CN1330951C - 用于自动地测定一种车辆,特别是用于公共运输的铁路车辆的各项紧急制动特性的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个用于自动地测定一种公共运输车辆，特别是铁路车辆的各项紧急制动特性的系统，包括用于测量车辆的速度的装置(1)，用于测量车辆运行的距离的装置(2)，以及用于触发该车辆的紧急制动、从而启动该车辆的制动装置(4)的装置(3)。本发明的特征在于，它包括用于检测触发紧急制动的装置(3)的启动的装置(5)，以及用于检测该车辆何时停止的装置(5)，上述装置适于启动/停止装置(9)的工作，装置(9)用于获得在从紧急触发装置的启动到该车辆停下来的瞬间之间这段时间间隔内该车辆的行驶速度和距离的数据，以及装置(9)，用于分析所述数据，以便提供至少在这段时间间隔内该车辆的行驶距离的信息。

Description

用于自动地测定一种车辆，特别是用于公共运输的 铁路车辆的各项紧急制动特性的系统

技术领域

本发明涉及一个用于自动地测定一种车辆，特别是用于公共运输的铁路车辆的各项紧急制动特性的系统。

背景技术

人们都知道，旅客的安全在这个领域中经常是备受关注的。

特别是，这些运输车辆应当具有事先设定的各项紧急制动特性。

这种类型的车辆的建造者和使用者都必须进行定期检查，以保证这些车辆，特别是它们的制动系统能正确地发挥作用。

在最新技术中，通过令车辆在测试条件下运行同时对车辆进行测试来实现这一点，上述测试条件的特征、特别是关于地形的配置为已知。

在两个明显的物理参考点之间标出一段测试轨道，其长度限于一个事先设定的停车距离，该车辆在制动时必须符合这个停车距离。这个最大距离也被称为“可接受的阈值”。

然后，令该停车辆按照其额定速度沿着测试轨道运行。两名操作员在车上，一人驾驶车辆，另一人在车辆到达第一参考标记之前观察该车辆的运动，当车辆通过该参考标记时，提醒司机通过启动相应的触发装置，从而启动该车辆的制动装置，来向该车辆施加紧急制动。

然后，保持制动(状态)，直到该车辆完全停下来为止。

在车辆上可以安装一个机械式的加速度计，以提供涉及该车辆在这个阶段的瞬时减速度的信息。

一旦该车辆已经停下来，操作员就检查该车辆已经停在哪里，特别是它相对于第二参考标记的位置。

若该车辆停在第二参考标记之后，也就是说超过它，则该车辆被认为是具有制动故障。

另一方面，若该车辆停在第二参考标记之前，也就是说车辆停在它的前面，则操作员测量介于该车辆以及第二参考标记之间的距离，以确定该车辆的停车距离，给定条件是介于两个参考标记之间的距离为已知。

需要对已计算出来的停车距离进行校正，以便把测试轨道地形的轮廓考虑进去，随后操作员执行各种手工操作。

他还为该车辆计算减速响应时间。

该操作员还将已被校正的停车距离跟针对被考虑的车辆以及被考虑的测试条件的一个事先设定的可接受的阈值进行比较，以便确定该车辆是否出现制动故障。

该操作员还检查减速度曲线，特别是逐渐地施加和释放制动的这段时间。

随后，在一份报告中，记录各项信息以及各项测试结果，连同环境信息，诸如涉及测试时的气象条件，操作员的姓名，日期，车辆号码，等等。

然而，可以看出，这(种方法)存在许多缺点。

事实上，这些步骤是相当耗费时间的，实施起来是令人烦恼的，并且需要大量的后勤支援。

而且，必须在车辆上安装一个加速度计，并使之投入工作。

由一名操作员以手工操作方式来测量和计算停车距离。

最后，由于紧急制动触发装置是由该车辆的司机根据一名操作员的指令来进行操作的，而操作员本身必须以视觉方式来估计车辆通过第一参考标记，所以，与使用这种方法相关的差错的风险是不可忽略的。

所有这些结果都表明一个事实，即，这些方法使这种测试面临可重复性和可跟踪性的问题。

发明内容

因此，本发明的宗旨就是去克服这些问题。

在这种意图下，本发明的目标就是提供一个用于测定一种运输车辆，特别是一种公众使用的铁路车辆的各项紧急制动特性的系统，该系统包括用于测量车辆速度的装置，用于测量车辆的行驶距离的装置，用于启动车辆的紧急制动、从而启动该车辆的制动装置的装置，其特征在于，它包括用于检测该车辆的紧急制动启动装置的启动的装置，以及用于检测车辆的停止的装置，上述装置被设计成能启动/停止信息采集装置的工作，该信息采集装置获取关于该车辆在从触发车辆紧急制动启动装置到停车之间这段时间内的行驶速度和距离的信息，以及用于分析此项信息的装置，用以提供至少关于在这段时间内该车辆的行驶距离的信息。

