CN112722001A - 一种有轨电车的道岔控制系统、方法及有轨电车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种有轨电车的道岔控制系统、方法及有轨电车，所述道岔控制系统包括执行机构、电流检测单元和过渡接触网。在有轨电车的受电弓与过渡接触网接触后，电流检测单元可以检测到有轨电车的总用电流，并将总用电流发送给执行机构，执行机构根据总用电流的大小控制道岔是否进行变换，相比于传统地铁的电动控制模式的道岔控制模式，采用本申请的技术方案可以省去价格昂贵的信号系统，大大降低了有轨电车的建设成本，且去了司机室信号设备，使司机室可用空间得到显著提升；同时省去了传统地铁线路中的应答器等信号设备，使运营线路更简化，需要进行运营维护的设备数量减少，维护周期减少，维护成本大大降低。

Description

一种有轨电车的道岔控制系统、方法及有轨电车

技术领域

本发明涉及铁路工程技术领域，尤其是涉及一种有轨电车的道岔控制系统、方法及有轨电车。

背景技术

有轨电车是一种公共交通工具，是一种在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆，亦称路面电车。为了满足交通需求，一般会建设有轨电车或地铁以缓解交通压力，由于有轨电车的建设成本要远低于地铁的建设成本，因此很多用户一般会建设有轨电车以压缩成本。

目前，大多数有轨电车的道岔变换方法基本沿用了传统地铁的电动控制模式，需要匹配一套完整的信号系统，通过信号系统的遥控操作、电气锁闭等来向轨旁道岔控制执行机构发送指令，进而实现道岔的变换。但是，信号系统价格昂贵，导致建设成本较高。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种有轨电车的道岔控制系统、方法及有轨电车，用于降低建设成本。

本申请第一方面提供一种有轨电车的道岔控制系统，所述系统包括执行机构、电流检测单元和过渡接触网；

所述电流检测单元，用于有轨电车的受电弓与所述过渡接触网接通后，检测所述有轨电车的总用电流，将所述总用电流发送给所述执行机构；其中，所述总用电流为牵引系统的电流值、中压交流负载的电流值、空调系统的电流值与低压用电负载的电流值之和；

所述执行机构，用于判断所述总用电流的值是否大于预设阈值，若是，则控制道岔进行变换；若否，则保持道岔当前状态。

可选的，所述系统还包括司控器手柄状态检测单元，用于检测司控器手柄的位置；其中，当所述司控器手柄处于惰行位置时，所述牵引系统的电流值降低；当所述司控器手柄处于满级位置时，所述牵引系统的电流值增加。

可选的，所述系统还包括处理单元，用于当检测第一控件具有输入时，控制逆变器的中压交流输出短时中断，以使所述中压交流负载的电流值降低。

可选的，所述处理单元，还用于当检测所述第一控件具有输入时，控制所述空调系统减少负载，以使所述空调系统的电流值降低。

可选的，所述处理单元，还用于当检测第二控件具有输入，且所述司控器手柄处于惰行位置时，控制所述牵引系统强行开通斩波桥臂，以使所述牵引系统的电流值增加。

可选的，所述处理单元，还用于获取第三控件的输入并发送给所述执行机构；

所述执行机构，还用于若所述总用电流的值大于所述预设阈值时，则根据所述第三控件的输入控制道岔进行变换，所述第三控件的输入包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向为不同的方向。

本申请第二方面提供一种有轨电车的道岔控制方法，所述方法包括：

有轨电车的受电弓与所述过渡接触网接通后，检测所述有轨电车的总用电流；其中，所述总用电流为牵引系统的电流值、中压交流负载的电流值、空调系统的电流值与低压用电负载的电流值之和；

判断所述总用电流的值是否大于预设阈值，若是，则控制道岔进行变换；若否，则保持道岔当前状态。

本申请第三方面提供一种有轨电车，包括前述第一方面任意一项所述的道岔控制系统。

相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：

本申请提供一种有轨电车的道岔控制系统、方法及有轨电车，所述道岔控制系统包括执行机构、电流检测单元和过渡接触网。在有轨电车的受电弓与过渡接触网接触后，电流检测单元可以检测到有轨电车的总用电流，并将总用电流发送给执行机构，执行机构根据总用电流的大小控制道岔是否进行变换，相比于传统地铁的电动控制模式的道岔控制模式，采用本申请的技术方案可以省去价格昂贵的信号系统，大大降低了有轨电车的建设成本，且省去了司机室信号设备，使司机室可用空间得到显著提升；同时省去了传统地铁线路中的应答器等信号设备，使运营线路更简化，需要进行运营维护的设备数量减少，维护周期减少，维护成本大大降低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制系统的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1是本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制系统的示意图。该道岔控制系统包括执行机构100、电流检测单元200和过渡接触网300。

