CN112046553A - 一种控制减速器制动的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制减速器制动的方法，所述制动方法包括：判断车组是否进入减速器区段；当所述车组进入减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r进行l_f和l_r的比较，并根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动，直到所述车组离开减速器区段。本发明在车组溜放过程中，动态的计算和比较放头量和车组进入减速器区段的长度，根据l_f和l_r的比较结果计算控制减速器的动作，从而进一步调整放头量，避免了在一次性计算完放头量后，车组的速度发生了变化，而放头量没有做相应的调整而带来的风险。

Description

一种控制减速器制动的方法及系统

技术领域

本发明属于驼峰溜放车辆领域，特别涉及一种控制减速器制动的方法及系统。

背景技术

铁路编组站驼峰是地面上修筑得犹如骆驼峰背形状的小山丘，设计成适当的坡度，上面铺设铁路，利用车辆的重力和驼峰的坡度所产生的位能辅以机车推力来解体列车的一种调车设备。在进行驼峰调车作业时，先由调车机将车列推向驼峰，当最前面的车组接近峰顶时，提开车钩，这时就可以利用车辆自身的重力，顺坡自动溜放到编组场的预定线路上，从而可以大大提高调车作业的效率。在车组依靠自身重力的溜放过程中，为了保证安全和作业的要求，必须在一定地点设置减速器，根据需要对车组的溜行速度实行调节，使之符合运营要求。当车组进入减速器区段后，减速器可以在车组刚进入时就开始对制动，使车组的速度很早就降低到作业的要求，由于车组在减速器上运行的平均速度比较低，车组占用减速器区段的时间过长，从而影响驼峰的作业效率。

安装了减速器的驼峰场对车组的速度控制都采用的是放头拦尾制动法。所谓放头拦尾，指的是当减速器制动能力大于车组需要消耗的能量时，车组进入减速器之初可以先不加制动，即所谓“放头”，然后对车组剩下来的车辆进行制动，使车组离开减速器区段前，车组速度正好降低到计算设定值，即所谓“拦尾”。在“拦尾”的过程中，存在减速器对车组剩下来的车辆的制动力固定不变时，使车组离开减速器区段前，车组速度不能降低到计算设定值的问题。

因此，如何提供一种控制减速器制动的方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种控制减速器制动的方法及系统。

一种控制减速器制动的方法，所述制动方法包括：

判断车组是否进入减速器区段；

当所述车组进入所述减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较，再根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动，直到所述车组离开所述减速器区段。

进一步地，

所述动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r为：

周期性的计算所述车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r。

进一步地，

所述车组放头量l_f的模型为：

l_f：车组放头量的长度；l_c：车组总长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；H_j：减速器的制动能高；R：减速器的制动能高使用系数；g：重力加速度。

进一步地，

所述车组进入减速器区段的长度l_r的模型为：

l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度。

进一步地，

所述根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动包括：

比较所述车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r，

若l_r＜l_f时，继续动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r；

若l_r≥l_f时，减速器开始制动。

本发明还提供一种控制减速器制动的系统，所述系统包括检测模块和计算模块：

所述检测模块，用于判断车组是否进入减速器区段；

所述计算模块，用于在所述车组进入所述减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较，再根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动，直到所述车组离开所述减速器区段。

进一步地，

所述动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r为：

周期性的计算所述车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r。

进一步地，

所述车组放头量l_f的模型为：

l_f：车组放头量的长度；l_c：车组总长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；H_j：减速器的制动能高；R：减速器的制动能高使用系数；g：重力加速度。

进一步地，

所述车组进入减速器区段的长度l_r的模型为：

l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度。

进一步地，

所述根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动包括：

比较所述车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r，

若l_r＜l_f时，继续动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r；

若l_r≥l_f时，减速器开始制动。

本发明在车组溜放过程中，动态的计算和比较放头量和车组进入减速器区段的长度，根据l_f和l_r的比较结果计算控制减速器的动作，从而进一步调整放头量，避免了在一次性计算完放头量后，车组的速度发生了变化，而放头量没有做相应的调整而带来的风险。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出了本发明实施例中的驼峰溜放车辆的速度控制方法流程图；

图2示出了本发明实施例中的控制减速器制动的方法流程图；

图3示出了本发明实施例中的车组进入减速器区段长度小于车组放头量减速器未制动示意图；

图4示出了本发明实施例中的车组进入减速器区段长度大于车组放头量减速器开始制动示意图；

图5示出了采用放头拦尾制动法理论速度图；

图6示出了采用放头拦尾制动法实际速度图；

图7示出了本发明实施例中的驼峰溜放车辆的速度控制方法的速度图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

