CN211617727U

CN211617727U - 列车控制系统

Info

Publication number: CN211617727U
Application number: CN202020007981.3U
Authority: CN
Inventors: 古龙瑞; 赵庆刚; 安震; 李润华; 聂振华
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-01-02
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2030-01-02

Abstract

本实用新型提供了一种列车控制系统，用于列车牵引系统和制动系统的集中控制，所述列车控制系统包括：中央控制器，所述中央控制器连接至列车牵引单元及列车制动单元，用于获取牵引单元的牵引数据和制动单元的制动数据，并对牵引单元下达牵引控制指令，对制动单元下达制动控制指令。列车控制系统将牵引、制动、网络系统进行合成，统一对牵引力、制动力进行分配，可减少系统硬件配置，保证列车行车的安全性、可靠性、高效性和舒适性。

Description

列车控制系统

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆控制技术领域，具体涉及一种列车控制系统。

背景技术

轨道车辆包括牵引系统、制动系统和车辆网络系统，为保证轨道车辆的正常行驶，需要对个功能单元进行的有效控制，列车控制系统用于完成上述控制工作。

目前，城市轨道交通车辆采用分散式控制，牵引系统、制动系统、网络系统等各个子系统都有独立的控制子系统，控制原理结构如图1所示。各控制子子系统独立工作，子系统之间通过MVB进行信息交互。这种控制模式集成性低，各单元独立工作，不但增加了车辆设备和成产周期，而且后期各个系统间需要不断调试和试验，以满足列车的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改进现有技术中列车控制系统集成性低，控制单元独立的技术问题，提供一种可对列车牵引系统和制动系统进行集中控制的列车控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种列车控制系统，用于列车牵引系统和制动系统的集中控制，所述列车控制系统包括：

中央控制器，所述中央控制器连接至列车牵引单元及列车制动单元，用于获取牵引单元的牵引数据和制动单元的制动数据，并对牵引单元下达牵引控制指令，对制动单元下达制动控制指令。

作为优选，所述中央控制器包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器连接至列车牵引系统和列车制动系统，用于状态数据的采集及控制数据的传递，所述第二处理器与第一处理器通信，获取第一处理器采集的状态数据并向第一处理器下发控制数据。

作为优选，所述列车控制系统进一步包括数据维护终端，所述数据维护终端与中央控制器电连接，包括：

内存卡：用于存储从中央控制器获取的牵引数据和制动数据；

辅助处理器：用于设定对牵引单元的牵引控制指令参数，以及对制动单元的制动控制指令参数，并传递至中央控制器。

作为优选，所述辅助处理器与第二处理器通信，传递牵引控制指令参数和制动控制指令参数。

作为优选，所述中央控制器与列车牵引单元之间、中央控制器与列车制动单元之间，均采用基于TRDP协议的以太网进行数据通信。

作为优选，所述控制系统进一步包括用于为中央控制器供电的电源系统，所述电源系统至少包括第一电源和第二电源，第一电源和第二电源均为中央控制器供电。

作为优选，每节车辆内均设置有制动控制子单元，各制动控制子单元均获取中央控制器的控制数据，且，各制动控制子单元之间可进数据通信，以传递在各制动控制子单元之间传递中央控制单元的控制数据。

作为优选，所述控制系统进一步包括人机终端，与中央控制器电连接；所述中央控制器将获取的牵引数据和制动数据均传递至人机终端。

较现有技术，本实用新型提供的列车控制系统的有益效果在于：

列车控制系统将牵引、制动、网络系统进行合成，减少控制设备所需要的硬线、I/O等，节省了前期设计，论证的时间，并且减少后期设备之间调试所需要的时间。列车控制系统统一对牵引力、制动力进行分配，两者配合更加贴合，保证了列车行车的安全性、可靠性、高效性和舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中列车牵引单元、制动单元和网络单元架构；

图2为本实用新型列车控制系统原理图；

图3为本实用新型列车中央控制器原理图；

图4为本实用新型列车制动单元原理图；

图5为本实用新型列车牵引单元原理图；

图6为本实用新型列车数据维护终端原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，不用于暗指相对重要性。

本实用新型首先提供了一种列车控制系统，该系统用于列车牵引单元、制动单元和网络单元的集中控制。其中列车牵引系统主要顾着牵引力和电制动力的输出，制动单元主要负责施加空气制动，保证车辆的安全停车。

列车控制系统包括：

中央控制器，中央控制器连接至列车牵引单元及列车制动单元，用于获取牵引单元的牵引数据和制动单元的制动数据，并对牵引单元下达牵引控制指令，对制动单元下达制动控制指令。

其中，中央控制器原理图如图3所示，为整个列车控制系统的核心部件。本实施例中，为了实现更高效的控制管理，中央控制器包括第一处理器和第二处理器，第一处理器连接至列车牵引系统和列车制动系统，用于状态数据的采集及控制数据的传递，第二处理器与第一处理器通信，获取第一处理器采集的状态数据并向第一处理器下发控制数据。具体的，采用的为一种DSP+ARM的架构，DSP作为第一处理器，负责硬线采集、I/O信号采集与输出、继电器采集与输出、TRDP网络通讯等功能。DSP可采集的数据包括网流、网压、轴速、制动缸压力等数据。