根据其他各项特征：

—分析装置也被设计成去提供在这段时间内，该车辆的瞬时减速度的信息，

—分析装置也被设计成去提供关于紧急制动施加装置启动之后该车辆的制动装置的响应时间的信息，

—分析装置被设计成以实时方式提供每一项制动特性，

—分析装置被设计成以延迟时间方式提供每一项特性，

—分析装置包括这样的装置，用以校正从采集装置提供的信息而确定的该车辆的行驶距离的信息，以便将那些采集装置的反应时间考虑在内，

—分析装置包括用于平滑车辆减速度信息的装置，

—该平滑装置包括滑动时间窗口过滤装置，

—分析装置包括用于根据关系式te＝tr+tt/2来计算关于制动装置的响应时间的装置，式中，te表示响应时间，tr表示从施加制动到车辆的减速度达到稳态减速度数值的10％所经历的时间，以及tt表示从施加制动到车辆的减速度达到稳态减速度数值的90％所经历的时间。

—分析装置包括这样的装置，用于将每一项制动特性跟与预定的测试条件、预定的车型以及预定的测试配置相对应的预定数据进行比较，上述预定数据被存储在与所述分析装置相关的存储装置之中。

附图说明

从以下参照诸附图而给出的详细说明中，本发明的其他优点和各项特性将变得更加清晰，诸附图纯粹地借助于非限制性的实例而给出，在其中：

—图1是一份总图，表示根据本发明的测定系统的整体结构，

—图2是一份方框图，表示在根据本发明的测定系统中所使用的信息采集中的一个阶段，

—图3是一份方框图，表示在根据本发明的系统中所使用的信息分析中的一个阶段，

—图4表示一列火车的瞬时减速度曲线，说明该列火车的制动装置的响应时间的计算，

—图5和图6是在对相应的信息进行平滑之前(图5)和之后(图6)的瞬时减速度曲线，

—图7表示一次车辆测试的各项结果的样本显示。

具体实施方式

事实上，图1表示一个用于自动地测定运输车辆，特别是公众使用的铁路车辆的紧急制动特性的系统。

从常规上来说，这样一部车辆包括用于测量车辆速度的装置，用通用参考数字1来表示；用于测量车辆行驶的距离的装置2，用于向该车辆施加紧急制动以便启动该车辆的制动装置的装置3，制动装置用通用参考数字4表示。

速度测量装置包括例如一个速度计，行驶距离测量装置包括例如一个公里计数器，并且施加装置包括例如一个可以由车辆的驾驶员以常规方式操作的紧急制动按钮。

这些不同的实体例如被连接到一个第一信息处理单元，它用通用参考数字5来表示，并且包括例如用通用参考数字6来表示的任何适当的计算器，与后者相关联的还有用通用参考数字7来表示的数据存储装置。

这些不同的实体都被安装在一部车辆上，并且信息处理单元被设计成例如由各项信息来控制车辆的运行，上述信息是由车辆上的传感器或其他各种信息输入元件来提供的。

信息处理单元5还可以跟由通用参考数字8表示的装置相关，用于将信息传送到由参考数字9表示的一个工具处。

为此目的，信息处理单元5跟由通用参考数字10表示的接口装置相连接，后者介于这个单元与由通用参考数字11表示的任何信息传输链路之间。

这条链路可以由例如电缆或其他装置提供。

工具9还包括相应的接口装置12，后者跟形成输入缓冲器的装置13相连接，装置13还被连接到由通用参考数字14表示的一个第二信息处理单元。

这个信息处理单元14还包括例如由通用参考数字15表示的任何适当的计算器，后者被连接到由通用参考数字16表示的数据存储装置，提供用户接口的装置由通用参考数字17来表示，它同时包括例如，以常规的方式，用于显示信息的装置以及由用户输入信息的装置。

还要注意的是，一部用通用参考数字18表示的打印机可以跟这个信息处理单元14相关联。

最后，这个信息处理单元14还可以跟用于存储关于测试配置、车辆以及预定的测试数据等信息的装置19相连接，这将在下文中详细叙述。

事实上，所描述的系统包括用于检测向车辆施加紧急制动的装置3的启动的装置，以及用于检测停车的装置，它们被设计成启动/停止下列两种装置的工作：第一种装置用于采集从施加制动装置的启动到停车这段时间内关于车辆行驶的速度和距离的信息，第二种装置用于分析这种信息，以便提供至少在这段时间内关于车辆行驶的距离的信息。

