轨道车辆制动控制系统及轨道车辆技术方案

本申请涉及一种轨道车辆制动控制系统及轨道车辆，包括电子制动控制模块和气动制动控制模块，其中，该电子制动控制模块包括：对外通信模块，通信连接一制动管理网络、一信号系统及一车辆网络控制系统TCMS；信号采集模块，用于采集轨道车辆的轮轴速度、制动力信息及压力信息；自动驾驶模块，通信连接所述对外通信模块及所述信号采集模块；制动力计算模块，通信连接所述信号采集模块及所述自动驾驶模块；压力控制模块，通信连接所述信号采集模块、制动力计算模块。通过本申请，实现自动驾驶模块无延时的获取制动控制系统的制动力特性，提高控制效率，也将提升自动驾驶模块在无电制动力的状态下控制效果，缩短在精确停车阶段的调试时间。

【技术实现步骤摘要】
轨道车辆制动控制系统及轨道车辆
本申请涉及轨道交通领域，特别是涉及轨道车辆制动控制系统及轨道车辆。
技术介绍
在传统的城市轨道交通地铁车辆制动控制系统中，一般采用的城轨制动控制单元会通过MVB网络(MultifunctionVehicleBus，多功能车辆总线)或485网络与车辆网络控制系统进行通信，获取来自司控器或信号系统车载设备中的自动驾驶子系统(AutomaticTrainOperation，ATO)的控制命令。制动控制单元按照网络下发的控制命令执行制动力的施加、制动力值的调节和缓解动作。传统的自动驾驶方案中，由信号系统车载设备中的ATO功能模块，实现列车的自动驾驶模块，具体功能包括发车条件检查、自动速度控制、牵引加速控制、制动停车控制等。ATO功能模块根据线路信息自动规划在行车过程中的车辆速度变化曲线，通过追踪速度曲线，替代司机控制列车从当前站安全的运行到下一站。ATO功能模块对列车的控制命令即牵引命令、制动命令及牵引制动力的级位信息。比如列车在运行期间，ATO功能模块发送制动指令，并发出30％的制动级位，车辆在接收到上述命令后，由牵引系统在高速阶段产生电制动力，使列车产生0.3m/s2的减速效果，低速阶段电制动力将逐渐退出，制动控制系统将产生空气制动力，使列车产生0.3m/s2的制动减速度，以满足ATO功能模块的控制要求。基于如上所述，ATO功能模块对列车的控制相当于“黑盒”控制，ATO功能模块要求车辆产生0.3m/s2的减速度，则列车必须严格执行到位，如果在此过程中，牵引系统的牵引力或电制动力、制动控制系统的空气制动力不能够实时满足ATO功能模块的指令要求，就会导致ATO功能模块频繁切换制动牵引命令，保证列车达到相应的速度要求。尤其是在列车进站后，ATO功能模块需要控制列车在停车时保证列车门与站台门精确对准，制动控制系统通过气动装置产生的机械制动力发挥着主要作用，因此对制动控制系统产生的制动力的精确度提出比较高的要求。而制动控制系统的制动力依靠闸瓦与车轮或闸片与制动盘的摩擦力产生，响应速度较慢，且响应效果一般，且信号系统对制动控制系统的制动力认知不足，导致ATO功能模块在精确停车阶段的调试比较困难，且调试时间很长。另一方面，当列车的电制动力不能发挥作用时，ATO功能模块也基本无法正常工作。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种轨道车辆制动控制系统及轨道车辆，以实现提高控制效率，缩短精确停车阶段调试时间的效果。