CN113060053B - 双流制车辆的过分相区域控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆外部的电力牵引技术领域，具体涉及双流制车辆的过分相区域控制系统及方法，系统包括收信模块、处理模块、操作信标模块、定位模块、提示模块和使能信标模块，方法包括S1，根据车辆的实时位置判断是否即将进入分相区，若是，则发送出连续的过分相提示信息进行过分相提示；S2，接收让车辆预减载的使能信号，根据使能信号发送出与预减载切换指令；S3，收到地标信号时发送出过分相操作控制指令，并在过分相操作控制指令发送后停止过分相提示。本发明能够提前并一直进行提示，避免因疏忽造成过分相控制操作滞后。

Description

双流制车辆的过分相区域控制系统及方法

技术领域

本发明涉及用于车辆外部的电力牵引技术领域，具体涉及双流制车辆的过分相区域控制系统及方法。

背景技术

双流制车辆是指兼容两种不同电压的接触网供电的列车，例如列车运行过程中分别以直流1000V～1800V与交流17.5kV～31kV的接触网供电。在交流区段与直流区段的交界处需要设置分相区，以隔离开交流区段和直流区段。分相区是设置在交流区段内，且分相区两侧交流电的相位不同。目前，车辆过分相区的控制方式是，通过设置断电点以启动断开供电操作和设置通电点以启动连通供电操作，当车辆到达预设的断电点时断电，当车辆到达预设的通电点时连通供电。

使用上述过分相区控制方式时，若因疏忽造成错过预设的断电点或通电点时，会造成过分相区控制的滞后，影响车辆的过分相切换操作。

发明内容

本发明意在提供一种双流制车辆的过分相区域控制系统，以解决双流制车辆过分相区控制在疏忽时滞后的问题。

本方案中的双流制车辆的过分相区域控制系统，包括位于车辆上的收信模块、位于车辆上的处理模块和预设在分相区驶出侧的操作信标模块，收信模块接收操作信标模块的地标信号并发送至处理模块，处理模块根据地标信号发送出过分相操作控制指令；

还包括定位模块、提示模块和预设在分相区驶入侧的使能信标模块，定位模块监测车辆的实时位置并发送至处理模块，处理模块根据实时位置判断车辆是否即将进入分相区；当判断到车辆即将进入分相区时，处理模块向提示模块发送连续的过分相提示信息；使能信标模块向处理模块发送让车辆进行预减载的使能信号，收信模块接收使能信标模块的使能信号并发送至处理模块，处理模块收到使能信号后发送预减载切换指令，处理模块发送过分相操作控制指令后控制提示模块停止过分相提示。

本方案的有益效果是：

通过定位模块对车辆的实时位置进行定位，并判断是否即将进入分相区，若是，则让提示模块进行连续的过分相提示，对双流制车辆过分相区的控制进行提前提示，减少操作人员疏忽的情况产生；当收到使能信号时发送预减载切换指令并提示，在收到地标信号后发送过分相操作控制指令，在完成过分相控制后，停止提示模块的提示操作，在过分相区切换过程中一直进行提示，防止过分相控制因疏忽而滞后。

进一步，处理模块根据实时位置和车辆的行驶方向获取分相区的预设长度，处理模块根据预设长度和实时位置判断车辆是否即将进入分相区。

有益效果是：由于行驶环境的不同，在不同区域上或者不同行驶方向上的分相区的长度也会不同，此时根据预设长度和实时位置判断是否即将进入分相区，提高即将进入分相区判断准确性，让分相区的控制更准确。

进一步，处理模块根据实时位置与使能信标模块的预设位置计算距离值，处理模块在预设长度大于长度阈值且距离值小于距离阈值时判断车辆即将进入分相区，处理模块在预设长度小于长度阈值且距离值等于距离阈值时批判的车辆即将进入分相区。

有益效果是：在分相区的预设长度较大时，以较小的距离值时判断即将进入分相区，在分相区的预设长度较小时，以较大的距离值时判断即将进入分相区，避免提示时间太长。

双流制车辆的过分相区域控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，车辆行驶过程中，获取车辆的实时位置，并根据实时位置判断车辆是否即将进入分相区，当判断到车辆即将进入分相区时，发送出连续的过分相提示信息进行过分相提示；

