CN113844497B - 一种动力集中电动车组及其火警联锁控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力集中电动车组及其火警联锁控制方法与系统，通过贯穿母线将整个电动车组的各火灾监控系统与增设的报警装置、火情触发装置连接起来，当任一火灾监控系统监测到火情时，不仅控制该火灾监控系统对应的报警器报警，还控制动力车内的报警装置发出报警，同时在司机室显示屏上显示火情发生的位置，以便司机根据报警装置的报警和显示屏上显示的位置信息确定火情，并及时处理火情，避免了火情继续扩大，降低了火情影响，实现了司机室与拖车/控制车火情的同步监控，避免了动力车与拖车/控制车的火灾监控采用不同系统而导致信息不同步或报警滞后的问题。

Description

一种动力集中电动车组及其火警联锁控制方法与系统

技术领域

本发明属于轨道交通领域，尤其涉及一种动力集中电动车组及其火警联锁控制方法与系统。

背景技术

目前，我国高速铁路发展迅速，动力集中电动车组已于2019年1月正式上线。人们对动车组的可靠性和安全性的需求越来越高。为了能够及时地发现电动车组动力车、拖车、控制车上可能存在的火灾，现有动力集中动车组中，动力车、拖车和控制车均布置有火灾监控系统，每个火灾监控系统均包括火灾控制装置、火灾探测器以及火情报警器，火灾控制装置根据对应的火灾探测器采集的火情信号判断是否存在火情，当存在火情时控制对应的火情报警器发出警报，但是动力车的火情采用6A系统中的防火监控子系统来监控，拖车或控制车的火情采用旅客系统中的火灾监控系统来监控，即动力车与拖车/控制车的火灾监控系统是相互独立的，机客车分离式火情报警方式需要依赖乘务员与司机之间的相互沟通，无法直接将拖车或控制车的火情信号第一时间传输给司机室，导致火情信息不同步或报警滞后的问题，也无法对火情信息进行有效判定。

另外，为了便于理解，对本发明中的名称或缩写进行解释：

6A系统是指机车车载安全防护系统，是针对机车的制动系统、防火、高压绝缘、列车供电、走行部、视频等危及安全的重要部件，采用实时检测、监视、报警并实现网络传输、统一固态存储和智能人机界面，整体研究设计而形成平台化的安全防护装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力集中电动车组及其火警联锁控制方法与系统，以克服现有动力车与拖车/控制车的火灾监控系统相互独立，司机室无法第一时间获取拖车/控制车的火情信息，导致司机室与火情发生车的火情信息不同步或滞后的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种动力集中电动车组火警联锁控制方法，在动力车增设火情触发装置和报警装置，拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统均通过贯穿母线与所述火情触发装置连接，所述火情触发装置与所述报警装置连接，由火情触发装置、报警装置、各火灾监控系统以及贯穿母线构成火警安全环路，所述控制方法包括：

正常情况下所述火警安全环路全部投入使用，当拖车、控制车或动力车中任一火灾监控系统监测到火情信号时，向所述贯穿母线输出电平信号，通过所述电平信号激活所述贯穿母线，并控制所述火情触发装置动作，输出报警信号，控制所述报警装置以及该火灾监控系统对应的报警器发出警报，实现司机室与拖车/控制车火情的同步监控。

进一步地，在所述拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统与所述贯穿母线之间均设有隔离装置，所述控制方法还包括：

当某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障时，断开对应的隔离装置，保证其余拖车、控制车或动力车的火灾监控系统正常监测到火情信号。

进一步地，在某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障的同时，该火灾监控系统对应的隔离装置发生故障，根据该火灾监控系统的故障类型屏蔽该火灾监控系统的火情信号或屏蔽所有火灾监控系统的火情信号，保证电动车组的正常运行。

