CN114619926A - 重载机车自动过分相控制方法、轨道交通车辆、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重载机车自动过分相控制方法、轨道交通车辆、装置，通过重载机车自动过分相装置接收和处理从机车信号系统及机车主控网络获取的速度、网压、重载状态、主断等相关信息，精准触发分相完成信号触发恢复工况。本发明解决了目前过分相完成信号由于环境及线路影响导致的触发偏差及不触发，从而导致机车在分相完成后未恢复工况状态而引发的一系列问题，包括无电引发牵引力不足从而停车。本发明方法可有效并精准的实现重载机车自动过分相过程完成后的工况状态恢复，保障机车的平稳运行。

Description

重载机车自动过分相控制方法、轨道交通车辆、装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种重载机车自动过分相控制方法、轨道交通车辆、装置。

背景技术

当前重载列车运行线路针对过分相研制的自动过分相设备一直处在不断优化当中，从最早的手动过分相到后期列车运行线路埋设磁钢，以及铺设射频卡等举措实现触发式自动过分相，到目前机车信号系统以及机车主控网络接入自动过分相设备，均在不断优化中。由于分相区距离相对较短且分相区较多，手动过分相对于司机的灵敏度及专注力要求较高，完成过分相操作后机车工况的恢复也同样需要司机手动完成，过程繁琐，智能化低，故障率高。依赖预埋磁钢及射频卡的触发式过分相方式，在重载列车运行线路的磁钢以及射频卡等触发式设备的维护以及加装铺设有较大的难度，同时信号点也容易受到环境和气候影响从而导致误触发或者不触发的情况，从而影响机车带电过分相或分相完成后信号不触发导致的机车工况无法恢复而牵引力丧失的停车问题，对重载运输的安全以及运行质量都有极大的影响。目前较多使用的采用机车信号系统下发多次区间预警信号，设定最大安全距离的连续型自动过分相方式，经常受到机车工况及线路限制，尤其是在重载交直流混编列车组中部，机车由于信号系统在补机状态下无法获取准确的校正信号，随着运行时间的增加，机车信号系统存在定位误差累积，出现误发区间预警信息的问题，导致在自动过分相设备不可用或误触发分相动作，引起非分相区无法正常恢复机车工况等严重事故。

现有的机车过分相设备与控制方法缺乏针对现有重载列车运行条件的设计与考究。如何利用现有硬件条件，实现重载为前提的重载机车自动过分相过程，以及结合机车工况、牵引状态以及重载环境下的机车过分相恢复工况控制，是目前急需解决的难题。

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，提供一种重载机车自动过分相控制方法、轨道交通车辆、装置，提高分相完成信号触发的准确率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种重载机车自动过分相控制方法，包括：在一个网压监测周期内，若监测到网压信息同时满足以下条件：

在过分相区阶段呈下降趋势，且过分相区网压Vn不大于第一设定阈值；在过完分相区网压呈上升趋势，且过完分相区网压Vn不小于第二设定阈值；则，直接触发分相完成信号。

本发明结合机车过分相过程网压变化规律，即机车过分相时分相预告阶段网压呈下降趋势并在分相区不大于第一设定阈值，过完分相区后分相完成阶段网压呈上升趋势并达到第二设定阈值，机车过分相装置在监测周期内监测网压，符合该网压变化规律即触发分相完成信号，有效的解决了当前机车过分相过分依赖射频卡或磁钢、以及由于环境及线路影响导致的触发偏差及不触发，从而导致机车在分相完成后未恢复工况状态而引发的一系列问题，包括无电引发牵引力不足从而停车的问题，提高了分相完成信号触发的准确率。

所述网压信息获取过程包括：

从机车MVB网络获取网压信息，得到第一网压信息；利用高压互感器获取网压信息，得到第二网压信息；

若自动过分相装置先获取到第一网压信息，则将第一网压信息作为所述网压信息；否则，将第二网压信息作为所述网压信息。

本发明利用重载机车自动过分相装置所在的机车网络结构中的位置,同时获取两种网压信息，即可通过MVB总线连接机车主控网络获取第一网压信息和通过数据处理模块连接机车IO接口获取第二网压信息，两种网压信息相互冗余补充，提高了网压信息源的可靠性和触发分相完成信号的精准度，解决了长大组合机车重载模式下，中后部从车通过电台及无线重联装置传输主车指令容易受线路环境影响导致从车无法及时响应主车指令的问题，本发明利用第二网压信息源及时补充，有效触发分相完成信号。

为避免双重网压监测模式失效的极端情况，本发明中，当不满足所述条件时，执行恢复操作，所述恢复操作包括：

当满足R≥S+D+Fi时，触发分相完成信号，执行恢复操作；其中，S为根据线路以及机车重载状态提前设定的触发过分相操作前最大安全距离，D为分相区间距，Fi为补偿距离，R为从机车过分相装置接收到区间预警信息至触发分相完成信号时段内的机车运行距离。

