的最大轴速度Vmax，通过比较最大轴速度Vmax和对应轴的轴速度Vn来判断对应轴的轴速度Vn是否存在异常。

同样的，如图2所示出的，判断轴速度是否异常的逻辑可以通过复位优先的RS触发器来实现，即当SET条件满足，Q输出置1，之后即便SET条件不满足，Q输出仍然保持为1；当CLR条件满足时，Q输出置0。复位优先的意思是，当SET条件和CLR条件同时满足时，信任CLR条件，将Q输出置0。复位时复位相应的滤波计时器。

SET端的触发条件包括：

多个轴速度中的任意一个与最大轴速度之间的差值持续大于第一预设阈值超过第一预设时间，即Vmax-Vn≥50Km/h+0.3Vmax，持续2s以上；或者

最大轴速度持续大于第二预设阈值且多个轴速度中的任意一个持续小于第三预设阈值超过第一预设时间，即Vmax≥10km/h，Vn＜3km/h，持续2s以上。

在上述的实施例中，第一预设阈值可以是50Km/h+0.3Vmax，第二预设阈值可以是10km/h，第三预设阈值可以是3km/h。本领域技术人员可以根据不同的抱死导向要求设置对应的预设阈值，关于预设阈值的具体数值的设定不应不当地限制本发明的保护范围。在上述的实施例中第一预设时间为2S，可以理解的是，设置一个最小的持续时间，是为了防止由于数据传输噪声等原因所造成的速度突变。也就是说，通过设置第一预设时间，能够一定程度上降低抱死故障的灵敏度，从而防止出现误报抱死故障的问题。同时，设置类似于2s的预设时间，还是可以使得诊断方法在出现真正的抱死故障时能够及时判断出抱死故障，不会漏报或者晚报。

如图2所示出的，复位端的复位条件包括：

多个轴速度与最大轴速度之间的差值均持续小于第四预设阈值超过第二预设时间，即，Vmax-Vn＜4km/h，持续1s以上；或者

与牵引系统之间的通讯异常。

在上述的实施例中，第四预设阈值为4km/h，可以理解的是，本领域技术人员可以根据不同的要求设置对应的预设阈值，关于预设阈值的具体数值的设定不应不当地限制本发明的保护范围。在上述的实施例中，第二预设时间为1S，可以理解的是，设置小于第一预设之间的第二预设时间也是为了能够防止出现误报抱死故障的问题。

另外，在本发明所提供的诊断方法中，判断与牵引系统之间的通讯发生异常是通过判断所接收到的轴速度是否均为零。由于RS触发器只有在满足复位条件的时候才会复位，由于与牵引系统之间发生通讯异常并非判断出轴速度发生，根据图1的诊断逻辑，如果牵引系统在制动系统没有反馈轴速度异常的时候，是不会触发抱死故障的。而所有接收到的轴速度均为零显然又不满足Vmax-Vn＜4km/h，持续1s以上的复位条件，因此，需要额外设置“当牵引系统通讯异常”的复位条件。

虽然牵引系统通讯异常不能被认为是基于牵引系统所判断出的轴速度异常，但出现通讯异常则说明车辆处于不可控边缘，也就是存在抱死可能。因此，在如图1所示出的逻辑中，又重新将“牵引系统通讯异常”作为触发抱死故障的触发条件之一，从而使得整个诊断方法的逻辑完整无漏洞。也就是说，当基于牵引系统判断出n轴速度异常或者牵引系统通讯异常，说明从列车的牵引系统反馈出列车处于可能抱死的状态。

请参考图3来理解本发明的另一方面所提供的应用于高速列车制动系统的抱死故障的诊断方法。可以理解的是，在现有技术中，抱死故障的判断即由制动系统来执行。在本发明中，抱死故障的判断冗余地由列车控制装置和制动系统来执行，而为了防止误报抱死故障，制动系统输出轴速度异常信号给列车控制装置，只有在抱死故障的置信度极高的时候，才会一并输出抱死故障信号。