进一步地，所述控制方法还包括：根据每个火灾监控系统中各传感器的反馈信息或与列车控制单元握手信号判断某火灾监控系统是否发生软件故障，如果发生软件故障，则屏蔽该火灾监控系统的火情信号；如果未发生软件故障，且该火灾监控系统监测到火情信号时，则按照正常情况下的控制逻辑控制所述火情触发装置动作，输出报警信号。

进一步地，所述火情触发装置还与列车控制单元连接，所述控制方法还包括：所述报警信号通过列车控制单元传输给司机室显示屏，以便司机室获知火情位置，再结合报警装置的警报更有效地对火情进行判断、处理。

进一步地，当所述动力车单独运行时，通过所述隔离装置控制该动力车的火灾监控系统是否投入至火警安全环路中，该火警安全环路是由火情触发装置、报警装置、动力车的火灾监控系统以及贯穿母线。

本发明还提供一种动力集中电动车组火警联锁控制系统，包括设于动力车的火情触发装置和报警装置，拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统均通过贯穿母线与所述火情触发装置连接，所述火情触发装置与所述报警装置连接；由火情触发装置、报警装置、各火灾监控系统以及贯穿母线构成火警安全环路；

当某个火灾监控系统监测到火情信号时，动力车火灾监控系统的控制器根据该火情信号向所述贯穿母线输出电平信号，通过所述电平信号激活所述贯穿母线，并控制所述火情触发装置动作，输出报警信号，控制所述报警装置以及该火灾监控系统对应的报警器发出警报，实现司机室与拖车/控制车火情的同步监控。

进一步地，在所述拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统与所述贯穿母线之间均设有隔离装置；当某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障时，动力车火灾监控系统的控制器断开对应的隔离装置。

进一步地，所述火情触发装置为继电器。

本发明还提供一种动力集中电动车组，包括如上所述的动力集中电动车组火警联锁控制系统。

有益效果

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所提供的一种动力集中电动车组及其火警联锁控制方法与系统，通过贯穿母线将整个电动车组的各火灾监控系统与增设的报警装置、火情触发装置连接起来，当任一火灾监控系统监测到火情时，不仅控制该火灾监控系统对应的报警器报警，还控制动力车内的报警装置发出报警，以便司机根据报警装置的报警及时获取火情信息，实现司机室与拖车/控制车火情的同步监控，避免了动力车与拖车/控制车的火灾监控采用不同系统而导致信息不同步或报警滞后的问题，使司机室更有效地进行火情判断；

在各火灾监控系统与贯穿母线之间增设隔离装置，当单节车火灾监控系统出现故障时，通过隔离装置隔离故障火灾监控系统，避免了故障火灾监控系统对整列车火情监控的影响，保证其余火灾监控系统正常监测；

火情触发装置与列车控制单元连接，在司机室显示屏上显示火情发生的位置，以便司机及时确定火情，并及时处理火情，避免了火情继续扩大，降低了火情影响；

该控制方法与系统，在不改变原有电路的基础上，增设报警装置、火情触发装置以及贯穿母线实现动力车、拖车以及控制车火情的同步监控，易于操作和实现，贯穿母线进行信号传输，提高了信号传输的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明实施例中动力集中电动车组火警联锁控制系统电路图，其中6A柜中的触点用于断开整个火警安全环路；

图2是本发明实施例中动力集中电动车组火警联锁控制系统结构框图；

图3是本发明实施例中不同控制模式切换图。

其中，1-继电器线圈，2-贯穿母线，3-动力车火灾监控系统与贯穿母线之间的隔离开关。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

为了便于描述，动力车、拖车/控制车的火情监控系统统称为火灾监控系统，实际上，动力车的火灾监控系统为6A系统中的防火监控子系统，拖车/控制车的火灾监控系统为旅客系统中的火灾报警系统。

本实施例所提供的一种动力集中电动车组火警联锁控制方法，在动力车增设火情触发装置和报警装置，拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统均与新增的DC110V贯穿母线连接，DC110V贯穿母线与火情触发装置连接，火情触发装置与报警装置连接，由火情触发装置、报警装置、各火灾监控系统以及DC110V贯穿母线构成火警安全环路，如图1和2所示。对于整个电动车组(整车模式)，该控制方法包括三种控制模式，即投入控制模式、切除控制模式以及自动控制模式，如图3所示。

