CN113844489B - 一种无人警惕紧急制动的控制系统及控制方法 - Google Patents

一种无人警惕紧急制动的控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人警惕紧急制动的控制系统及控制方法，涉及具有列车管控制的轨道车辆控制领域。本发明通过设置与列车本身的制动机并行的紧急制动执行单元，实现无人警惕紧急制动的安全执行。无人警惕紧急制动控制指令的触发和执行完全冗余，当列车控制单元未能正确响应无人警惕紧急制动指令时，制动控制单元可以通过监控列车管的压力，以监控无人警惕紧急制动的执行状态，并及时补充控制指令。同时紧急制动执行单元的隔离状态和列车管压力状态可以实时监控，极大的提升了列车运行的安全性。

Description

一种无人警惕紧急制动的控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及具有列车管控制的轨道车辆控制系统，特别是一种无人警惕紧急制动的控制系统及控制方法。
背景技术
轨道车辆出于运行安全考虑，设置了车辆无人警惕装置，用于实时监测车辆操作司机的工作状态。当无人警惕装置检测到车辆司机在一段时间内未进行对应的响应操作时，将会触发分级控制动作：首先进行声光提示信息报警，若司机在一段时间内仍未进行对应的响应操作，无人警惕装置将输出紧急制动指令至车辆控制系统使车辆停车，以确保车辆的行车安全。
现有技术的无人警惕紧急制动触发方案为：无人警惕装置将紧急制动指令发送至制动控制单元，制动控制单元接收到无人警惕紧急制动指令后，输出紧急制动指令由车辆制动机排空列车管压力执行紧急制动。
现有技术方案依赖于车辆制动机的可靠工作，缺乏更加安全的冗余系统和控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种无人警惕紧急制动的控制系统及控制方法，以保证车辆在无人警惕触发紧急制动时能够安全执行无人警惕紧急制动指令，确保车辆运行安全。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种无人警惕紧急制动的控制系统，包括无人警惕装置，列车控制单元，制动控制单元，所述无人警惕装置与所述制动控制单元电连接。所述无人警惕紧急制动的控制系统还包括至少一个紧急制动执行单元，所述紧急制动执行单元包括压力开关、电磁阀以及气动活塞阀。
所述电磁阀与所述气动活塞阀并联在列车管与大气之间；仅当所述电磁阀导通，所述气动活塞阀导通。所述压力开关的第一端串联在所述电磁阀的输入端与列车管之间，所述压力开关的第二端端与所述制动控制单元电连接。所述列车控制单元的输出端与所述制动控制单元的输出端并联接入所述电磁阀的控制端，且所述电磁阀的控制端与所述制动控制单元的输出端之间接有第一开关。所述无人警惕装置与所述列车控制单元电连接，所述列车控制单元用于控制所述紧急制动执行单元。所述制动控制单元用于实时监测列车管的压力，并在压力异常时追加控制指令以排空列车管气体。
当所述无人警惕装置的无人警惕紧急制动指令发送至所述列车控制单元和所述制动控制单元，列车控制单元优先控制所述电磁阀导通，同时所述气动活塞阀导通，加速排空列车管压力。同时，所述制动控制单元通过所述压力开关的反馈实时监测列车管的压力，当压力异常，则追加制动指令至车辆制动机与紧急制动执行单元，否则制动控制单不输出制动指令。所述紧急制动执行单元与列车自有的制动机并行，互为冗余，能够保证了无人警惕紧急制动的安全执行。
具体地，所述控制指令包括向所述紧急制动执行单元输出的控制指令、向车辆制动机输出的紧急制动指令或/和最大常用制动指令。