所述电流检测单元200，用于有轨电车的受电弓与所述过渡接触网接通后，检测所述有轨电车的总用电流，将所述总用电流发送给所述执行机构；其中，所述总用电流为牵引系统的电流值、中压交流负载的电流值、空调系统的电流值与低压用电负载的电流值之和。

所述执行机构100，用于判断所述总用电流的值是否大于预设阈值，若是，则控制道岔进行变换；若否，则保持道岔当前状态。

为了本申请实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合图2和图3以一个实施例对本申请实施例提供的道岔控制系统进行说明。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制系统的示意图。

在道岔前设置一段检测区间，过渡接触网300位于检测区间内，当有轨电车行驶至检测区间时，有轨电车的受电弓不再与线路接触网400接通，而是和过渡接触网300接通。过渡接触网300与线路接触网400通过一段导线连接在一起，在该导线上串联电流检测单元200。

有轨电车的总用电流Ia从线路接触网400由导线流向过渡接触网300，然后通过与过渡接触网300连接的受电弓流向列车。通过电流检测单元200可以用于检测有轨电车的总用电流Ia。其中，总用电流Ia为牵引系统的电流值Ia1、中压交流负载的电流值Ia2、空调系统的电流值Ia3与低压用电负载的电流值Ia4之和，即Ia＝Ia1+Ia2+Ia3+Ia4。

作为一种可能实现方式，电流检测单元200包括电流传感器，用于检测总用电流。例如，线路接触网400和过渡接触网300通过一段导线连接，该段导线穿过电流传感器，当总用电流Ia从线路接触网400通过导线流向过渡接触网300时电流传感器可以获得总用电流Ia的电流值。

在电流检测单元200获得有轨电车的总用电流Ia后，将总用电流Ia发送给执行机构100。

执行机构100通过总用电流Ia的变化控制道岔进行变换。具体地，当执行机构100判断如果总用电流Ia大于预设阈值，则控制道岔进行变换，若否，则保持道岔当前状态。

本申请提供一种有轨电车的道岔控制系统，包括执行机构、电流检测单元和过渡接触网。在有轨电车的受电弓与过渡接触网接触后，电流检测单元可以检测到有轨电车的总用电流，并将总用电流发送给执行机构，执行机构根据总用电流的大小控制道岔是否进行变换，相比于传统地铁的电动控制模式的道岔控制模式，采用本申请的技术方案可以省去价格昂贵的信号系统，大大降低了有轨电车的建设成本；同时省去了传统地铁线路中的应答器等信号设备，使运营线路更简化，需要进行运营维护的设备数量减少，维护周期减少，维护成本大大降低。

传统地铁的信号系统包括车载设备和地面设备，车载设备大部分安装在司机室，但是车载设备体积较大，导致司机室内空间变小。本申请的技术方案在司机室内安装相应的控件取代车载设备，从而不仅可以扩大司机室的空间，还能进一步降低有轨电车的建设成本。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种有轨电车的道岔控制系统的示意图。

作为一种可能的实现方式，所述系统还包括司控器手柄状态检测单元400，用于检测司控器手柄的位置。对于牵引系统，有轨电车行进过程中，司控器手柄变换到牵引位置或制动位置后，牵引电流Ia1的值就会急剧变大，从而控制有轨电车前进或停止。司控器手柄变换到惰行位置后，牵引电流Ia1的值就会变小，最后趋于为0。所以可以通过改变司控器手柄的位置状态改变有轨电车的总用电流值，若司控器手柄状态检测单元400检测到司控器手柄处于惰行位置时，牵引系统的电流值降低；当司控器手柄处于满级位置时，所述牵引系统的电流值增加。其中，满级位置为司控器手柄处于制动位置或牵引位置。

作为一种可能的实现方式，所述系统还包括处理单元500，处理单元500用于检测各个控件是否具有输入，并根据输入内容进行相应的处理。当有轨电车想要保持道岔的当前状态不变时，可以通过第一控件发送保持道岔的当前状态不变的信号，使有轨电车的总用电流的值降低；当有轨电车想要进行道岔变换时，可以通过第二控件发送控制道岔进行变换的信号，使有轨电车的总用电流的值增加。下面分别进行介绍。

第一种：保持道岔当前状态。

当有轨电车想要保持道岔的当前状态不变时，可以通过第一控件发送保持道岔的当前状态不变的信号，使有轨电车的总用电流的值降低。

作为一种可能的实现方式，处理单元500当检测第一控件具有输入时，第一控件的输入可以是控制逆变器的中压交流输出短时中断，以使中压交流负载的电流值降低。对于各类中压交流负载，其供电均由有轨电车上的辅助变流器提供，当辅助变流器接收到处理单元500发送的第一控件的输入指令时，控制逆变器的中压交流输出短时中断，保证整车中压交流负载的电流值Ia2大幅降低，由于Ia＝Ia1+Ia2+Ia3+Ia4，从而总用电流Ia降低，进而可以实现总用电流低于预设阈值，则保持道岔当前状态。