对于投入控制模式，正常情况下火警安全环路全部投入使用，即整个火警安全环路无故障，当拖车、控制车或动力车中任一火灾监控系统监测到火情信号时，动力车火灾监控系统的控制器根据该火情信号向贯穿母线输出电平信号(高电平或低电平)，通过电平信号激活贯穿母线，并控制火情触发装置动作，输出报警信号，根据该报警信号控制动力车内的报警装置发出报警，该火灾监控系统对应的报警器也发出警报，实现了司机室与拖车/控制车火情的同步监控。

火情触发装置还与列车控制单元连接，投入控制模式还包括：报警信号通过列车控制单元传输给司机室显示屏，以便司机室获知火情位置，再结合报警装置的警报更有效地对火情进行判断、处理。

如图2所示，贯穿母线将动力车、拖车以及控制车的火灾监控系统连接起来，并构成监控环路，火情触发装置并联于监控环路，火情触发装置再与报警装置、列车控制单元连接。本实施例中，火情触发装置为继电器，继电器的线圈并联于监控环路内，继电器的常闭触点与报警装置串接；当动力车火灾监控系统的控制器根据火情信号向贯穿母线发出电平信号时，贯穿母线失电，继电器的线圈失电，继电器的常闭触点断开，向报警装置发出报警信号，报警装置根据报警信号发出警报，同时向列车控制单元发出报警信号，司机室显示屏再根据报警信号显示火情信息，司机根据司机室显示屏显示的火情信息以及报警装置发出的报警信号有效判断火情发生的位置、无需与乘务员沟通即可第一时间获取火情信息，实现了司机室与拖车/控制车火情的同步监控，从而达到火警信息联锁的目的。

本实施例中，动力车火灾监控系统的控制器通过WTB线缆向贯穿母线输出电平信号。

为了避免各火灾监控系统故障导致误报，在拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统与贯穿母线之间均设有隔离装置，切除控制模式为：当某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障时，通过断开该火灾监控系统对应的隔离装置来切断该火灾监控系统与贯穿母线之间的连接，保证其余拖车、控制车或动力车的火灾监控系统正常监测到火情信号，如图3所示。本实施例中，隔离装置包括隔离开关，通过隔离开关隔离单节车的报警器报警，解决了单节车的误报问题。在切除控制模式下，某火灾监控系统发生硬件故障，可以是单个火灾监控系统故障，也可以是多个火灾监控系统故障，当多个火灾监控系统故障时，断开每个故障火灾监控系统对应的隔离装置。

本实施例中，火灾监控系统的硬件故障包括但不限于误报、网络通讯故障以及硬件结构故障等，例如，当报警装置发出警报和/或司机室显示屏显示火情信息时，人工巡查确认是否有火情存在，如果没有火情存在，属于误报，则操作隔离装置，使该火灾监控系统与贯穿母线断开，切除该火灾监控系统，避免了该火灾监控系统故障误报而影响动力集中电车组的运用。

当故障火灾监控系统对应的隔离装置也存在故障时，通过隔离装置无法切除该故障火灾监控系统，切除控制模式为：在某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障的同时，该火灾监控系统对应的隔离装置发生故障，根据该火灾监控系统的故障类型屏蔽该火灾监控系统的火情信号或屏蔽所有火灾监控系统的火情信号，保证电动车组的正常运行。在隔离装置发生故障时，无法通过硬件方式来切除故障火灾监控系统，只能采用软件方式来实施，屏蔽故障火灾监控系统的火情信号，使故障火灾监控系统不再向动力车火灾监控系统的控制器发送火情信号。例如，当某个火灾监控系统存在误报或强硬件故障(例如单节车隔离开关故障、火灾监控系统熔断器烧毁等)时，通过屏蔽该故障火灾监控系统的火情信号来切断该故障火灾监控系统与动力车火灾监控系统的控制器之间的通信，保证其余拖车、控制车或动力车的火灾监控系统正常监测到火情信号。例如，当多个火灾监控系统存在网络通讯故障时，屏蔽所有火灾监控系统的火情信号，整个电动车组不再具有火情监控功能，保证电动车组的正常运行，此处的多个是指全电动车组一半以上的火灾监控系统。