因此，例如在图1中对由通用参考数字3表示的向车辆施加紧急制动的装置的启动的检测可以由信息处理单元5提供，后者启动制动装置4以及用于采集由相应的装置1和2提供的关于行驶的速度和距离的信息的装置的工作，这些采集装置例如由工具9提供。

事实上，例如使用前述的信息传输信息装置8，由信息处理单元5向工具9发送这种信息。

然后，在构成单元14的输入缓冲器13的装置中接收相应的信息，在进行处理之前，可以将这些信息存储在数据存储装置16之中。

事实上，正如将在下文中详细描述的那样，工具9的单元14被设计成用于从来自处理单元5的信息中提供关于车辆的各项紧急制动特性的信息。

图2是一个方框图，表示这个信息采集期。这个采集期开始于由通用参考数字20表示的阶段，在此阶段中，例如单元5，监测车辆施加紧急制动的装置3的启动。

一旦这些装置被启动，就在阶段21中，例如由单元14来获得关于该车辆行驶的速度和距离的信息。

只要车辆没有停下来，也就是说，如同在阶段22中所确定的那样，只要车辆的速度不等于零，这种采集就继续进行。

当然可以由处理单元14提供附加的各项紧急制动特性。

事实上，除了关于在停车过程中车辆行驶的距离的信息以外，也可以将包括工具9的分析装置设计成提供关于在这段时间内车辆的瞬时减速度的信息。这是随后从处理单元14可用的信息计算出来的。

而且，这些分析装置还可以被设计成提供关于在启动施加紧急制动的装置之后车辆的制动装置的响应时间的信息。

下面将详细说明此种响应时间的测定(方法)。

当然，这些分析装置还可以被设计成以实时方式或者以延迟时间方式来提供每一部车辆的制动特性。

图3是一份方框图，表示为了提供此种信息，由单元14实行的处理。

这份方框图开始于阶段23，在此阶段中，从已获取的信息确定或计算相应的信息，这就是行驶的距离，瞬时减速度和/或制动装置的响应时间。

在阶段24中，可以令处理单元14获得涉及测试配置的信息，以便在阶段25中，对已确定或计算的数值进行校正。这将在下文中进行更详细的说明。

涉及测试配置的信息被存储在例如与单元14相关联的装置19之中。

在阶段26的过程中，可以令信息处理单元14去获得涉及相应的预定数值和各项制动特性的信息，这些信息也被存储在例如装置19之中。

这样一来，例如对处理单元14来说，就有可能在阶段27的过程中，将得到的各数值与一种预定的车型以及一种预定的测试配置的相应的预定数据(例如，这些数据也被存储在存储装置19之中)进行比较，以便在(阶段)28中提供涉及此次比较的结果，因此，如果需要的话，还可以提供关于该车辆，更具体地说，关于它的制动装置是否正确地发挥作用的信息。

作为被施加到已提供的各项特性的一项校正，例如，有可能设想对由相应的采集装置所提供的信息中确定的关于该车辆行驶距离的信息进行校正，以便将那些采集装置的反应时间考虑在内。

事实上已知这些采集装置，特别是当它们使用计算器时，在相当高的频率下发挥作用。因此，相应的数值是在一种周期性的方式下获取的，并且，特别是当施加紧急制动时，若例如在一个计算器周期的过程中发生，则由于在下一个周期到来之前将无法开始信息的有效采集，所以信息可能丢失。