具体地，所述压力异常具体为：所述制动控制单元在收到无人警惕紧急制动指令后，在2s内所述压力开关采集的压力不低于280kPa。
具体地，所述气动活塞阀包括活塞缸与阀门，所述活塞缸包括第一输入端和第二输入端，所述阀门包括第三输入端与输出端；所述第三输入端连接所述列车管，所述输出端连接大气。所述第一输入端与所述第二输入端串联在所述压力开关的第一端与列车管之间，当所述第一输入端压力大于所述第二输入端，所述活塞缸充气移动，导通所述第三输入端与所述输出端。所述气动活塞阀可加速列车管内的气体排出，使得整个系统能够快速响应无人警惕紧急制动信号。
具体地，还包括隔离塞门，所述隔离塞门串联在所述第二输入端与所述压力开关的第一端之间，所述隔离塞门的控制端与所述列车控制单元电连接。当所述电磁阀出现故障，可通过所述隔离塞门将所述电磁阀隔离，以免影响所述列车的正常运行。
具体地，包括两个所述紧急制动执行单元，两个所述紧急制动执行单元并联。两个所述紧急制动执行单元互为冗余，进一步保证了无人警惕紧急制动的安全执行。
基于同一个技术构思，提供一种无人警惕紧急制动的控制方法，包括以下步骤：
S1，所述无人警惕装置同时发送无人警惕紧急制动指令至所述列车控制单元和所述制动控制单元；
S2，列车控制单元输出电信号控制所述电磁阀导通；同时，所述制动控制单元实时监测列车管的压力，并判断压力是否异常，若是，进入步骤S3，若否则继续实时监测列车管的压力；
S3，所述制动控制单元追加控制指令以排空列车管气体。
步骤S2中，所述电磁阀导通则所述气动活塞阀导通，加速排空列车管内气体。上述控制方法可以保证无人警惕紧急制动的安全执行。
具体地，所述控制指令包括向所述紧急制动执行单元输出的控制指令、向车辆制动机输出的紧急制动指令或/和最大常用制动指令。
具体地，所述压力异常具体为：所述制动控制单元在收到无人警惕紧急制动指令后，在2s内所述压力开关采集的压力不低于280kPa。
具体地，所述隔离塞门关闭后，所述列车控制单元输出信息提示至司机显示屏，告知司机所述紧急制动执行单元已被隔离。当所述电磁阀出现故障，可通过所述隔离塞门将所述电磁阀隔离，以免影响所述列车的正常运行。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明通过设置与列车本身的制动机并行的紧急制动执行单元，实现无人警惕紧急制动的安全执行。无人警惕紧急制动控制指令的触发和执行完全冗余，当列车控制单元未能正确响应无人警惕紧急制动指令时，制动控制单元可以通过监控列车管的压力，以监控无人警惕紧急制动的执行状态，并及时补充控制指令。同时紧急制动执行单元的隔离状态和列车管压力状态可以实时监控，极大的提升了列车运行的安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例的紧急制动执行单元与列车管的连接示意图。
图2为本发明一实施例的无人警惕紧急制动的控制系统的电连接示意图。
图3为本发明一实施例的无人警惕紧急制动的控制系统的控制方法流程图。
其中，A为第一紧急制动执行单元，B为第二紧急制动执行单元，A1为第一电磁阀，B1为第二电磁阀，A2为第一压力开关，B2为第二压力开关，A3为第一隔离塞门，B3为第二隔离塞门，A4为第一气动活塞阀，B4为第二气动活塞阀，A4-a为第一活塞缸，A4-b为第一阀门，B4-a为第二活塞缸，B4-b为第二阀门，A4-1与B4-1均为第一输入端，A4-2与B4-2均为第二输入端，A4-3与B4-3均为第三输入端，A4-4与B4-4均为缩孔，K1为第一开关的线圈，C1为第一触点，C2为第二触点。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明一实施例的无人警惕紧急制动的控制系统包括无人警惕装置，列车控制单元，制动控制单元，第一紧急制动执行单元A和第二紧急制动执行单元B。