自动控制模式为：根据每个火灾监控系统中各传感器的反馈信息或与列车控制单元的握手信号判断某火灾监控系统是否发生软件故障，如果发生软件故障，则屏蔽该火灾监控系统的火情信号；如果未发生软件故障，且该火灾监控系统监测到火情信号时，则按照投入控制模式控制火情触发装置动作，输出报警信号。在自动控制模式下，某火灾监控系统发生软件故障，可以是单个火灾监控系统故障，也可以是多个火灾监控系统故障，当多个火灾监控系统故障时，屏蔽每个故障火灾监控系统的火情信号。本实施例中，软件故障包括但不限于自启动、软件标志位与上位机握手信号不匹配等。

当整个电动车组只有动力车时，即动力车单独运行(单车模式)时，火警安全环路是由火情触发装置、报警装置、动力车的火灾监控系统以及贯穿母线，通过动力车火灾监控系统对应的隔离装置控制该动力车火灾监控系统是否投入至火警安全环路中。当投入到火警安全环路时，类似于整车模式的投入控制模式，动力车火灾监控系统监测的火情信号可以触发火警安全环路，控制报警装置和报警器发出警报；当切除动力车火灾监控系统时，动力车火灾监控系统监测的火情信号不再触发火警安全环路，仅报警器发出警报。

该控制方法可以在投入控制模式、切除控制模块以及自动控制模式之间切换，且自动控制模式优先，增加冗余性。

本实施例还提供一种动力集中电动车组火警联锁控制系统，包括设于动力车的火情触发装置和报警装置，拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统均与贯穿母线连接，贯穿母线与火情触发装置连接，火情触发装置与报警装置连接；由火情触发装置、报警装置、各火灾监控系统以及贯穿母线构成火警安全环路。动力车火灾监控系统的控制器作为火警联锁控制系统的控制中心，该控制器具有三种控制模式，即投入控制模式、切除控制模式以及自动控制模式。

在投入控制模式下，火警安全环路无故障且全部投入使用，当某个火灾监控系统监测到火情信号时，动力车火灾监控系统的控制器根据该火情信号向贯穿母线输出电平信号(例如高电平)，通过电平信号激活贯穿母线，该控制器还控制火情触发装置动作，输出报警信号，控制报警装置以及该火灾监控系统对应的报警器发出警报，实现司机室与拖车/控制车火情的同步监控。同时火情触发装置与列车控制单元连接，向列车控制单元发出报警信号，司机室显示屏再根据报警信号显示火情信息，司机根据司机室显示屏显示的火情信息以及报警装置发出的报警信号有效判断火情发生的位置、无需与乘务员沟通即可第一时间获取火情信息，实现了司机室与拖车/控制车火情的同步监控，从而达到火警信息联锁的目的。

为了避免各火灾监控系统故障导致误报警，在拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统与贯穿母线之间均设有隔离装置，切除控制模式为：当某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障时，动力车火灾监控系统的控制器根据该硬件故障控制该火灾监控系统对应的隔离装置断开来切断该火灾监控系统与贯穿母线之间的连接，保证其余拖车、控制车或动力车的火灾监控系统正常监测到火情信号，如图3所示。

当故障火灾监控系统对应的隔离装置也存在故障时，通过隔离装置无法切除该故障火灾监控系统，切除控制模式为：在某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障的同时，该火灾监控系统对应的隔离装置发生故障，动力车火灾监控系统的控制器根据该火灾监控系统的故障类型屏蔽该火灾监控系统的火情信号或屏蔽所有火灾监控系统的火情信号，保证电动车组的正常运行。