第一方面，本申请实施例提供了一种轨道车辆制动控制系统，包括电子制动控制模块和气动制动控制模块，所述电子制动控制模块包括：对外通信模块，通信连接一制动管理网络、一信号系统及一车辆网络控制系统TCMS(TrainControlandManagementSystem)，所述对外通信模块通过所述制动管理网络获取所述至少一外部制动控制系统的工作状态，获取所述信号系统车载设备的行驶信息，获取所述TCMS的控制信息并发送状态故障信息至所述TCMS；所述工作状态包括但不限于所述外部制动控制系统所属转向架的制动力健康状态、实际空气制动力、转向架载荷信息、轴速信息、轴减速信息及轴滑行信息，从而获取整个制动控制系统中所有制动控制系统的工作状态；所述行驶信息包括但不限于速度目标曲线、线路信息、岔道信息、ATP(AutomaticTrainProtection)安全相关信息，所述控制信息包括但不限于制动指令、牵引指令、制动级位、保持制动缓解、轮径设定，所述状态故障信息包括但不限于车辆载荷、空气制动施加状态、制动缸压力值、储风缸压力低、速度传感器故障、常用制动故障。进一步的，所述对外通信模块采用以太网的TRDP协议(TrainReal-timeDataProtocol)通信连接所述TCMS。信号采集模块，用于采集轨道车辆的轮轴速度、制动力信息及压力信息；自动驾驶模块，通信连接所述对外通信模块及所述信号采集模块，所述自动驾驶模块用于获取所述工作状态、行驶信息及所述控制信息，根据所述行驶信息的线路信息进行速度目标曲线跟踪，输出控制指令并将所述控制指令经所述对外通信模块发送至所述TCMS，所述自动驾驶模块配置为根据制动力信息进行制动性能分析，所述控制指令包括制动指令、牵引指令和/或级位信息。制动力计算模块，通信连接所述信号采集模块及所述自动驾驶模块，所述制动力计算模块通过所述信号采集模块获取制动力信息，根据所述制动力信息计算得到一制动力目标值；所述制动力信息包括轨道车辆牵引系统的电制动力值及制动控制系统的机械制动力值，以实现车辆的制动力需求计算及制动力分配工作。压力控制模块，通信连接所述信号采集模块、制动力计算模块及所述气动制动控制模块，所述压力控制模块获取所述压力信息中的制动缸压力及所述制动力目标值并根据所述制动力目标值控制该气动制动控制模块的电磁阀调节所述制动缸压力。基于此，通过控制气动制动控制模块的电磁阀动作，调节制动缸压力大小，产生与目标值匹配的制动缸压力，实现制动缸压力的闭环控制。其中，该气动制动控制模块用于将空气压力信号转换为电信号以供所述信号采集模块的压力采集模块获取制动缸压力，进而便于本实施例的电子制动控制模块调节制动缸压力。在其中一些实施例中，所述信号采集模块进一步包括：速度采集模块，通信连接所述自动驾驶模块，用于采集速度传感器发送的轮轴速度并发送至所述自动驾驶模块，以便所述自动驾驶模块通过所述速度采集模块直接获取轮轴速度并可计算得到轮轴减速度；硬线采集模块，通信连接所述制动力计算模块，用于采集轨道车辆通过硬线发送的所述制动力信息；压力采集模块，通信连接所述压力控制模块，用于采集所述空气压力信息，所述空气压力信息包括制动缸压力、空簧压力、总风压力、制动储风缸压力。在其中一些实施例中，所述自动驾驶模块配置为直接通过所述速度采集模块获取所述轮轴速度并计算轮轴减速度，或配置为通过所述对外通信模块获取所述轨道车辆的实际速度及减速度，以获取所述轨道车辆的真实运行速度，将所述真实运行速度作为真实制动状态。在其中一些实施例中，所述自动驾驶模块配置为通过比较所述制动力信息及所述真实制动状态进行制动性能分析，以便于得到制动误差并基于所述制动误差调制控制策略。在其中一些实施例中，所述自动驾驶模块配置为获取所述行驶信息中的当前轨道车辆所在位置的运行速度V0，即为当前轨道车辆所在位置运行速度的需求值或理论值，比较所述真实运行速度V1和运行速度V0并输出所述控制指令。