步骤S2，接收让车辆预减载的使能信号，根据使能信号发送出与预减载切换指令；

步骤S3，当收到使能信号后再收到地标信号时，发送出过分相操作控制指令，过分相操作控制指令即让车辆重新加载的指令，让车辆的牵引系统重新进行牵引，并由处理模块在发送过分相操作控制指令后让提示模块停止过分相提示。

本方案的有益效果是：

先判断车辆是否即将进入分相区，若是，则进行连续的即将进入分相区的提示，通过接收使能信号触发发送使能信号进行车辆的预减载，通过接受地标信号再发送出过分相操作控制指令，在完成过分相操作控制指令发送后停止提示，能够提前并一直进行提示，避免因疏忽造成过分相控制操作滞后。

进一步，所述步骤S1中，根据车辆的实时位置和行驶方向获取分相区的预设长度，计算实时位置与使能信号发送的预设位置的距离值，在预设长度大于长度阈值且距离值小于距离阈值时判断车辆即将进入分相区，在预设长度小于长度阈值且距离值等于距离阈值时批判的车辆即将进入分相区。

有益效果是：获取分相区的预设长度，计算车辆实时位置与距离使能信号发射处的距离值，并根据预设长度和距离值判断是否即将进入分相区，提高提前提示的及时性，防止提示时间太长。

进一步，所述步骤S2还包括以下子步骤：

S2.1，当判断到即将进入分相区时，启动测量车辆的第一行驶里程值并实时获取第一行驶里程值，根据第一行驶里程值判断使能信号的使能理论位置，根据实时位置判断车辆是否到达使能理论位置，当到达使能理论位置时，启动预设时长的定时，当定时结束时未获取到使能信号，立刻发送出预减载切换指令；

S2.2，当获取到使能信号且实时位置未达到使能理论位置时，识别使能信号的使能位置，将使能理论位置与使能位置作差得到使能差值，将使能差值与差阈值进行对比，当使能差值小于阈值时，判断使能信号准确，发送出预减载切换指令，当使能差值大于阈值时，在实时位置为使能理论位置时发送出预减载切换指令。

有益效果是：判断所获取使能信号是否准确，提高分相区使能控制操作的准确性。

进一步，所述步骤S3还包括以下子步骤：

S3.1，在发送预减载切换指令，重新启动测量车辆的第二行驶里程值，根据第二行驶里程值判断地标信号的操作理论位置，当到达操作理论位置时，判断是否收到地标信号，启动预设时长的定时，当定时结束时未获取到地标信号，立刻发送出过分相操作控制指令；

S3.2，当获取到地标信号且实时位置未达到操作理论位置时，识别地标信号的地标位置，将操作理论位置与地标位置作差得到操作差值，将操作差值与差阈值进行对比，当操作差值小于阈值时，判断地标信号准确，发送出过分相操作控制指令，当操作差值大于阈值时，在实时位置为操作理论位置时发送出预减载切换指令。

有益效果是：对地标信号的可靠性进行判断，提高驶出分相区控制的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一双流制车辆的过分相区域控制系统的原理框图；

图2为本发明实施例一双流制车辆的过分相区域控制方法的流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

实施例一

双流制车辆的过分相区域控制系统，如图1所示：包括位于车辆上的收信模块、位于车辆上的处理模块、位于车辆上的定位模块、位于车辆上的提示模块、预设在分相区驶入侧的使能信标模块和预设在分相区边界处的操作信标模块，使能信标模块设置一个，使能信标模块发送出让车辆进行预减载的使能信号，预减载是指让车辆上牵引系统进入惰性的负载减载，操作信标模块设置一个，操作信标模块发送出让车辆重新加载的地标信号；收信模块接收操作信标模块的地标信号并发送至处理模块，收信模块可用现有的信标接收器，例如使能信标模块和操作信标模块可用现有的激光发信器，收信模块可用先用的激光接收器，或者使能信标模块和操作信标模块使用现有的电感线圈感应原理发送出相应的信号，收信模块通过无线接收使能信标模块和操作信标模块的输出信号，发送出的指令由车辆上的控制系统或牵引系统接收进行车辆控制。

