CN114604210A - 重联车辆及适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重联车辆及适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,重联列车中央控制单元计算列车的总制动力,并计算列车的总电制动能力值,并比较列车总制动力F和总电制动能力值FED的大小,若F不大于FED,则将根据各单元列车的电制动能力比值将总制动力分配至各单元列车;若F大于FED,则计算F与FED的差值,得到Fc,将Fc平均分配至粘着可用车辆。本发明可以让重联列车充分发挥车辆的电制动力,减少摩擦制动投入,保证车辆的正常运行,解决了现有技术摩擦副非正常损耗和摩擦副热容量受到限制的问题。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域,特别是一种重联车辆及适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法。
背景技术
目前城轨车辆重联运行时,由各单元列车控制系统或者制动系统根据制动指令,单独进行单元列车的制动力计算,当电制动故障后,制动系统根据本单元列车的总制动力和电制动能力差值进行摩擦制动计算和分配,当重联运行车辆的总制动力需求小于整列车的电制动能力值时,由于重联车辆的制动力计算和分配由单元列车执行,因此导致某单元列车的电制动力未充分使用,而电制动故障单元的车辆进行摩擦制动投入,导致了摩擦副非正常损耗和摩擦副热容量限制等问题。
现有技术有大量针对单列车编组车辆的制动力管理及分配的研究,但并不涉及车辆重联运行时车辆的制动力管理和分配方案。
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,提供一种重联车辆及适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,解决现有技术电制动故障单元的车辆进行摩擦制动投入导致的摩擦副非正常损耗和摩擦副热容量限制问题。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,该方法包括:
S1、判断重联车辆总制动力F和总电制动能力值FED的大小,若F≤FED,则将根据各单元列车的电制动能力比值将总制动力分配至各单元列车;若F>FED,则执行步骤S2;
S2、计算F与FED的差值,得到Fc,将Fc平均分配至粘着可用车辆,得到各单元列车需要施加的摩擦制动力Fb,计算各单元列车的电制动力FED与Fb的和,将各单元列车的电制动力FED与Fb的和分配至各单元列车。
本发明在各列车单元的总制动力大于其总制动能力值时,对总制动力进行二次分配(将Fc平均分配至粘着可用车辆),因此本发明的制动力分配方案可以充分发挥各单元列车的电制动力,减少电制动故障单元车辆的摩擦制动投入,进而解决了现有技术摩擦副非正常损耗和摩擦副热容量受到限制的问题。
步骤S1中,各列车单元的总制动力F1、F2...Fn的计算公式分别为:F1=FED1+Fb1、F2=FED2+Fb2...Fn=FEDn+Fbn;其中,FED1、FED2...FEDn分别为各列车单元的电制动能力;Fb1、Fb2...Fbn分别为各列车单元需要补充的摩擦制动力。重联车辆可以将车辆的电制动力全部发挥,尽量减少摩擦制动投入。
各列车单元需要补充的摩擦制动力的计算过程包括:
计算重联车辆的总制动力F:F=k*(m1+m2+...+mn)*a;其中,k为列车控制级位;m1、m2...mn分别为各车辆单元的重量;a为重联列车最大制动指令对应的等效减速度;
计算总制动力F与重联列车总制动能力的差值,将所述差值除以列车单元的数量,得到各列车单元需要补充的摩擦制动力。
上述过程可以确保将摩擦制动力分配至每个单元车,每个摩擦副的热容量相当,磨耗相当,改善分配不均导致的部分单元列车的热容量偏高,减缓磨耗过程。
本发明中,为了节省成本,便于实现,可以直接通过各列车单元的转向架载荷传感器获取各列车单元的重量。
作为一个发明构思,本发明还提供了一种重联车辆,包括多个列车单元;每个列车单元设置有一个控制系统;将其中一个控制系统设置为总控制系统;
所述总控制系统被配置或编程为用于执行以下步骤:
S1、判断重联车辆总制动力F和总电制动能力值FED的大小,若F≤FED,则将根据各单元列车的电制动能力比值将总制动力分配至各单元列车;若F>FED,则执行步骤S2;
S2、计算F与FED的差值,得到Fc,将Fc平均分配至粘着可用车辆,得到各单元列车需要施加的摩擦制动力Fb,计算各单元列车的电制动力FED与Fb的和,将各单元列车的电制动力FED与Fb的和分配至各单元列车。