自动控制模式为：根据每个火灾监控系统中各传感器的反馈信息或与列车控制单元的握手信号判断某火灾监控系统是否发生软件故障，如果发生软件故障，则屏蔽该火灾监控系统的火情信号；如果未发生软件故障，且该火灾监控系统监测到火情信号时，则按照投入控制模式控制火情触发装置动作，输出报警信号。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力集中电动车组火警联锁控制方法，其特征在于：在动力车增设火情触发装置和报警装置，拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统均通过贯穿母线与所述火情触发装置连接，所述火情触发装置与所述报警装置连接，由火情触发装置、报警装置、各火灾监控系统以及贯穿母线构成火警安全环路，所述控制方法包括：

正常情况下所述火警安全环路全部投入使用，当拖车、控制车或动力车中任一火灾监控系统监测到火情信号时，向所述贯穿母线输出电平信号，通过所述电平信号激活所述贯穿母线，并控制所述火情触发装置动作，输出报警信号，控制所述报警装置以及该火灾监控系统对应的报警器发出警报。

2.如权利要求1所述的动力集中电动车组火警联锁控制方法，其特征在于：在所述拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统与所述贯穿母线之间均设有隔离装置，所述控制方法还包括：

当某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障时，断开对应的隔离装置。

3.如权利要求2所述的动力集中电动车组火警联锁控制方法，其特征在于：在某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障的同时，该火灾监控系统对应的隔离装置发生故障，根据该火灾监控系统的故障类型屏蔽该火灾监控系统的火情信号或屏蔽所有火灾监控系统的火情信号。

4.如权利要求1所述的动力集中电动车组火警联锁控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：根据每个火灾监控系统中各传感器的反馈信息或与列车控制单元握手信号判断某火灾监控系统是否发生软件故障，如果发生软件故障，则屏蔽该火灾监控系统的火情信号；如果未发生软件故障，且该火灾监控系统监测到火情信号时，则按照正常情况下的控制逻辑控制所述火情触发装置动作，输出报警信号。

5.如权利要求1～4中任一项所述的动力集中电动车组火警联锁控制方法，其特征在于：所述火情触发装置还与列车控制单元连接，所述控制方法还包括：

所述报警信号通过列车控制单元传输给司机室显示屏。

6.如权利要求2所述的动力集中电动车组火警联锁控制方法，其特征在于：当所述动力车单独运行时，通过所述隔离装置控制该动力车的火灾监控系统是否投入至火警安全环路中，该火警安全环路是由火情触发装置、报警装置、动力车的火灾监控系统以及贯穿母线。

7.一种动力集中电动车组火警联锁控制系统，其特征在于：包括设于动力车的火情触发装置和报警装置，拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统均通过贯穿母线与所述火情触发装置连接，所述火情触发装置与所述报警装置连接；由火情触发装置、报警装置、各火灾监控系统以及贯穿母线构成火警安全环路；

当某个火灾监控系统监测到火情信号时，动力车火灾监控系统的控制器根据该火情信号向所述贯穿母线输出电平信号，通过所述电平信号激活所述贯穿母线，并控制所述火情触发装置动作，输出报警信号，控制所述报警装置以及该火灾监控系统对应的报警器发出警报。

8.如权利要求7所述的动力集中电动车组火警联锁控制系统，其特征在于：在所述拖车、控制车以及动力车的火灾监控系统与所述贯穿母线之间均设有隔离装置；

当某节拖车、控制车或动力车的火灾监控系统发生硬件故障时，动力车火灾监控系统的控制器断开对应的隔离装置。

9.如权利要求7或8所述的动力集中电动车组火警联锁控制系统，其特征在于：所述火情触发装置为继电器。

10.一种动力集中电动车组，其特征在于：包括如权利要求7～9中任一项所述的动力集中电动车组火警联锁控制系统。

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