定位模块监测车辆的实时位置并发送至处理模块，处理模块根据实时位置判断车辆是否即将进入分相区，具体为，处理模块根据实时位置和车辆的行驶方向获取分相区的预设长度，行驶方向可以直接从车辆上的控制系统直接获得，例如车辆的实时位置为A点且行驶方向为D方向的预设长度为100米，处理模块根据预设长度和实时位置判断车辆是否即将进入分相区；处理模块根据实时位置与使能信标模块的预设位置计算距离值，距离值的计算可以用现有两点距离计算公式，例如以经度和纬度表示实时位置和预设位置，根据经度和纬度的计算公式计算距离值，处理模块在预设长度大于长度阈值且距离值小于距离阈值时判断车辆即将进入分相区，处理模块在预设长度小于长度阈值且距离值等于距离阈值时批判的车辆即将进入分相区。

当判断到车辆即将进入分相区时，处理模块向提示模块发送连续的过分相提示信息，提示模块可用现有的声音播放器进行语音提示，收信模块接收使能信标模块的使能信号并发送至处理模块，处理模块收到使能信号后发送预减载切换指令，处理模块收到使能信号后再收到地标信号后发送过分相操作控制指令，处理模块发送过分相操作控制指令后控制提示模块停止提示。

基于上述双流制车辆的过分相区域控制系统的双流制车辆的过分相区域控制方法，以双流制车辆行驶通过分相区为例，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1，车辆行驶过程中，获取车辆的实时位置，并根据实时位置判断车辆是否即将进入分相区，当判断到车辆即将进入分相区时，发送出连续的过分相提示信息进行过分相提示；

步骤S1中判断是否进入分相区的具体过程中为，根据车辆的实时位置和行驶方向获取分相区的预设长度，计算实时位置与使能信号发送的预设位置的距离值，在预设长度大于长度阈值且距离值小于距离阈值时判断车辆即将进入分相区，在预设长度小于长度阈值且距离值等于距离阈值时批判的车辆即将进入分相区；

步骤S2，接收让车辆预减载的使能信号，根据使能信号发送出与预减载切换指令；

步骤S3，当收到使能信号后再收到地标信号时，发送出过分相操作控制指令，过分相操作控制指令即让车辆重新加载的指令，让车辆的牵引系统重新进行牵引，并由处理模块在发送过分相操作控制指令后让提示模块停止过分相提示。

本实施例一中，通过发送使能信号和地标信号依次触发进行车辆的过分相控制操作，在即将进入分相时，连续提示，在分相控制完成后再停止提示，避免因疏忽造成分相控制操作的滞后。

实施例二

与实施例一的区别是，双流制车辆的过分相区域控制系统，还包括位于车辆上的里程模块和定时模块，里程模块测量车辆在即将进入分相区后的第一行驶里程和进行预减载后的第二行驶里程，里程模块可直接从车辆的控制系统上获取，当判断到即将进入分相区时，处理模块根据第一行驶里程值判断使能信号的使能理论位置，例如根据预设的使能信号发送点确定使能理论位置，根据实时位置判断车辆是否到达使能理论位置，当到达使能理论位置时，处理模块向定时模块发送定时信号，定时模块根据定时信号启动预设时长的定时，当定时结束时，处理模块判断到未获取到使能信号时发送出预减载切换指令，当获取到使能信号且实时位置未达到使能理论位置时，处理模块识别使能信号的使能位置，例如根据信号中预设的标识位置的标识码进行识别，若无法识别到标识码对应的使能位置，以预设的限值为使能位置，如00，并将使能理论位置与使能位置作差得到使能差值，处理模块将使能差值与差阈值进行对比，当使能差值小于阈值时，处理模块判断使能信号准确，并发送出预减载切换指令，当使能差值大于阈值时，处理模块在实时位置为使能理论位置时发送出预减载切换指令发送。