在其中一些实施例中，所述制动力性能分析进一步包括：电制动性能分析，所述自动驾驶模块通过所述制动力计算模块获取所述电制动力值，对比所述电制动力值与所述真实制动状态得到制动误差并利用大数据统计方法分析所述制动误差；混合制动性能分析，具体的，在轨道车辆运行时，当电制动力不能满足整车的制动力需求时，轨道车辆的制动控制系统通过调节基础制动装置或气动制动控制模块的制动缸内的空气压力，推动闸瓦与车轮贴合或闸片与制动盘贴合的方式产生机械制动力。此时该轨道车辆处于电制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆制动控制系统，包括电子制动控制模块和气动制动控制模块，其特征在于，所述电子制动控制模块包括：/n对外通信模块，通信连接一制动管理网络、一信号系统及一车辆网络控制系统TCMS，所述对外通信模块通过所述制动管理网络获取至少一外部制动控制系统的工作状态，获取所述信号系统车载设备的行驶信息，获取所述TCMS的控制信息并发送状态故障信息至所述TCMS；/n信号采集模块，采集轨道车辆的轮轴速度、制动力信息及压力信息；/n自动驾驶模块，通信连接所述对外通信模块及所述信号采集模块，所述自动驾驶模块获取所述工作状态、行驶信息及所述控制信息，根据所述行驶信息的线路信息进行速度目标曲线跟踪，输出控制指令并将所述控制指令经所述对外通信模块发送至所述TCMS，所述自动驾驶模块配置为根据制动力信息进行制动性能分析；/n制动力计算模块，通信连接所述信号采集模块及所述自动驾驶模块，所述制动力计算模块获取制动力信息并根据所述制动力信息计算得到一制动力目标值；/n压力控制模块，通信连接所述信号采集模块、制动力计算模块及所述气动制动控制模块，所述压力控制模块获取所述压力信息及所述制动力目标值，并根据所述制动力目标值控制所述气动制动控制模块的电磁阀调节所述制动缸压力。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆制动控制系统，包括电子制动控制模块和气动制动控制模块，其特征在于，所述电子制动控制模块包括：
对外通信模块，通信连接一制动管理网络、一信号系统及一车辆网络控制系统TCMS，所述对外通信模块通过所述制动管理网络获取至少一外部制动控制系统的工作状态，获取所述信号系统车载设备的行驶信息，获取所述TCMS的控制信息并发送状态故障信息至所述TCMS；
信号采集模块，采集轨道车辆的轮轴速度、制动力信息及压力信息；
自动驾驶模块，通信连接所述对外通信模块及所述信号采集模块，所述自动驾驶模块获取所述工作状态、行驶信息及所述控制信息，根据所述行驶信息的线路信息进行速度目标曲线跟踪，输出控制指令并将所述控制指令经所述对外通信模块发送至所述TCMS，所述自动驾驶模块配置为根据制动力信息进行制动性能分析；
制动力计算模块，通信连接所述信号采集模块及所述自动驾驶模块，所述制动力计算模块获取制动力信息并根据所述制动力信息计算得到一制动力目标值；
压力控制模块，通信连接所述信号采集模块、制动力计算模块及所述气动制动控制模块，所述压力控制模块获取所述压力信息及所述制动力目标值，并根据所述制动力目标值控制所述气动制动控制模块的电磁阀调节所述制动缸压力。


2.根据权利要求1所述的轨道车辆制动控制系统，其特征在于，所述信号采集模块进一步包括：
速度采集模块，通信连接所述自动驾驶模块，用于采集一速度传感器发送的轮轴速度并发送至所述自动驾驶模块；
硬线采集模块，通信连接所述制动力计算模块，用于采集轨道车辆通过硬线发送的所述制动力信息；
压力采集模块，通信连接所述压力控制模块，用于采集所述空气压力信息。

【专利技术属性】
技术研发人员：李润华，石喆文，古龙瑞，聂振华，安震，
申请(专利权)人：青岛思锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37