出于安全的考虑，人们希望将车辆在一个计算器周期的过程中可能行驶的最大距离添加到计算出来的行驶距离之中。

这样，就有可能将采集装置的反应时间考虑在内。

如同前面所指出的那样，分析装置还包括这样的装置，通过这种装置就能提供关于从施加紧急制动的装置的启动算起的制动装置的响应时间的信息。

例如在图4中对此作了说明，该图表示一列火车的瞬时减速度曲线。分析装置还包括使用下列关系式来计算响应时间信息的装置：

te＝tr+tt/2

式中：

te：表示响应时间，

tr：表示从施加制动到车辆的减速度达到稳态减速度数值的10％所经历的时间，以及

tt：表示从施加制动到车辆的减速度达到稳态减速度数值的90％所经历的时间。

稳态减速度数值就是在标称模式中所测量的各点(的数值)的算术平均值。

当然，为了计算这个响应时间，也可以设想除了上述(方法)以外的其他计算(方法)。

当测定车辆的减速度时，在计算器的运行频率较低的情况下，计算器的周期性的运行也可能导致在不同的计算周期之间产生大的变化。

如图5所示，产生一条表示所谓的“锯齿”现象的曲线，此种现象是伴随着过分长的计算器周期而产生的。

为了克服这个问题，分析装置可以结合一种用以平滑车辆减速度信息的装置，并且这些平滑装置可以包括例如在常规方式下的滑动时间窗口过滤装置。

如图6所示，由此，减速度曲线就能得以平滑。

当然，也可以设想(使用)其他的平滑装置。

最后，如前所述，例如一种特定的车辆，在一种特定的测试现场以及在特定条件下进行测试所提供的各项结果可以跟例如被存储在装置19之中的预定的相应信息进行比较。

存储装置19含有针对预定因素的预定测试信息。

有必要对所提供的各项数值施加不同的校正，以便在前述的分析装置所提供的各项制动特性以及针对预定的测试条件、预定的车型以及预定的测试配置的预定的相应数据之间，进行一致性比较。

因此，例如，可以证明，在测试过程中，当车速不完全符合于在预定测试条件下(其特性已被记录在存储装置19之中)的速度时，有必要进行校正。

当然，也可以设想(使用)不同类型的校正。

图7表示对一种特定的车辆进行测试时所获得的不同信息和各项结果的显示的一个实施例。

这张图表示所记录的瞬时减速度曲线，在图中，这根曲线用通用参考数字29来表示，其中包括涉及测试条件的各项信息，例如气象条件，速度等，涉及被测试的车辆的信息，在图中用通用参考数字30来表示的响应时间te，用通用参考数字31来表示的所测得的停车距离信息，后者可以按照前述方式进行校正，如通用参考数字32所示，以及各项其他信息，这些项目使得有可能去检查该车辆，特别是该车辆的制动装置是否正确地发挥作用。

在减速度曲线中，纯粹地通过图解，在减速度曲线的末端可以观察到用通用参考数字33来表示的一个水平段，并且，针对此种车型，在采用现有的制动系统结构的条件下，这对应于例如在一列火车中释放磁性制动块的情形，这使得有可能去检查它们是否令人满意地进行工作。

然后，这些不同的信息项被存储在信息存储装置16之中(图1)，以保证各项测试(结果)的保存和可跟踪性，还可以例如在接口装置17中以视觉方式向操作员显示，也可能使用打印机18进行打印。

当然，还可以设想这样一个系统的其他各种实施方式。

Claims (9)

1.一种用于自动地测定车辆的各项紧急制动特性的系统，包括用于测量车辆速度的装置(1)，用于测量车辆行驶的距离的装置(2)，以及用于向车辆施加紧急制动从而启动该车辆的制动装置(4)的装置(3)，其特征在于，它包括用于检测向车辆施加紧急制动的装置(3)的启动的检测装置(5)，以及用于检测车辆的停止的检测装置(5)，上述检测装置适于启动/停止采集/分析装置(9)的功能，采集装置(9)用于获得在从向车辆施加紧急制动的装置的启动到停车之间这段时间内该车辆的行驶速度和距离的信息，以及分析装置(9)用于分析此信息以便提供至少关于在这段时间内该车辆的行驶距离的信息、以及从施加紧急制动的装置(3)的启动开始的该车辆的制动装置(4)的响应时间(te)信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，分析装置(9)还被设计成提供关于该车辆在这段时间内的瞬时减速度的信息。

3.根据前述任一项权利要求所述的系统，其特征在于，分析装置(9)被设计成以实时方式提供每一项制动特性。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，分析装置(9)被设计成以延迟时间方式提供每一项特性。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，分析装置(9)包括用于校正从采集装置提供的信息而确定的该车辆的行驶距离的信息的装置，以便将采集装置的反映时间考虑在内。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，分析装置(9)包括用于平滑车辆减速度信息的装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该平滑装置包括滑动时间窗口过滤装置。

8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，分析装置(9)包括用于根据关系式te＝tr+tt/2来计算关于制动装置(4)的响应时间的信息的装置，式中，te表示响应时间，tr表示从施加制动到车辆的减速度达到稳态减速度数值的10％所经历的时间，以及tt表示从施加制动到车辆的减速度达到稳态减速度数值的90％所经历的时间。

9.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，分析装置(9)包括用于将所提供的每一项制动特性跟与预定的测试条件、预定的车型以及预定的测试现场配置相对应的预定数据进行比较的装置，上述预定数据被存储在与分析装置(9)相关联的存储装置(19)之中。

Images