处理模块根据第二行驶里程值测量判断地标信号的操作理论位置，当到达操作理论位置时，处理模块判断是否收到地标信号，处理模块向定时模块发送启动预设时长的定时，处理模块在定时结束时未获取到地标信号时立刻发送出过分相操作控制指令，处理模块获取到地标信号且实时位置未达到操作理论位置时识别地标信号的地标位置，并将操作理论位置与地标位置作差得到操作差值，处理模块将操作差值与差阈值进行对比，当操作差值小于阈值时，处理模块判断地标信号准确并发送出过分相操作控制指令，当操作差值大于阈值时，处理模块在实时位置为操作理论位置时发送出预减载切换指令。

双流制车辆的过分相区域控制方法中，步骤S2还包括以下子步骤：

S2.1，当判断到即将进入分相区时，启动测量车辆的第一行驶里程值并实时获取第一行驶里程值，根据第一行驶里程值判断使能信号的使能理论位置，根据实时位置判断车辆是否到达使能理论位置，当到达使能理论位置时，启动预设时长的定时，当定时结束时未获取到使能信号，立刻发送出预减载切换指令；

S2.2，当获取到使能信号且实时位置未达到使能理论位置时，识别使能信号的使能位置，将使能理论位置与使能位置作差得到使能差值，将使能差值与差阈值进行对比，当使能差值小于阈值时，判断使能信号准确，发送出预减载切换指令，当使能差值大于阈值时，在实时位置为使能理论位置时发送出预减载切换指令。

步骤S3还包括以下子步骤：

S3.1，在发送预减载切换指令，重新启动测量车辆的第二行驶里程值，根据第二行驶里程值判断地标信号的操作理论位置，当到达操作理论位置时，判断是否收到地标信号，启动预设时长的定时，当定时结束时未获取到地标信号，例如车辆行驶至操作理论位置2s后因操作信标模块损坏或其他原因而未收到地标信号时，立刻发送出过分相操作控制指令；

S3.2，当获取到地标信号且实时位置未达到操作理论位置时，例如车辆还未达到实时位置而收到类似地标信号的其他信号时，识别地标信号的地标位置，将操作理论位置与地标位置作差得到操作差值，将操作差值与差阈值进行对比，当操作差值小于阈值时，判断地标信号准确，发送出过分相操作控制指令，当操作差值大于阈值时，在实时位置为操作理论位置时发送出预减载切换指令。

由于车辆行驶速度较快，如果直接根据距离值来发送过分相操作控制指令，容易出现误差，且两个信标模块在发信后可能会受到环境中其他信号的混淆，例如在车辆进入分相区前收到经过其他物体反射后的激光信号，容易引起车辆在过分相时切换的误操作，导致车辆分相区操作控制的混乱。本实施例二通过对使能信号位置的预判并结合使能信号进行可靠性判断，提高根据使能信号判断使能位置的准确性，再在使能后，根据地标信号位置的预判并结合地标信号进行可靠性判断，将过分相控制指令进行准确发送，提高车辆通过过分相区域的概率。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.双流制车辆的过分相区域控制系统，包括位于车辆上的收信模块、位于车辆上的处理模块和预设在分相区驶出侧的操作信标模块，收信模块接收操作信标模块的地标信号并发送至处理模块，处理模块根据地标信号发送出过分相操作控制指令；其特征在于：还包括定位模块、提示模块和预设在分相区驶入侧的使能信标模块，定位模块监测车辆的实时位置并发送至处理模块，处理模块根据实时位置判断车辆是否即将进入分相区；当判断到车辆即将进入分相区时，处理模块向提示模块发送连续的过分相提示信息；使能信标模块向处理模块发送让车辆进行预减载的使能信号，收信模块接收使能信标模块的使能信号并发送至处理模块，处理模块收到使能信号后发送预减载切换指令，处理模块发送过分相操作控制指令后控制提示模块停止过分相提示；