如图3所示出的，响应于所述高速列车没有处于制动工况且所述高速列车的最大轴速度大于第一预设阈值，即“列车处于牵引或惰行状态，且本车最大轴速≧10km/h”，进一步判断多个轴速度中的任意一个是否持续小于第二预设阈值超过所述第一预设时间，即，判断“某轴速度≤3km/h持续2秒以上，Y/N”，若否，则从制动系统认为车辆处于正常状态。若是，则输出轴速度异常信号至列车控制装置，也就是说，在图1所示出的实施例中，BCU上传n轴速度发电机断线故障被置高。

可理解的是，速度发电机是速度传感器的一种，供BCU用以采集速度。而BCU的速度传感器包括需要供电和不需要供电的两种，此实施例中的速度传感器需要BCU供电才能工作，因此称之为速度发电机。速度发电机存在防误报功能，即在检测到异常的轴速度后，否定自己所检测到的数据，不再输出速度信号，因此相当于速度发电机发生了断线故障。可以认为速度发电机断线对应的就是BCU检测到速度传感器采集的速度信号异常了。

在现有技术中，一旦BCU检测到速度发电机断线，则认为发生了车轮抱死，随即输出抱死故障信号，导致过多的抱死故障的误报。因此，在本发明所提供的实施例中，响应于存在速度发电机断线，是将断线信号即轴速度异常信号发送给列车控制装置，供列车控制装置结合牵引系统的数据综合判断是否发生抱死故障。以此来及时且准确地输出抱死故障。

虽然如此，在本发明所提供的实施例中，制动系统还是冗余地具有输出抱死故障的功能，即在抱死故障置信度极高的情况下直接输出抱死故障信号。

请参考图3，本发明所提供的应用于制动系统的诊断方法在响应于判断出存在轴速度异常后，还进一步判断反馈该异常轴速度的速度传感器的信号状态来决定是否需要直接输出抱死故障信号。

其中，速度传感器的信号状态包括轴速度瞬断和轴速度非瞬断。轴速度瞬断是指速度在一个采样周期内突然下降很大。而轴速度非瞬断是指速度以一定的幅度每采样周期慢慢下降。当出现轴速度非瞬断时，可以认为虽然速度发电机最终认为轴速度异常，但该异常并非速度发电机的误报，因为是逐渐递减的。

因此，当出现轴速度非瞬断的速度发电机的断线信号，即轴速度非瞬断的轴速度异常信号，可以认为车轮的确发生了抱死故障，因此，制动系统可以直接输出车轮抱死故障。

而当出现轴速度瞬断的速度发电机的断线信号，即轴速度瞬断的轴速度异常信号，由于存在速度发电机突发异常的可能，不同直接认为车轮发生抱死故障。在本发明所提供的实施例中，需要进一步判断经过第二预设时间后，速度传感器反馈的轴速度是否恢复异常，若恢复了，则认为是误报了轴速度异常，因此，需要输出异常恢复信号到列车控制装置，从而根据图1所示出的诊断逻辑，由列车控制装置输出的抱死故障亦被复位。

若经过一段时间后，速度传感器反馈的轴速度仍然没有恢复，则认为的确存在轴速度异常，此时，可以由制动系统直接输出车轮抱死故障。在如图3所示出的实施例中，上述的第二预设时间的设定还关联于最大轴速度，即当最大轴速度在50km/h以上时，第二预设时间为8s，当最大轴速度小于50km/h时，第二预设之间为10s，即轴速度越大，预设时间越短。

上述所设定的第二预设时间一方面能够防止制动系统出现误报抱死故障的问题，另一方面，由于列车需要保证制动安全，即使牵引系统并没有出现故障，但如果制动系统持续出现速度传感器的故障，处于制动安全的考虑，需要冗余地输出抱死故障信号来排除潜在的安全隐患。