如图1所示，所述第一紧急制动执行单元A包括第一气动活塞阀A4，第一隔离塞门A3，第一压力开关A2和第一电磁阀A1。
如图1所示，所述第一气动活如图1与图2所示，所述第一隔离塞门A3的输入端连接列车管，所述第一隔离塞门A3的输出端与所述第一电磁阀A1的输入端相连，所述第一电磁阀A1的输出端连接大气，所述第一隔离塞门A3的控制端与所述列车控制单元电连接，所述列车控制单元的输出端与所述制动控制单元的输出端并联接入所述第一电磁阀A1的控制端，所述第一电磁阀A1与所述制动控制单元之间接有第一触点C1，所述制动控制单元可通过控制第一线圈K1来控制所述第一触点C1的开闭，所述第一线圈K1失电时，所述第一触点C1断开。
所述第一压力开关A2的第一端串联在所述第一电磁阀A1的输入端与所述第一隔离塞门A3的输出端之间，以采集所述第一电磁阀A1的输入端与所述第一隔离塞门A3的输出端之间的压力，所述第一压力开关A2的第二端与所述制动控制单元电连接，以向所述列车控制单元反馈采集到的压力。所述第一压力开关A2的整定值为280kPa。
塞阀A4包括第一活塞缸A4-a与第一阀门A4-b。所述第一活塞缸A4-a包括第一输入端A4-1和第二输入端A4-2，所述第一阀门A4-b包括第三输入端A4-3与输出端。
如图1与图2所示，所述第三输入端A4-3连接所述列车管，所述第一阀门A4-b的输出端连接大气。所述第一输入端A4-1与所述第二输入端A4-2串联在所述第一隔离塞门A3的输入端与列车管之间，连接所述第一输入端A4-1与所述第二输入端A4-2的气路在所述第一输入端A4-1与所述第二输入端A4-2之间设有缩孔A4-4，所述缩孔A4-4的管径小于其两端的气路管径，当所述第一电磁阀A1导通，则列车管内的气体迅速由所述第一输入端A4-1向所述第二输入端A4-2冲出至所述第一电磁阀A1，此时所述第一输入端A4-1的压力大于所述第二输入端A4-2，气体经所述第一输入端进入所述第一活塞缸A4-a导致其向上移动，此时所述第三输入端A4-3与所述输出端，列车管内的气体可经所述第一阀门A4-b排出至大气。所述第一阀门A4-b的口径较大，因此可加速列车管内的气体排出，使得整个系统能够快速响应无人警惕紧急制动信号。
如图1所示，所述第二紧急制动执行单元B包括第二气动活塞阀B4，第二隔离塞门B3，第二压力开关B2和第二电磁阀B1。
如图1与图2所示，所述第二隔离塞门B3的输入端连接列车管，所述第二隔离塞门B3的输出端与所述第二电磁阀B1的输入端相连，所述第二电磁阀B1的输出端连接大气，所述第二隔离塞门B3的控制端与所述列车控制单元电连接，所述列车控制单元的输出端与所述制动控制单元的输出端并联接入所述第二电磁阀B1的控制端，所述第二电磁阀B1与所述制动控制单元之间接有第二触点C2，所述制动控制单元可通过控制第一线圈K1来控制所述第二触点C2的开闭，所述第一线圈K1失电时，所述第二触点C2断开。所述第二压力开关B2的第一端串联在所述第二电磁阀B1的输入端与所述第二隔离塞门B3的输出端之间，以采集所述第二电磁阀B1的输入端与所述第二隔离塞门B3的输出端之间的压力，所述第二压力开关B2的第二端与所述制动控制单元电连接，以向所述列车控制单元反馈采集到的压力。所述第二压力开关B2的整定值为280kPa。
如图1所示，所述第二气动活塞阀B4包括第二活塞缸B4-a与第二阀门B4-b。所述第二活塞缸B4-a包括第一输入端B4-1和第二输入端B4-2，所述第二阀门B4-b包括第三输入端B4-3与输出端。