图1示出了本发明实施例中的驼峰溜放车辆的速度控制方法流程图。图2示出了本发明实施例中的控制减速器制动的方法流程图，如图2所示，检测车组是否进入减速器区段。

当所述车组进入减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较。

其中，本发明实施例中介绍了车组放头量确定方法，用于计算车组放头量l_f。进一步具体的，根据第一车组溜放参数，建立车组放头量l_f模型；

所述第一车组溜放参数包括：

车组总长度l_c；

作业要求的车组离开减速器区段时的速度V_out；

车组的重量比C；

减速器的制动能高H_j；

以及减速器的制动能高使用系数R，其中，0＜R＜1。

所述车组放头量l_f模型为：

其中，g为重力加速度。

获取车组溜放的当前速度V，根据所述当前速度V和所述车组放头量l_f模型，确定所述车组放头量l_f。即将车组当前速度V带入所述车组放头量l_f的模型：

其中，l_f：车组放头量的长度；l_c：车组总长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；H_j：减速器的制动能高；R：减速器的制动能高使用系数；g：重力加速度；

求得车组放头量l_f的数值，即确定了当前所述车组放头量l_f。

动态的计算放头量，并根据车组速度的变化调整放头量，避免了在一次性计算完放头量后，车组的速度发生了变化，而放头量没有做相应的调整而带来的风险。

在计算车组放头量l_f的公式中，减速器的制动能高H_j乘了一个减速器的制动能高使用系数R，减速器的制动能高使用系数R小于1。这样计算出的放头量会相应的减少，减速器会提前制动，从而增加制动距离，对于特殊车辆能有效地减小超速发生的概率；对于普通车辆，虽然放头量有所减少，但是在比较车组能高和减速器的制动能高的环节，会缓解减速器，能有效提高车组在减速器区段的平均速度，减少车组占用减速器区段的时间。

将车组当前速度V带入到所述车组进入减速器区段的长度l_r的模型：

l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度；

求得车组进入减速器区段的长度l_r的数值。

比较车组放头量l_f与车组进入减速器区段的长度l_r的大小。

根据l_f和l_r的比较结果判断减速器是否开启制动；

当l_r＜l_f时，动态计算车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较。其中，图3示出了本发明实施例中的车组进入减速器区段的长度小于车组放头量减速器未制动示意图。

当l_r≥l_f时，减速器开启制动。其中，图4示出了本发明实施例中的车组进入减速器区段的长度大于车组放头量减速器开始制动示意图。

如图1所示，若减速器开启制动，检测车组是否离开减速器区段。

若车组没有离开减速器区段，动态计算车组能高H_c，并与获取的减速器制动能高H_j进行能高比较。

其中，本发明实施例中还介绍了车组能高的确定方法，用于计算车组能高H_c。进一步具体的，根据第二车组溜放参数，建立车组能高H_c模型；

所述第二车组溜放参数包括：

车组总长度l_c；

车组进入减速器区段的长度l_r；

作业要求的车组离开所述减速器区段时的速度V_out；

以及车组的重量比C；

所述车组进入减速器区段的长度l_r为：

其中，V为所述车组的当前速度；

所述车组能高H_c模型为：

其中，g为重力加速度。

获取车组溜放的当前速度V，根据所述当前速度V和所述车组能高H_c模型，确定所述车组能高H_c。即将计算所得车组进入减速器区段的长度l_r以及车组的当前速度V带入到所述车组能高H_c的模型：

l_c：车组总长度；l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；g：重力加速度；

即可求得车组能高H_c，即确定了当前所述车组能高H_c。

所述能高的比较结果包括：

H_c＞H_j，即车组能高大于减速器制动能高，说明减速器对车组的实际制动能高小于减速器的理论能高，减速器需要维持制动；

H_c=H_j，即车组能高等于减速器制动能高，说明减速器对车组的实际制动能高等于减速器的理论能高，减速器需要维持制动；

H_c＜H_j，即车组能高小于减速器制动能高，说明减速器对车组的实际制动能高大于减速器的理论能高，为了防止减速器的频繁制动，因此设置一定余量，设余量为A，A为常数，因此当H_c＜H_j，且H_c＜H_j-A，即车组能高小于减速器制动能高减去余量A时，减速器才开始缓解，车组匀速运行直到H_c=H_j时，减速器再次制动。

根据能高的比较结果调整减速器的制动状态，直到所述车组离开减速器区段；

当H_c≥H_j时，减速器维持制动；

当H_c＜H_j，且H_c＜H_j-A时，减速器缓解，所述车组匀速运行直到H_c=H_j时，减速器再次制动。

周期性的检测车组是否离开减速器区段，若车组没有离开减速器区段，计算当前车组能高H_c，比较车组能高H_c和减速器能高H_j，根据能高的比较结果调整减速器的制动状态，直到所述车组离开减速器区段。