可以理解的是，从列车控制系统的角度来看，如果真的存在车轮抱死故障，即使存在第二预设时间的延时，由于可以从牵引系统得到相关异常反馈，列车控制装置能够及时输出抱死故障来缩短抱死故障的判断时间。

可以认为，仅仅根据本发明的一方面所提供的应用于制动系统的车轮抱死故障的诊断方法，已经能够有效地改善误报抱死故障的问题，只是，可能会存在抱死故障延迟报告的风险。为了进一步使得抱死故障信号的输出既及时又准确，本发明提供了应用于列车控制装置的车轮抱死故障的诊断方法，通过综合牵引系统和制动系统的数据来诊断抱死故障。而结合应用于制动系统和应用于列车控制装置的车轮抱死故障的诊断方法，还能够具有冗余的故障抱死的诊断，从而极大地提高了故障抱死的诊断及时性和准确性，极大地保证了行车安全。

可以理解的是，当制动系统和列车控制装置中的任意一个输出车轮抱死信号，列车则会执行对应的动作来进行保护。上述对应的动作包括但不限于是列车紧急停车和输出抱死警报至交互界面，使驾驶员及时注意故障，及时处理故障。上述的列车紧急停车包括但不限于使车辆紧急制动和切除牵引。本发明侧重于判断出列车发生了抱死故障，关于输出车轮抱死信号后列车所执行的动作不应不当地限制本发明的保护范围。

据此，已经分别描述了本发明所提供的应用于列车控制装置和制动系统的高速列车车轮抱死的诊断方法。根据本发明的一方面所提供的应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死的诊断方法，通过结合列车牵引系统和制动系统两大系统的列车轴速度信号来对车轮是否抱死进行综合判断，因此，能够有效地提高抱死故障的判断准确性，提高抱死故障的判断效率，减少漏报和误报的可能。从而能够避免由于漏报或者报告不及时导致的列车车轮擦伤、行驶不可控的问题，并且也解决了由于误报抱死故障导致的车辆频繁紧急停车的问题。更具本发明的另一方面所提供的应用于列车制动系统的诊断方法，通过进一步分析速度传感器的信号状态来减少误报抱死故障的可能，从而能够提高报出抱死故障的置信度。

本发明的另一方面还提供了一种高速列车的列车控制装置，请参考图4，图4示出了列车控制装置的示意图。如图4所示，列车控制装置100包括处理器110和存储器120。上述控制装置100的处理器110在执行存储器120上存储的计算机程序时能够实现上述所描述的应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死的诊断方法，具体请参考上述关于应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死的诊断方法的描述，在此不再赘述。

本发明的另一方面还提供了一种制动控制装置，应用于高速列车的制动系统，请参考图5，图5示出了制动控制装置的示意图。如图5所示，制动控制装置200包括处理器210和存储器220。上述制动控制装置200的处理器210在执行存储器220上存储的计算机程序时能够实现上述所描述的应用于制动系统的高速列车车轮抱死的诊断方法，具体请参考上述关于应用于制动系统的高速列车车轮抱死的诊断方法的描述，在此不再赘述。

本发明的另一方面还提供了一种高速列车的控制系统，请参考图6，图6示出了上述控制系统的示意图。如图6所示出的，控制系统包括多个应用在各节车厢上的列车控制装置100、制动控制装置BCU200和牵引控制装置CI300。控制系统还包括交互界面HMI400，交互界面HMI400可以根据需要设置在驾驶员所在的车厢，而不用在每节车厢上都设置。

列车控制装置100可以分别与制动控制装置BCU200、牵引控制装置CI300和交互界面HMI400。其中，牵引控制装置CI300用以将牵引系统的车轴传感器所获取的轴速度信息传递给列车控制装置100。制动控制装置BCU200用以将制动系统的速度传感器所获取的轴速度异常信息传递给列车控制装置100，并且制动控制装置BCU200还能够直接输出抱死故障信号。响应于存在抱死故障信号的输出，交互界面HMI400用以根据需要将抱死故障报警信息对应地通过听觉或视觉与驾驶员进行交互，包括但不限于语音、音乐、文字、颜色等，从而能够提醒驾驶员及时处理抱死故障。