本发明设置了总控制系统,总控制系统可以根据各列车单元的控制系统采集的数据进行判断,并发出相关指令,节省了控制成本,提高了控制可靠性,且将数据采集和计算处理的任务分别分配给各列车控制系统和总控制系统,提高了整个控制系统的运算处理能力,极大地提高了制动力控制的实时性和可靠性。
步骤S1中,各列车单元的控制系统计算对应列车单元的总制动力,各列车单元的总制动力F1、F2...Fn的计算公式分别为:F1=FED1+Fb1、F2=FED2+Fb2...Fn=FEDn+Fbn;其中,FED1、FED2...FEDn分别为各列车单元的电制动能力;Fb1、Fb2...Fbn分别为各列车单元需要补充的摩擦制动力。利用各列车单元的控制系统计算各列车单元的总制动力,可以在同一时间获取各列车单元的总制动力,提高了总制动力计算的实时性和可靠性。
各列车单元需要补充的摩擦制动力由总控制系统计算获得,具体计算过程包括:
总控制系统计算重联车辆的总制动力F:F=k*(m1+m2+...+mn)*a;其中,k为列车控制级位;m1、m2...mn分别为各车辆单元的重量;a为重联列车最大制动指令对应的等效减速度;
总控制系统计算总制动力F与重联列车总制动能力的差值,将所述差值除以列车单元的数量,得到各列车单元需要补充的摩擦制动力。
本发明利用总控制系统计算相关“总值”(例如总制动力F等),进而计算各列车单元需补充的摩擦制动力,计算可靠,计算效率高。
本发明中,为便于获取重量数据,所述总控制系统与各列车单元的转向架载荷传感器连接;所述各列车单元的转向架载荷传感器用于获取各列车单元的重量。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:本发明可以充分发挥重联列车的电制动力,并且在单元列车间平均分配摩擦制动力,特别的在电制动故障时,在列车控制级位较小时,可避免摩擦制动投入,防止摩擦副非正常磨耗以及温度上升带来的运行速度限制,解决了现有技术摩擦副非正常损耗和摩擦副热容量限制车辆运行速度的问题。
附图说明
图1为本发明实施例方法原理图。
具体实施方式
如图1所示,本发明实施例实现过程包括:
1)车辆重联后,车辆通过重联继电器发送重联信息给各单元列车的列车控制系统(CCU);
2)各单元列车的列车控制系统根据既定的规则选取其中一个CCU作为重联列车列车控制系统(CCUR);本发明中,可以选取列车上电后,列车激活端(通常重联列车具有多个司机台,但是运行时,只有一个司机台是出于控制台,此时这个司机控制台则称为激活端)的单元列车的CCU作为重联列车的列车控制系统;
3)各单元列车的CCU记录载荷与电制动能力特性曲线(熊军.南昌地铁1号线车辆电气牵引及控制系统.机车电传动.2013年06期),实时计算当前载荷下的各个牵引单元的电制动能力(FEDP),并发送给CCUR;
4)各单元列车的CCU采集电制动状态信号(ED-ok,该信号为1表示能力值FEDP可以正常发挥,若该信号为0,则不纳入FED计算),并实时发送给CCUR;
5)各单元列车通过各转向架的载荷传感器获取车辆的重量m,并发送给CCUR;
6)CCUR通过列车控制级位k(控制级位是车辆运行过程中通过司机操作手柄实时给出的,范围为0-100%),单元列车车辆重量(m),最大制动指令对应的等效减速度(a)进行总的制动力计算,计算公式F=k*(m1+m2+...+mn)*a;
7)CCUR根据牵引单元的电制动能力(FEDP)和ED-ok信号计算总的电制动能力FED和各单元列车的电制动能力(FED1、FED2...FEDn);FED=FEDP1+FEDP2+...FEDPn;
8)CCUR计算总制动力F和电制动能力FED的差值,计算出需要补充的摩擦制动力Fb,将Fb除以单元列车数量(n)后,计算得出各个单元需要补充的摩擦制动力(Fb1、Fb2...Fbn);
9)CCUR计算出各单元列车的总制动力(F1=FED1+Fb1、F2=FED2+Fb2...Fn=FEDn+Fbn);
10)CCUR根据Fn=μnmng计算出各单元列车的总制动能力值(Fa1,Fa2...Fan);μn为粘着限制参数(一般取值范围为0.14-0.16,使用时取0.15);g为重力加速度;
10.1)当对应单元列车车辆的制动力需求Fn均不大于其能力值Fan时,重联列车控制系统将计算的Fn和Fbn发送给对应的单元列车控制系统,单元列车控制系统将对应的Fn发送给牵引系统,Fbn发送给制动系统,各单元列车的牵引系统和制动系统分别按照该值进行制动力施加。
10.2)当部分单元列车的Fn大于Fan时,则重联列车列车控制系统进行各单元列车的总制动力二次分配,具体分配方案如下:
10.2.1)重联列车列车控制系统计算各单元列车Fn与Fan的差值Fc’,Fcn’=Fn-Fan;;
10.2.2)重联列车列车控制系统计算当Fcn’大于0时,进行累加得到超过的总值将Fc’后,将Fc’进行二次平均分配至粘着可用车辆(粘着可用车辆即制动力未达到其总制动能力的单元列车)。