如图1与图2所示，所述第三输入端B4-3连接所述列车管，所述第二阀门B4-b的输出端连接大气。所述第一输入端B4-1与所述第二输入端B4-2串联在所述第二隔离塞门B3的输入端与列车管之间，连接所述第一输入端B4-1与所述第二输入端B4-2的气路在所述第一输入端B4-1与所述第二输入端B4-2之间设有缩孔B4-4，所述缩孔B4-4的管径小于其两端的气路管径，当所述第二电磁阀B1导通，则列车管内的气体迅速由所述第一输入端B4-1向所述第二输入端B4-2冲出至所述第二电磁阀B1，此时所述第一输入端B4-1的压力大于所述第二输入端B4-2，气体经所述第一输入端进入所述第二活塞缸B4-a导致其向上移动，此时所述第三输入端B4-3与所述输出端，列车管内的气体可经所述第二阀门B4-b排出至大气。所述第二阀门B4-b的口径较大，因此可加速列车管内的气体排出，使得整个系统能够快速相应执行所述无人警惕紧急制动信号。
如图1与图2所示，所述第一电磁阀A1的控制端与所述第二电磁阀B1的控制端并联，所述第一触点C1与所述第二触点C2并联，所述第一压力开关A2的第二端与所述第二压力开关B2的第二端并联接入所述制动控制单元，所述第一隔离塞门A3的控制端与所述第二隔离塞门B3的控制端并联。所述第一紧急制动执行单元A和所述第二紧急制动执行单元B并联且互为冗余，进一步保证了无人警惕紧急制动的安全执行。
如图2所示，所述无人警惕装置与所述制动控制单元以及所述列车控制单元均电连接以发送无人警惕紧急制动信号。
如图3所示，当无人警惕装置检测到车辆司机在一段时间内未进行对应的响应操作时，所述制动控制单元输出紧急制动指令至车辆制动机的同时，本发明一实施例的无人警惕紧急制动的控制系统的控制方法包括以下步骤：
S1，所述无人警惕装置同时发送无人警惕紧急制动指令至所述列车控制单元和所述制动控制单元；
S2，列车控制单元输出电信号使得所述第一线圈失电，所述第一触点与所述第二触点断开，所述第一电磁阀或/和所述第二电磁阀失电导通，所述第一气动活塞阀导通，最终排空列车管气体；同时，所述制动控制单元实时监测列车管的压力，并判断在接收到无人警惕紧急制动指令后的2s内，所述第一压力开关和所述第二压力开关采集的压力是否异常，即压力是否高于280KPa，若是，进入步骤S3，若否则继续实时监测列车管的压力；
S3，所述制动控制单元输出控制指令至所述第一紧急制动执行单元和第二紧急制动执行单元，具体实现方式为：所述制动控制单元输出低电平，使得所述第一线圈失电，所述第一触点与所述第二触点断开，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀失电导通，所述第一气动活塞阀和所述第二气动活塞阀导通，以排空列车管的气体。同时，所述制动控制单元和向车辆制动机输出紧急制动指令和最大常用制动指令，制动机将同时动作以加速排空列车管的气体。
所述第一/二电磁阀正常使用的情况下，所述第一/二隔离塞门导通，当所述第一/二电磁阀出故障，通过所述列车控制单元，可控制所述第一/二隔离塞门闭合，隔离所述第一/二紧急制动执行单元，以保证列车的正常运行。同时，所述列车控制单元输出信息提示至司机显示屏，告知司机所述第一/二紧急制动执行单元已被隔离。以提醒司机提高警惕，并在停车时检修所述第一/二电磁阀的故障。

Claims (10)

1.一种无人警惕紧急制动的控制系统，包括无人警惕装置，列车控制单元，制动控制单元，所述无人警惕装置与所述制动控制单元电连接；其特征在于，还包括至少一个紧急制动执行单元，所述紧急制动执行单元包括压力开关、电磁阀以及气动活塞阀；
所述电磁阀与所述气动活塞阀并联在列车管与大气之间；仅当所述电磁阀导通，所述气动活塞阀导通；