作为一种可能的实现方式，处理单元500当检测第一控件具有输入时，第一控件的输入可以是控制空调系统减少负载，以使空调系统的电流值降低。对于空调系统，当接收到处理单元500发送的第一控件的输入指令时，控制空调系统进行减载操作，例如关闭一部分空调的压缩机，使空调系统的总功率减低，从而保证空调系统的电流值Ia3大幅降低，由于Ia＝Ia1+Ia2+Ia3+Ia4，从而总用电流Ia降低，进而可以实现总用电流低于预设阈值，则保持道岔当前状态。

需要说明的是，对于低压用电负载，由于该部分负载种类繁多，且用电功率较小，可以不对低压用电负载的电流Ia4进行调整。

作为一种可能的实现方式，可以将上述降低牵引系统的电流值Ia1、降低中压交流负载的电流值Ia2、降低空调系统的电流值Ia3的方式进行叠加，从而保证降载之后的总用电流(Ia＝Ia1+Ia2+Ia3+Ia4)＜预设阈值，进而保证道岔不会变换。

第二种：控制道岔进行变换。

当有轨电车想要控制道岔进行变换时，可以通过第二控件发送变化道岔的信号，使有轨电车的总用电流的值增加。对于有轨电车来说，牵引系统对总用电流的影响最大，牵引系统负责整车的牵引动力，因此，当需要进行道岔变换时，通过增大牵引系统的电流值Ia1即可保证整车总用电流Ia＞预设阈值，其中增大牵引系统的电流值Ia1可通过如下两种方式实现：

(1)当司控器手柄状态检测单元400检测司控器手柄的位置处于满级位置时，此时牵引系统对应输出较大的牵引电流Ia1，由于Ia＝Ia1+Ia2+Ia3+Ia4，从而总用电流Ia增加，进而可以实现总用电流大于预设阈值，则控制道岔进行变换。

(2)当司控器手柄状态检测单元400检测司控器手柄处于惰行位置时，且处理单元500检测第二控件具有输入时，处理单元500向牵引系统发送道岔变换指令，牵引系统强行开通斩波桥臂，从而产生一个较大的牵引电流Ia1，以使所牵引系统的电流值Ia1增加，由于Ia＝Ia1+Ia2+Ia3+Ia4，从而总用电流Ia增加，进而可以实现总用电流大于预设阈值，则控制道岔进行变换。

对道岔进行变换时，还需要确定道岔变换的方向，可以通过第三控件实现对道岔变换方向的确定。具体地，处理单元500获取第三控件的输入，并将其发送给执行机构100。第三控件的输入可以包括第一方向和第二方向，第一方向和第二方向为不同的方向，例如第一方向为向有轨电车的左侧行驶，第二方向为向有轨电车的右侧行驶。第三控件的输入还可以包括第三方向或第四方向等，例如第三方向为向有轨电车的左侧斜上的方向行驶，第四方向为向有轨电车的右侧斜上的方向行驶等。

执行机构100在接收处理单元500发送的第三控件的输入后，若总用电流值Ia大于预设阈值时，则根据第三控件的输入控制道岔进行变换，例如控制道岔向有轨电车的左侧进行变换、控制道岔向有轨电车的右侧进行变换等。

采用上述的技术方案，在有轨电车的设计时无需考虑车载信号设备，简化了有轨电车的设计，节省了建设成本，也可以缩短有轨电车的设计周期。同时，由于车载信号设备绝大部分安装在司机室，占用了大量空间，省去了车载设备后，增大了司机室的操作空间。

本申请实施例除了提供有轨电车的道岔控制系统外，还提供了有轨电车的道岔控制方法，如图4所示，包括：

S401：有轨电车的受电弓与所述过渡接触网接通后，检测所述有轨电车的总用电流。

其中，所述总用电流为牵引系统的电流值、中压交流负载的电流值、空调系统的电流值与低压用电负载的电流值之和；

S402：判断所述总用电流的值是否大于预设阈值，若是，则执行S403；若否，则执行S404。

S403：控制道岔进行变换。

S404：保持道岔当前状态。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

检测司控器手柄的位置；其中，当所述司控器手柄处于惰行位置时，所述牵引系统的电流值降低；当所述司控器手柄处于满级位置时，所述牵引系统的电流值增加。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

当检测第一控件具有输入时，控制逆变器的中压交流输出短时中断，以使所述中压交流负载的电流值降低。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