在上述的实施例中，可以理解的是，本发明所提供的高速列车车轮抱死故障的诊断方法应用于高速动车组，上述的控制系统可以是高速动车组网络控制系统即车辆信息控制系统(以下简称为MON系统)。其中的列车控制装置100可以是MON系统中对应车厢的终端装置。MON系统是分布式控制系统，采用集中采集、列车级控制和车辆级控制相结合的控制方式。列车级总线为光纤环网，采用ANSI/ATA-878.1(ARCNET)协议，且有控制指令备份传输的HDLC总线。车辆级总线是点对点的通信方式，对应车厢的终端装置采用HDLC光纤与牵引系统(牵引控制装置，以下简称为CI300)、制动系统(制动控制装置，以下简称为BCU200)连接。MON系统的中央控制装置向光纤环网的两个方向同时发送控制指令，并收集各车厢CI300、BCU200发给对应终端装置的数据用于逻辑诊断和控制。

在上述的实施例中，由于列车控制装置100和制动系统的制动控制装置BCU200均能够输出车轮抱死信号，响应于上述列车控制装置和上述制动控制装置中的任意一个输出车轮抱死信号，均可以通过光纤环网输出车轮抱死警报至上述人机交互界面。从而形成车轮抱死信号的冗余输出，保证车轮抱死警报能够及时地传递至交互界面，使得车辆驾驶员能够及时处理抱死故障。另外，响应于存在车轮抱死信号，列车控制系统还可以执行包括控制列车紧急停车等的操作，列车紧急停车的方式包括但不限于切除牵引和紧急制动。需要注意的是，具体的列车紧急停车的控制逻辑和实现方式不应不当地限制本发明的保护范围。

可以理解的是，根据本发明所提供的列车控制系统，综合了牵引和制动两大控制装置的数据进行抱死故障的判定，保证了诊断的可靠性。并且，这是由列车级控制系统参与的列车重大控制逻辑，有效解决了动车组运营中误报抱死故障的问题，保障了正常运营，填补了既有动车组在抱死逻辑控制方面的技术空白。此方案适用于高铁及城际列车领域，目前已在动车上验证其可行性及实际有效性，因此在其它列车领域具有一定的应用推广价值。

根据本发明的一方面所提供的应用于列车控制装置的诊断方法，通过结合列车牵引系统和制动系统两大系统的列车轴速度信号来对车轮是否抱死进行综合判断，因此，能够有效地提高抱死故障的判断准确性，提高抱死故障的判断效率，减少漏报和误报的可能。从而能够避免由于漏报或者报告不及时导致的列车车轮擦伤、行驶不可控的问题，并且也解决了由于误报抱死故障导致的车辆频繁紧急停车的问题。

本发明的另一方面所提供的应用于列车制动系统的诊断方法，通过进一步分析速度传感器的信号状态来减少误报抱死故障的可能，从而能够提高报出抱死故障的置信度。

本发明的另一方面所提供的控制装置、系统具有可行性和实际有效性，具有推广价值。

本发明还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时实现如上述应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。具体请参考上述关于应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的描述，在此不再赘述。

本发明还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时实现如上述应用于列车控制装置的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。具体请参考上述关于应用于制动系统的高速列车车轮抱死故障的诊断方法的描述，在此不再赘述。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法，应用于高速列车的列车控制装置，其特征在于，包括：