由此可以看出，在减速器对车辆的制动过程中，实时比较车组能高和减速器制动能高之间的关系，当车组能高低于减速器制动能高一定数值时，缓解减速器，使车组不再降速，直到车组能高再次大于减速器能高时，再次制动减速器，这样可以缩短勾车占用减速器区段的时间，提高车组在减速器区段的平均速度，同时也提高了减速器对车组的控制精度。

所述动态计算车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较，为了更好的效果，可以周期性的计算所述车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较。

所述动态计算车组能高H_c后与获取的减速器制动能高H_j进行能高比较，为了更好的效果，可以周期性的计算车组能高H_c后与获取的减速器制动能高H_j进行能高比较。

示例性的，可以采用100ms为一个周期。

图5示出了采用放头拦尾制动法理论速度图，图6示出了采用放头拦尾制动法实际速度图，实际应用中，由于减速器对车组的实际制动能高大于减速器理论制动能高，车组的减速度比理论计算值大，车组速度过早的降低到作业要求的速度值，车组占用减速器区段时间长。

图7示出了本发明实施例中的驼峰溜放车辆的速度控制方法的速度图。由于减速器对车组的实际制动能高大于减速器理论制动能高，车组速度下降过快，在减速器制动过程，当车组能高小于减速器的能高时，减速器缓解，车组匀速运动，直到车组能高大于等于减速器能高时，减速器再次制动，能有效减少车组占用减速器区段的时间。

综上所述，本发明在车组溜放过程中，通过提前制动减速器，增加制动距离，对于特殊车辆能有效地减小超速发生的概率，通过动态计算车组能高，并与减速器的制动能高进行比较，来动态调控减速器的动作，有效提高车组通过减速器区段的平均速度，从而提高驼峰作业效率。

本发明还提供一种控制减速器制动的系统，所述系统包括检测模块和计算模块：

所述检测模块，用于判断车组是否进入减速器区段；

所述计算模块，用于在所述车组进入所述减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较，再根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动，直到所述车组离开所述减速器区段；

所述动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r为：

周期性的计算所述车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r；

所述车组放头量l_f的模型为：

l_f：车组放头量的长度；l_c：车组总长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；H_j：减速器的制动能高；R：减速器的制动能高使用系数；g：重力加速度。

所述车组进入减速器区段的长度l_r的模型为：

l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度；

所述根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动包括：

比较所述车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r，

若l_r＜l_f时，继续动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r；

若l_r≥l_f时，减速器开始制动。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种控制减速器制动的方法，其特征在于，所述制动方法包括：

判断车组是否进入减速器区段；

当所述车组进入所述减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较，再根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动，直到所述车组离开所述减速器区段。

2.根据权利要求1所述的控制减速器制动的方法，其特征在于，

所述动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r为：

周期性的计算所述车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r。

3.根据权利要求1或2任一所述的控制减速器制动的方法，其特征在于，所述车组放头量l_f的模型为：

l_f：车组放头量的长度；l_c：车组总长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；H_j：减速器的制动能高；R：减速器的制动能高使用系数；g：重力加速度。

4.根据权利要求1或2任一所述的控制减速器制动的方法，其特征在于，所述车组进入减速器区段的长度l_r的模型为：

l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度。

5.根据权利要求1所述的控制减速器制动的方法，其特征在于，

所述根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动包括：

比较所述车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r，

若l_r＜l_f时，继续动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r；

若l_r≥l_f时，所述减速器开始制动。

6.一种控制减速器制动的系统，其特征在于，所述系统包括检测模块和计算模块：

所述检测模块，用于判断车组是否进入减速器区段；

所述计算模块，用于在所述车组进入所述减速器区段后，动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r并进行l_f和l_r的比较，再根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动，直到所述车组离开所述减速器区段。

7.根据权利要求6所述的控制减速器制动的系统，其特征在于，

所述动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r为：

周期性的计算所述车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r。

8.根据权利要求6或7任一所述的控制减速器制动的系统，其特征在于，所述车组放头量l_f的模型为：

l_f：车组放头量的长度；l_c：车组总长度；V：车组的当前速度；V_out：作业要求的车组离开减速器区段时的速度；C：车组的重量比；H_j：减速器的制动能高；R：减速器的制动能高使用系数；g：重力加速度。

9.根据权利要求6或7任一所述的控制减速器制动的系统，其特征在于，所述车组进入减速器区段的长度l_r的模型为：

l_r：车组进入减速器区段的长度；V：车组的当前速度。

10.根据权利要求6所述的控制减速器制动的系统，其特征在于，

所述根据l_f和l_r的比较结果控制减速器的制动包括：

比较所述车组放头量l_f和所述车组进入减速器区段的长度l_r，

若l_r＜l_f时，继续动态计算车组放头量l_f和车组进入减速器区段的长度l_r；

若l_r≥l_f时，所述减速器开始制动。

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