当检测所述第一控件具有输入时，控制所述空调系统减少负载，以使所述空调系统的电流值降低。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

当检测第二控件具有输入，且所述司控器手柄处于惰行位置时，控制所述牵引系统强行开通斩波桥臂，以使所述牵引系统的电流值增加。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

获取第三控件的输入并发送给所述执行机构；

所述执行机构，还用于若所述总用电流的值大于所述预设阈值时，则根据所述第三控件的输入控制道岔进行变换，所述第三控件的输入包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向为不同的方向。

本申请提供一种有轨电车的道岔控制方法，在有轨电车的受电弓与过渡接触网接触后，电流检测单元可以检测到有轨电车的总用电流，并将总用电流发送给执行机构，执行机构根据总用电流的大小控制道岔是否进行变换，相比于传统地铁的电动控制模式的道岔控制模式，采用本申请的技术方案可以省去价格昂贵的信号系统，大大降低了有轨电车的建设成本；同时省去了传统地铁线路中的应答器等信号设备，使运营线路更简化，需要进行运营维护的设备数量减少，维护周期减少，维护成本大大降低。

为了本领域技术人员更加清楚本申请的技术方案，下面以一个场景实施例对本申请提供的道岔控制方法进行说明。

情况一：道岔不需要变换。

有轨电车行驶至道岔前，根据运营线路需求，司机判断不需要进行道岔变换时，限制有轨电车的车速，例如为5km/h，使有轨电车可以在道岔完成控制之前，有轨电车的受电弓一直与过渡接触网接通。此时司控器手柄的位置为惰行位置，无需关注第三控件，使第一控件具有输入，从而使有轨电车的总用电流减小，当执行机构检测到总用电流小于阈值时，确保道岔不发生变换。

情况二：道岔需要变换。

有轨电车行驶至道岔前，根据运营线路需求，司机判断需要进行道岔变换时，通过设置第三控件的输入设置道岔的变换方向，接下来的变换道岔可通过下面两种模式中的任意一种实现：

(1)司控器手柄的位置为惰行位置，以使司机能够关注道岔变换情况，而不是手忙脚乱无法完成道岔变换，使第二控件具有输入，从而使有轨电车的总用电流增大，当执行机构检测到总用电流大于阈值时，确保道岔根据第三控件的输入进行对应的变化。

(2)限制有轨电车的车速，例如为5km/h，使有轨电车可以在道岔完成控制之前，有轨电车的受电弓一直与过渡接触网接通。司控器手柄位于满级位置，从而使有轨电车的总用电流增大，当执行机构检测到总用电流大于阈值时，确保道岔根据第三控件的输入进行对应的变化。

本申请实施例还提供一种有轨电车，包括上述任意一种道岔控制系统。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种有轨电车的道岔控制系统，其特征在于，所述系统包括执行机构、电流检测单元和过渡接触网；

所述电流检测单元，用于有轨电车的受电弓与所述过渡接触网接通后，检测所述有轨电车的总用电流，将所述总用电流发送给所述执行机构；其中，所述总用电流为牵引系统的电流值、中压交流负载的电流值、空调系统的电流值与低压用电负载的电流值之和；

所述执行机构，用于判断所述总用电流的值是否大于预设阈值，若是，则控制道岔进行变换；若否，则保持道岔当前状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括司控器手柄状态检测单元，用于检测司控器手柄的位置；其中，当所述司控器手柄处于惰行位置时，所述牵引系统的电流值降低；当所述司控器手柄处于满级位置时，所述牵引系统的电流值增加。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括处理单元，用于当检测第一控件具有输入时，控制逆变器的中压交流输出短时中断，以使所述中压交流负载的电流值降低。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理单元，还用于当检测所述第一控件具有输入时，控制所述空调系统减少负载，以使所述空调系统的电流值降低。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理单元，还用于当检测第二控件具有输入，且所述司控器手柄处于惰行位置时，控制所述牵引系统强行开通斩波桥臂，以使所述牵引系统的电流值增加。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理单元，还用于获取第三控件的输入并发送给所述执行机构；

所述执行机构，还用于若所述总用电流的值大于所述预设阈值时，则根据所述第三控件的输入控制道岔进行变换，所述第三控件的输入包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向为不同的方向。

7.一种有轨电车的道岔控制方法，其特征在于，所述方法包括：

有轨电车的受电弓与所述过渡接触网接通后，检测所述有轨电车的总用电流；其中，所述总用电流为牵引系统的电流值、中压交流负载的电流值、空调系统的电流值与低压用电负载的电流值之和；

判断所述总用电流的值是否大于预设阈值，若是，则控制道岔进行变换；若否，则保持道岔当前状态。

8.一种有轨电车，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的道岔控制系统。

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