10.2.3)若二次分配后仍有Fn大于Fan时,则返回10.2.1),10.2.2)进行分配。
10.2.4)分配完成后则按10.1)的方式进行单元列车的制动力分配和施加。
本发明发制动力分配方案可以充分发挥各单元列车的电制动力,减少摩擦制动投入,特别的针对特定应用场景:如在长大坡道下坡时,为保持车辆匀速运动,需要持续的进行车辆制动,此时制动力需求一般小于列车总电制动制动能力的一半;以两个单元列车的重联运行为例,当某个单元列车的电制动故障后,若采用目前的制动方案,则在长大坡道下坡时,车辆两个单元列车各发挥一半的制动力,其中故障车采用摩擦制动,长时间的摩擦制动投入,将使摩擦副温度快速升高,超过其热容量限制,需限制车辆的运行速度,甚至导致重联车辆不可以运行,采用本发明的分配方案后,可充分利用非故障车的电制动力,此时车辆在坡道运行时不需要摩擦制动投入,可保证车辆的正常运行。
Claims (8)
1.一种适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,其特征在于,该方法包括:
S1、判断重联车辆总制动力F和总电制动能力值FED的大小,若F≤FED,则将根据各单元列车的电制动能力比值将总制动力分配至各单元列车;若F>FED,则执行步骤S2;
S2、计算F与FED的差值,得到Fc,将Fc平均分配至粘着可用车辆,得到各单元列车需要施加的摩擦制动力Fb,计算各单元列车的电制动力FED与Fb的和,将各单元列车的电制动力FED与Fb的和分配至各单元列车。
2.根据权利要求1所述的适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,其特征在于,各列车单元需要补充的摩擦制动力的计算过程包括:
重联车辆的总制动力F的计算公式为:F=k*(m1+m2+...+mn)*a;其中,k为列车控制级位;m1、m2...mn分别为各车辆单元的重量;a为重联列车最大制动指令对应的等效减速度。
3.根据权利要求2所述的适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,其特征在于,通过各列车单元的转向架载荷传感器获取各列车单元的重量。
4.根据权利要求1所述的适用于城轨车辆重联运行的制动力控制方法,其特征在于,步骤S2中,第1~第n个单元列车的电制动力FED与Fb的和F1、F2...Fn的计算公式分别为:F1=FED1+Fb1、F2=FED2+Fb2...Fn=FEDn+Fbn;其中,FED1、FED2...FEDn分别为各列车单元的电制动能力;Fb1、Fb2...Fbn分别为各列车单元需要补充的摩擦制动力。
5.一种重联车辆,包括多个列车单元;每个列车单元设置有一个控制系统;其特征在于,将其中一个控制系统设置为总控制系统;
所述总控制系统被配置或编程为用于执行以下步骤:
S1、判断重联车辆总制动力F和总电制动能力值FED的大小,若F≤FED,则将根据各单元列车的电制动能力比值将总制动力分配至各单元列车;若F>FED,则执行步骤S2;
S2、计算F与FED的差值,得到Fc,将Fc平均分配至粘着可用车辆,得到各单元列车需要施加的摩擦制动力Fb,计算各单元列车的电制动力FED与Fb的和,将各单元列车的电制动力FED与Fb的和分配至各单元列车。
6.根据权利要求5所述的重联车辆,其特征在于,步骤S1中,各单元列车的电制动力FEDn与Fbn的和F1、F2...Fn的计算公式分别为:F1=FED1+Fb1、F2=FED2+Fb2...Fn=FEDn+Fbn;其中,FED1、FED2...FEDn分别为各列车单元的电制动能力;Fb1、Fb2...Fbn分别为各列车单元需要补充的摩擦制动力。
7.根据权利要求6所述的重联车辆,其特征在于,各列车单元需要补充的摩擦制动力由总控制系统计算获得,具体计算过程包括:
总控制系统计算重联车辆的总制动力F:F=k*(m1+m2+...+mn)*a;其中,k为列车控制级位;m1、m2...mn分别为各车辆单元的重量;a为重联列车最大制动指令对应的等效减速度;
总控制系统计算总制动力F与重联列车总电制动能力的差值,将所述差值除以列车单元的数量,得到各列车单元需要补充的摩擦制动力,若FEDn+Fbn之和大于该单元列车的能力值,则总控制系统将超出的部分继续在未达到能力值的单元列车间平均分配。
8.根据权利要求7所述的重联车辆,其特征在于,所述总控制系统与各列车单元的转向架载荷传感器连接;所述各列车单元的转向架载荷传感器用于获取各列车单元的重量。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220610 |
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