本发明中，所述一个网压监测周期包括机车过分相经分相预告阶段、分相强迫阶段、过分相区阶段、分相完成阶段。网压监测周期包含机车每过一次分相区所要经历的全部过程阶段，提高控制精度。

触发分相完成信号后，机车工况恢复的操作过程包括：

获取机车速度、重载状态、主断状态、劈相机状态、级位状态；

在分相预告阶段，机车过分相装置控制主断开关断开、劈相机开关断开，并获取级位信息；

在分相完成阶段，控制主断开关闭合，劈相机开关闭合，退出级位控制，恢复级位线路。

上述过程解决了在重载运营条件的混合编组模式下的自动过分相难以精准恢复的问题。其具体表现为：

1、两种网压监测方式建立在现有重载机车自动过分相装置平台，不仅通过机车信号系统传输网压信息，同时也通过数据处理模块获取本车高压互感器直接传输的网压信息做补偿，这种网压补偿方式极大程度避免了列车重载情况下，尤其是长大型混合编组模式下的中后部从车由于超重超长的线路环境，导致无线重联设备传输信号延时，从而无法及时响应主车指令获取网压信息触发分相完成信号的问题；

2、触发分相完成信号后，机车工况的恢复过程需要综合重载列车运行情况及线路环境来执行，单机模式下的重载机车，在收到分相完成信号时，机车工况恢复按上述恢复操作执行与机车过分相前的工况信息对等恢复；编组模式下的重载列车，特别是中后部机车的恢复方式，则需综合本车实际工况与主车执行指令作对比，若主从车辆所处坡道信息不一致，则从车根据本车实际工况控制级位状态，执行牵引或制动操作；在载重大、编组车辆多的重载运营条件下，根据本车所处线路环境及坡道特点执行过分相恢复操作，确保重载混编机车在具有复杂地势差线路的环境下可以精准实现过分相，主从车的相互配合使重载列车过分相在不同坡道线路运行占据优势，合理的利用现有资源，节约能耗，最大力度保障列车平稳有效过分相。

本发明还提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序，以实现本发明所述方法的步骤。

本发明还提供了一种轨道交通车辆，其包括上述计算机装置。

本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令；该计算机程序/指令被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令；所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1、针对分相完成信号的触发，本发明有效地解决了当前机车过分相过分依赖射频卡或磁钢等触发式信号的问题，同时解决了由于环境及线路影响导致的触发偏差及不触发的问题，确保了在重载运营条件的混合编组模式下的自动过分相精准恢复；

2、本发明方法可有效并精准的实现重载交直流混编机车自动过分相后的工况恢复，保证机车平稳运行。

附图说明

图1为本发明实施例重载机车自动过分相控制方法原理图；

图2为本发明实施例重载机车自动过分相控制方法相关设备层级图；

图3为本发明实施例重载机车自动过分相控制方法流程图；

图4为本发明实施例重载机车自动过分相控制方法实际应用场景图；

图5为本发明实施例重载机车自动过分相恢复控制方法系统结构图。

具体实施方式

本发明实施例基于重载机车自动过分相装置平台，实施一种重载机车自动过分相恢复控制方法，通过机车网络通信以及IO量硬线传输获取机车速度、牵引状态、网压、重载状态、主断等相关信息，以单个机车过分相过程为周期，从分相预告阶段便持续监测网压状态，在过分相区阶段，监测网压呈下降趋势，并持续下降至14Kv为一个下降沿触发，在分相完成阶段，监测网压呈上升趋势，并持续上升至17.5Kv为一个上升沿触发，当一个周期内监测网压变化先有一个下降沿触发后有一个上升沿触发，则启动工况恢复控制系统，即由重载机车自动过分相装置控制主断合、合劈相机，以及退出级位控制，恢复级位线路，同时也综合实际线路情况，根据本车所处公里标及坡道信息，通过控制级位操作牵引与制动状态，确定机车工况的恢复路径是否需要调整优化，或者是否需要完全还原过分相前状态。

本发明实施例通过重载机车自动过分相装置接收和处理从机车信号系统及机车主控网络获取的机车速度、网压、重载状态、主断等相关信息，对网压监测方式进行有效结合精准触发分相完成信号触发恢复工况，并介入机车主断、劈相机、级位控制，在重载机车自动过分相完成后恢复机车主断、劈相机、级位状态，并结合线路环境以及机车过分相前的工况以及牵引状态，灵活优化及校准恢复路径的举措，从而达到重载机车过分相前后阶段对等工况状态的目的。