还包括位于车辆上的里程模块和定时模块，里程模块测量车辆在即将进入分相区后的第一行驶里程，当判断到即将进入分相区时，处理模块根据第一行驶里程值判断使能信号的使能理论位置，根据实时位置判断车辆是否到达使能理论位置，当到达使能理论位置时，处理模块向定时模块发送定时信号，定时模块根据定时信号启动预设时长的定时，当定时结束时，处理模块判断到未获取到使能信号时发送出预减载切换指令，当获取到使能信号且实时位置未达到使能理论位置时，处理模块识别使能信号的使能位置，将使能理论位置与使能位置作差得到使能差值，处理模块将使能差值与差阈值进行对比，当使能差值小于阈值时，处理模块判断使能信号准确，并发送出预减载切换指令，当使能差值大于阈值时，处理模块在实时位置为使能理论位置时发送出预减载切换指令。

2.根据权利要求1所述的双流制车辆的过分相区域控制系统，其特征在于：处理模块根据实时位置和车辆的行驶方向获取分相区的预设长度，处理模块根据预设长度和实时位置判断车辆是否即将进入分相区。

3.根据权利要求2所述的双流制车辆的过分相区域控制系统，其特征在于：处理模块根据实时位置与使能信标模块的预设位置计算距离值，处理模块在预设长度大于长度阈值且距离值小于距离阈值时判断车辆即将进入分相区，处理模块在预设长度小于长度阈值且距离值等于距离阈值时批判的车辆即将进入分相区。

4.双流制车辆的过分相区域控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，车辆行驶过程中，获取车辆的实时位置，并根据实时位置判断车辆是否即将进入分相区，当判断到车辆即将进入分相区时，发送出连续的过分相提示信息进行过分相提示；

步骤S2，接收让车辆预减载的使能信号，根据使能信号发送出与预减载切换指令；

所述步骤S2还包括以下子步骤：

S2.1，当判断到即将进入分相区时，启动测量车辆的第一行驶里程值并实时获取第一行驶里程值，根据第一行驶里程值判断使能信号的使能理论位置，根据实时位置判断车辆是否到达使能理论位置，当到达使能理论位置时，启动预设时长的定时，当定时结束时未获取到使能信号，立刻发送出预减载切换指令；

S2.2，当获取到使能信号且实时位置未达到使能理论位置时，识别使能信号的使能位置，将使能理论位置与使能位置作差得到使能差值，将使能差值与差阈值进行对比，当使能差值小于阈值时，判断使能信号准确，发送出预减载切换指令，当使能差值大于阈值时，在实时位置为使能理论位置时发送出预减载切换指令；

步骤S3，当收到使能信号后再收到地标信号时，发送出过分相操作控制指令，过分相操作控制指令即让车辆重新加载的指令，并由处理模块在发送过分相操作控制指令后让提示模块停止过分相提示。

5.根据权利要求4所述的双流制车辆的过分相区域控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，根据车辆的实时位置和行驶方向获取分相区的预设长度，计算实时位置与使能信号发送的预设位置的距离值，在预设长度大于长度阈值且距离值小于距离阈值时判断车辆即将进入分相区，在预设长度小于长度阈值且距离值等于距离阈值时批判的车辆即将进入分相区。

6.根据权利要求5所述的双流制车辆的过分相区域控制方法，其特征在于：所述步骤S3还包括以下子步骤：

S3.1，在发送预减载切换指令，重新启动测量车辆的第二行驶里程值，根据第二行驶里程值判断地标信号的操作理论位置，当到达操作理论位置时，判断是否收到地标信号，启动预设时长的定时，当定时结束时未获取到地标信号，立刻发送出过分相操作控制指令；

S3.2，当获取到地标信号且实时位置未达到操作理论位置时，识别地标信号的地标位置，将操作理论位置与地标位置作差得到操作差值，将操作差值与差阈值进行对比，当操作差值小于阈值时，判断地标信号准确，发送出过分相操作控制指令，当操作差值大于阈值时，在实时位置为操作理论位置时发送出预减载切换指令。

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