ARM作为第二处理器，主要负责逻辑算法、牵引力和制动力分配、安全防护等功能，即，牵引控制指令和制动控制指令的具体计算。

列车中央控制器可根据当前列车指令等信号：在牵引时，给牵引单元相应的牵引力，当牵引力达到临界值时可缓解所有制动，在保证舒适性的同时，还可满足牵引加速度的要求。牵引单元的原理图如图5所示，每节车厢的牵引子单元单元包括DSP处理器，均获取中央控制器的控制数据，用于车辆的牵引控制。

在制动时，中央控制器会根据当前载荷、牵引电机状态、制动单元状态合理分配制动力，采用电制动优先、电制动不足由空气制动补充的策略进行控制。制动单元的原理图如图4所示。每节车厢上均设置有制动子单元，包括BCU和制动执行机构，每节车厢的制动子单元之间通过CAN总线顺次连接，进行通信。其中BCU包括一个处理器，中央控制器将制动控制信号发送至每节车厢上的CPU，用于制动单元的控制。当车厢BCU与中央控制器之间存在通讯故障时，可通过CAN总线获取其他制动单元受到的制动控制信息(例如，制动缸压力设定值等)，该制动单元导向缓解，以保证车辆正常行车。

本实施例中，中央控制器与列车牵引单元之间、中央控制器与列车制动单元之间，均采用基于TRDP协议的以太网进行数据通信。TRDP相比MVB具有较低廉，速度快，数据量大等优点，并且可提高通讯的实时性和可靠性。

本实施例中，列车中央控制器具有自我诊断功能，对牵引单元和制动单元各个子部件进行实时诊断，诊断信息和实时数据会上传至数据维护终端，并且在故障时可进行合理的牵引力、制动力分配，最大极限的保证列车的正常运行。

更进一步的，列车控制系统进一步包括数据维护终端，参考图6，所述数据维护终端与中央控制器电连接，包括：

辅助处理器：用于设定对牵引单元的牵引控制指令参数，以及对制动单元的制动控制指令参数，并传递至中央控制器。所述辅助处理器与第二处理器(ARM处理器)通信，传递牵引控制指令参数和制动控制指令参数。

数据维护终端连接无线通信模块(可采用WIFI模块，4G模块)，用于与其他设备进行数据通信，例如，可以与轨旁设备进行通信，并经轨旁设备将牵引单元数据和制动单元数据传递至远程控制端。

更进一步的，控制系统进一步包括用于为中央控制器供电的电源系统，所述电源系统至少包括第一电源和第二电源，第一电源和第二电源均为中央控制器供电。具体说，中央控制器电源模块采用冗余设计，以保证电源的可靠性。

更进一步的，参考图3，控制系统进一步包括人机终端，与中央控制器电连接；中央控制器将获取的牵引数据和制动数据均传递至人机终端。列车中央控制器可以将列车信息上传值显示屏，供人员查询车辆状态、维护子系统等。人机终端具有实时数据监控的功能，可设置在车辆端或远程，以进行远程数据监控、分析和记录，减少维护成本。

本发明提供的列车控制系统，由中央控制单元掌握核心牵引单元和制动单元系统所有信息，在牵引力分配、制动力分配、电空配合，电空转换、空转和防滑等核心算法进行同一管理，各个子系统之间配合更加默契，可极大提高系统的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种列车控制系统，其特征在于，用于列车牵引系统和制动系统的集中控制，所述列车控制系统包括：

中央控制器，所述中央控制器连接至列车牵引单元及列车制动单元，用于获取牵引单元的牵引数据和制动单元的制动数据，并对牵引单元下达牵引控制指令，对制动单元下达制动控制指令；

所述中央控制器包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器连接至列车牵引系统和列车制动系统，用于状态数据的采集及控制数据的传递，所述第二处理器与第一处理器通信，获取第一处理器采集的状态数据并向第一处理器下发控制数据。

2.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述列车控制系统进一步包括数据维护终端，所述数据维护终端与中央控制器电连接，包括：

3.如权利要求2所述的列车控制系统，其特征在于，所述辅助处理器与第二处理器通信，传递牵引控制指令参数和制动控制指令参数。

4.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述中央控制器与列车牵引单元之间、中央控制器与列车制动单元之间，均采用基于TRDP协议的以太网进行数据通信。

5.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括用于为中央控制器供电的电源系统，所述电源系统至少包括第一电源和第二电源，第一电源和第二电源均为中央控制器供电。

6.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，每节车辆内均设置有制动控制子单元，各制动控制子单元均获取中央控制器的控制数据，且，各制动控制子单元之间可进数据通信。

7.如权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述控制系统进一步包括人机终端，与中央控制器电连接；所述中央控制器将获取的牵引数据和制动数据均传递至人机终端。