本发明实施例构建了一种工况分析系统，包括对重载机车编组模式的分析以及重载机车单机模式的分析，基于重载机车自动过分相恢复控制方法的重载机车自动过分相装置通过网络通信模块与数据处理模块接收机车信号系统与机车网络及IO传输的机车速度、重载状态、网压、主断、劈相机、级位、方向、牵引制动信息，并通过数据记录模块记录机车过分相前的工况信息状态；针对单机模式下的重载机车，在收到分相完成信号的触发时，工况分析系统采取工况对等恢复方式，即获取数据记录模块内的机车过分相前的工况信息，并对其与现阶段工况进行比对，恢复机车过分相前的工况状态；针对编组模式的重载机车，特别是中部机车与后部机车的恢复方法，则要考虑在主车恢复工况操作的同时，重联中的中后部重联机车会受到当前线路情况影响而无法与主车操作一致的情况，在此情况下工况分析系统从机车信号系统获取公里标与坡道信息，并计算离坡顶或谷底距离，以此来决定本车作为从车时，是否恢复过分相前的对等指令，即若主车与从车在过完分相后同处下坡点或上坡点，则从车跟随主车恢复工况，若主车与从车在过完分相后主车需要下坡从车还在上坡，则从车可不跟从主车指令，利用本车的工况分析系统按实际情况恢复工况，继续保持牵引状态。

本发明实施例为分相完成信号的精准触发提供保障，主要结合机车过分相过程的接触网网压变化规律，作为触发分相完成信号的主要方式，并提供双重网压监测模式失效后所作的补偿措施，具体包括：

1.利用重载机车自动过分相装置网络通信模块从机车MVB网络获取网压信息作为网压来源一；

2.利用重载机车自动过分相装置数据处理模块从高压互感器监测网压，获取网压信号作为网压来源二；

3.网压来源一及网压来源二采取先获取且满足以下条件则先采用、先获取采用有效则后获取直接封锁的原则：

从机车上电重载机车自动过分相装置正常运行到机车断电为全周期，触发恢复系统监测网压，网压满足在过分相区阶段呈下降趋势，并且网压Vn≤14Kv，在过完分相区网压呈上升趋势，并且网压Vn≥17.5Kv，则可直接触发分相完成信号，执行后续恢复操作。

为避免双重网压监测模式失效的极端情况，触发恢复系统提供一种补偿措施，即机车过完分相区后，机车过分相装置继续保留R的计算途径，并将其计算结果交给触发恢复系统，当R≥S+D+Fi满足时，直接触发分相完成信号，执行恢复操作，S为系统根据线路以及机车重载状态提前设定的触发过分相操作前的最大安全距离，D为分相区间距，Fi为补偿距离，S,D,Fi三值均为定值，根据线路及运行条件提前设定。

实施例1

如图1及图5所示，实施例1包括两大部分，第一部分为工况采集及分析系统2的建立，第二部分为触发恢复系统3的建立；工况采集及分析系统2的建立通过基于重载机车自动过分相系统中的数据处理模块4与网络通信模块5接收从机车信号系统16及机车主控网络传输的速度6、网压信息7、载重量8、主断(主断路器)状态9、公里标10、方向11、坡道信息12、级位13、劈相机状态14等关键工况信息，并对其进行记录与分析；触发恢复系统3的核心在于网压监测，同时将机车信号系统16传输给重载机车自动过分相装置的网压信息7与高压互感器15传输的网压信息作为来源，采取先获取先采用的原则，满足网压监控及运算规则17可即刻触发分相完成信号；若网压监测失效，则借用重载机车自动过分相装置在自动过分相期间计算的过分相距离进入补偿措施运算，当运算结果满足条件则可直接触发分相完成信号，确保触发恢复信号精准有效；当触发恢复系统触发分相完成信号后，结合工况采集及分析系统2对工况及线路情况进行分析，根据实际情况执行工况对等恢复操作19或优化工况恢复操作20。

实施例2

如图2所示，实施例2应用于重载机车自动过分相装置，与机车各相关设备的层级关系包括：无线重联单元21、机车主控网络22、机车总线接口23、重载机车自动过分相装置A；主从机车通过无线电台传输工况信息，再由无线重联单元21读取并解析工况状态上传至机车主控网络22，机车主控网络22再将各关键信息通过机车总线接口23上传至重载机车自动过分相装置A；利用重载机车自动过分相装置，平台应用重载机车自动过分相恢复控制方法，通过数据处理模块B与网络通信模块C接收相关工况信息，并进行自动过分相的恢复，将恢复结果反馈给机车总线接口，由机车主控网络反馈过分相恢复状态，形成闭环反馈；从控机车通过无线重联单元21读取主控机车发送的工况指令，再通过基于重载机车自动过分相恢复方法中的工况分析系统比对当前工况，根据实际情况执行是否跟随指令的操作。