所述压力开关的第一端串联在所述电磁阀的输入端与列车管之间，所述压力开关的第二端与所述制动控制单元电连接；
所述列车控制单元的输出端与所述制动控制单元的输出端并联接入所述电磁阀的控制端，且所述电磁阀的控制端与所述制动控制单元的输出端之间接有第一开关；
所述无人警惕装置与所述列车控制单元电连接；
所述列车控制单元用于控制所述紧急制动执行单元；
所述制动控制单元用于实时监测列车管的压力，并在压力异常时追加控制指令以排空列车管气体。
2.如权利要求1所述的无人警惕紧急制动的控制系统，其特征在于，所述控制指令包括向所述紧急制动执行单元输出的控制指令、向车辆制动机输出的紧急制动指令或/和最大常用制动指令。
3.如权利要求1所述的无人警惕紧急制动的控制系统，其特征在于，所述压力异常具体为：所述制动控制单元在收到无人警惕紧急制动指令后，在2s内所述压力开关采集的压力不低于280kPa。
4.如权利要求1所述的无人警惕紧急制动的控制系统，其特征在于，所述气动活塞阀包括活塞缸与阀门，所述活塞缸包括第一输入端和第二输入端，所述阀门包括第三输入端与输出端；所述第三输入端连接所述列车管，所述阀门的输出端连接大气；所述第一输入端与所述第二输入端串联在所述压力开关的第一端与列车管之间，当所述第一输入端压力大于所述第二输入端，所述活塞缸充气移动，导通所述第三输入端与所述阀门的输出端。
5.如权利要求4所述的无人警惕紧急制动的控制系统，其特征在于，还包括隔离塞门，所述隔离塞门串联在所述第二输入端与所述压力开关的第一端之间，所述隔离塞门的控制端与所述列车控制单元电连接。
6.如权利要求1～5任一所述的无人警惕紧急制动的控制系统，其特征在于，包括两个所述紧急制动执行单元，两个所述紧急制动执行单元并联。
7.一种无人警惕紧急制动的控制方法，基于如权利要求6所述的无人警惕紧急制动的控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1，所述无人警惕装置同时发送无人警惕紧急制动指令至所述列车控制单元和所述制动控制单元；
S2，列车控制单元输出电信号控制所述电磁阀导通；同时，所述制动控制单元实时监测列车管的压力，并判断压力是否异常，若是，进入步骤S3，若否则继续实时监测列车管的压力；
S3，所述制动控制单元追加控制指令以排空列车管气体。
8.如权利要求7所述的无人警惕紧急制动的控制方法，其特征在于，所述控制指令包括向所述紧急制动执行单元输出的控制指令、向车辆制动机输出的紧急制动指令或/和最大常用制动指令。
9.如权利要求7所述的无人警惕紧急制动的控制方法，其特征在于，所述压力异常具体为：所述制动控制单元在收到无人警惕紧急制动指令后，在2s内所述压力开关采集的压力不低于280kPa。
10.如权利要求7～9任一所述的无人警惕紧急制动的控制方法，其特征在于，所述气动活塞阀包括活塞缸与阀门，所述活塞缸包括第一输入端和第二输入端，所述阀门包括第三输入端与输出端；所述第三输入端连接所述列车管，所述阀门的输出端连接大气；所述第一输入端与所述第二输入端串联在所述压力开关的第一端与列车管之间，当所述第一输入端压力大于所述第二输入端，所述活塞缸充气移动，导通所述第三输入端与所述阀门的输出端；所述无人警惕紧急制动的控制系统还包括隔离塞门，所述隔离塞门串联在所述第二输入端与所述压力开关的第一端之间，所述隔离塞门的控制端与所述列车控制单元电连接；所述隔离塞门关闭后，所述列车控制单元输出信息提示至司机显示屏，告知司机所述紧急制动执行单元已被隔离。
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