接收牵引系统输出的所述高速列车的多个轴速度，并基于所述牵引系统输出的多个轴速度判断所述高速列车的车轴是否速度异常；

判断是否接收到制动系统输出的轴速度异常信号；以及

响应于所述高速列车的车轴速度异常且接收到所述制动系统输出的对应车轴的轴速度异常信号，输出车轮抱死信号。

2.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，还包括：

判断与所述牵引系统之间的通讯是否异常；以及

响应于与所述牵引系统之间的通讯异常且接收到所述制动系统输出的轴速度异常信号，输出所述车轮抱死信号。

3.如权利要求1或2所述的诊断方法，其特征在于，输出所述车轮抱死信号进一步包括：

持续输出所述车轮抱死信号，直到

接收到来自车辆驾驶员的抱死切除信号；或

接收到所述制动系统输出的异常复位信号；或

基于所述牵引系统输出的多个轴速度判断出所述高速列车处于制动工况，且判断出与所述制动系统之间的通讯异常。

4.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，基于所述牵引系统输出的多个轴速度判断所述高速列车的车轴是否速度异常进一步包括：

确定所述多个轴速度中的最大轴速度；以及

响应于所述多个轴速度中的任意一个与所述最大轴速度之间的差值持续大于第一预设阈值超过第一预设时间，或

响应于所述最大轴速度持续大于第二预设阈值且所述多个轴速度中的任意一个持续小于第三预设阈值超过所述第一预设时间，判断所述高速列车的车轴速度异常。

5.如权利要求4所述的诊断方法，其特征在于，判断所述高速列车的车轴是否速度异常还包括：

响应于所述多个轴速度与所述最大轴速度之间的差值均持续小于第四预设阈值超过第二预设时间，或

响应于与所述牵引系统之间的通讯异常，复位所述高速列车的车轴为无速度异常。

6.如权利要求2或5所述的诊断方法，其特征在于，响应于所述高速列车的多个轴速度均为零，判断与所述牵引系统之间的通讯异常。

7.一种高速列车车轮抱死故障的诊断方法，应用于高速列车的制动系统，其特征在于，响应于所述高速列车没有处于制动工况且所述高速列车的最大轴速度大于第一预设阈值，所述诊断方法包括：

响应于所述高速列车的多个轴速度中的任意一个持续小于第二预设阈值超过所述第一预设时间，输出轴速度异常信号至所述高速列车的列车控制装置；以及

根据反馈该持续小于所述第一预设阈值的轴速度的速度传感器的信号状态输出异常复位信号至所述列车控制装置，或输出车轮抱死信号。

8.如权利要求7所述的诊断方法，其特征在于，响应于所述信号状态为轴速度非瞬断，输出所述车轮抱死信号。

9.如权利要求7所述的诊断方法，其特征在于，响应于所述信号状态为轴速度瞬断，进一步判断经过第二预设时间后，所述速度传感器反馈的轴速度是否恢复异常；其中

响应于恢复异常，输出所述异常复位信号；以及

响应于未恢复异常，输出所述车轮抱死信号。

10.一种高速列车的列车控制装置，其特征在于，所述列车控制装置包括：

存储器；以及

与所述存储器连接的处理器；其中

所述处理器配置为实施如权利要求1-6中任意一项所述高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

11.一种制动控制装置，应用于高速列车的制动系统，其特征在于，所述制动控制装置包括：

存储器；以及

与所述存储器连接的处理器；其中

所述处理器配置为实施如权利要求7-9中任意一项所述高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

12.一种高速列车的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

如权利要求10所述的列车控制装置；

如权利要求11所述的制动控制装置；

牵引系统的牵引控制装置；以及

人机交互界面；其中

所述列车控制装置根据所述牵引控制装置和所述制动控制装置输出的信号判断是否输出车轮抱死信号；以及

响应于所述列车控制装置和所述制动控制装置中的任意一个输出车轮抱死信号，至少输出车轮抱死警报至所述人机交互界面。

13.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时实施如权利要求1-6中任意一项所述高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

14.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时实施如权利要求7-9中任意一项所述高速列车车轮抱死故障的诊断方法的步骤。

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