实施例3

如图3所示，实施例3主要针对分相完成信号的精准触发，包括网压的监测与逻辑运算，及网压监测失效后的补偿措施；利用重载机车自动过分相装置A的数据处理模块B从高压互感器监测网压并做比例传输网压信号作为网压来源一，利用网络通信模块C从机车主控网络获取网压信息作为网压来源二，采取先获取先采用，先采用后获取源直接封锁的原则，将获取的网压信息执行逻辑运算操作，即检测网压值在过分相区条件下呈下降趋势并且满足网压≤1.4Kv，在过完分相区条件下呈上升趋势并且满足网压≥1.75Kv，两个阶段值同时满足即可触发分相完成信号，执行后续恢复操作；若不满足条件或网压监测失效，系统将进入补偿措施恢复，即在重载机车自动过分相装置从接收到区间预警信息时开始计算机车运行距离R并执行完分相操作后，继续保留R的计算途径，当满足R≥S+D+Fi后直接触发分相完成信号，执行恢复操作，S为系统根据线路以及机车重载状态提前设定的触发过分相操作前的最大安全距离，D为分相区间距，Fi为补偿距离。

实施例4

如图4所示，本实施例适用于重载线路的各种应用情景，主要针对重载编组长达组合列车自动过分相的三类情景，情景1，当主从车同时处于牵引状态，主车过完分相后立即进入爬坡状态，恢复牵引级位，从车跟随主车指令与主车级位一致恢复牵引级位；情景2，当主从在过分相前级位处于牵引态，主车过完分相后已经过坡顶即将进入下坡状态，主车根据从机车信号系统获取的公里标及坡道信息获取当前处于下坡状态，级位由过分相之前的牵引态转制动态，从车通过无线电台接收主车指令，并综合自身信号系统的公里标及坡道信息获取坡道信息为爬坡状态，从车恢复过分相前牵引级位，与主车级位相反操作，提供牵引力助中后部车辆顺利通过爬坡阶段；情景3与情景2处于相反情况，当主从车在过分相前级位处于制动态，主车过完分相后即将进入下一个爬坡状态，主车根据工况分析系统利用公里标及坡道信息获取当前处于爬坡状态，级位由过分相前的制动态转牵引态，从车通过无线电台接收主车指令，并综合自身公里标及坡道信息获取当前下坡状态，级位与过分相前级位保持一致，恢复制动态。

Claims (10)

1.一种重载机车自动过分相控制方法，其特征在于，包括：在一个网压监测周期内，若监测到网压信息同时满足以下条件：

在过分相区阶段呈下降趋势，且过分相区网压Vn不大于第一设定阈值；在过完分相区网压呈上升趋势，且过完分相区网压Vn不小于第二设定阈值；

则，

直接触发分相完成信号。

2.根据权利要求1所述的重载机车自动过分相控制方法，其特征在于，所述网压信息获取过程包括：

从机车MVB网络获取网压信息，得到第一网压信息；利用高压互感器获取网压信息，得到第二网压信息；

若自动过分相装置先获取到第一网压信息，则将第一网压信息作为所述网压信息；否则，将第二网压信息作为所述网压信息。

3.根据权利要求1所述的重载机车自动过分相控制方法，其特征在于，当不满足所述条件时，执行恢复操作，所述恢复操作包括：

当满足R≥S+D+Fi时，触发分相完成信号，执行恢复操作；其中，S为根据线路以及机车重载状态提前设定的触发过分相操作前最大安全距离，D为分相区间距，Fi为补偿距离，R为从机车过分相装置接收到区间预警信息至触发分相完成信号时段内的机车运行距离。

4.根据权利要求1所述的重载机车自动过分相控制方法，其特征在于，所述一个网压监测周期包括机车过分相经分相预告阶段、分相强迫阶段、过分相区阶段、分相完成阶段。

5.根据权利要求1～4之一所述的重载机车自动过分相控制方法，其特征在于，触发分相完成信号后，机车工况恢复的操作过程包括：

获取机车速度、重载状态、主断状态、劈相机状态、级位状态；

在分相预告阶段，机车过分相装置控制主断开关断开、劈相机开关断开，并获取级位信息；

在分相完成阶段，控制主断合，合劈相机，退出级位控制，恢复级位线路。

6.根据权利要求5所述的重载机车自动过分相控制方法，其特征在于，对于编组模式的重载机车，在机车工况恢复过程中，若主车与从车在过完分相后同处下坡点或上坡点，则从车跟随主车恢复工况；若主车与从车在过完分相后，主车下坡，从车上坡，则从车继续保持牵引状态。

7.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序，以实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。

8.一种轨道交通车辆，其特征在于，其包括权利要求7所述的计算机装置。

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令；其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令；其特征在于，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。

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