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用于控制货物运输的、包括多个机车的轨道列车的系统

摘要

本系统提供对用于货物运输的铁路列车(TC)的控制,该列车包括多个货车(W)、列车(TC)头部处的主机车(ML)、以及沿列车(TC)分布的一个或多个从机车(SL)。列车(TC)配备有沿整个列车(TC)延伸的气动制动管BP。主机车(ML)配备有用于控制列车(TC)的主控制系统(MS),并且至少一个从机车(SL)配备有从属于主控制系统(MS)的从控制系统(SS)。主系统和从系统(MS、SS)可以经由无线电信道相互通信。该或每个从动系统(SS)被设计成控制牵引装置(614)、用于控制制动管(BP)中的压力的控制装置(606‑608)、以及用于应用对应的从机车(SL)的紧急制动并且用于向主系统(MS)转发指示从机车(SL)的这些装置状态的信号的装置。主系统(MS)能够解释由主机车(ML)的驾驶员传达的牵引命令和制动命令,以及能够以在局部执行的制动管(BP)中的牵引设定点值和压力设定点值的形式向从系统(SS)发送对应的命令。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-06-19

    授权

    授权

  • 2018-06-05

    实质审查的生效 IPC(主分类):B60T13/66 申请日:20160809

    实质审查的生效

  • 2018-05-11

    公开

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说明书

本发明涉及用于控制用于货物运输的、包括多个机车的轨道列车的系统。

更具体地说,本发明涉及在所附权利要求1的前序中限定的类型的控制系统。

在欧洲,用于货物运输的轨道列车通常包括拖拉多个货车的机车。该类型的列车的最大长度是由欧洲标准局UIC(联合国际公民联合会)指定的,并且基于制动系统的功能特性,该功能特性也由该局管理。

现有技术中轨道制动技术的一些基本原理现在将被重述,以便于理解本发明。

机车通常配备有为制动阀或旋塞的设备,其可由驾驶员操作以调整从机车延伸通过整个列车到最后的列车的制动管中的气动压力。

制动管用于供应和控制列车的每个组成车辆中的所有局部制动装置。根据用于该制动管的UIC标准,如图1中的曲线图所示,其将制动汽缸处的制动压力pCF的值与制动管中的压力pCG相联系,管中的压力可具有在3.5巴到5巴的范围内的标称运行值:3.5巴的值对应于列车的完全制动的状态,而5巴对应于列车的零制动的状态,并且从3.5巴上升到5巴的中间压力值对应于从完全制动到零制动成比例下降的列车制动力。

在初始应用制动时,制动压力降低通常通过0.5巴的第一负压力“阶梯”应用,与随后的所述压力的变化相比具有相当大的时间增量Δp/Δt。这个压力阶梯在制动管内像声波一样以接近于声音在空气中的速度传播。在管内传播期间,由于空气与管壁和弯头之间的摩擦干扰,所述负压力阶梯的幅度减小。

管中的压力从3.5巴到0巴的进一步的降低对应于在紧急制动时发生的管的完全排空:该状态有利于尽可能最快地排空管,对应于尽可能最快地应用制动。

轨道列车的每个车辆均配备有被称为分配器阀的制动设备,其被设计用于执行下述的某些功能。

图2示出列车中的通用车辆的制动系统的气动图:根据图1的图,连接到制动管BP和控制储存器CR的分配器阀DV将制动压力发送给制动汽缸BC,转移以5巴存储在辅助储存器AR中的空气。

分配器阀DV具有以下三个主要功能:

-根据图1的转移功能,依照制动管BP中的压力变化来施加和释放车辆上的制动力;

-向辅助储存器AR重新供应空气:当该储存器中的压力低于应用制动之后制动管BP中的压力时,分配器阀DV继续将空气从管BP转移到辅助储存器AR直到它们的压力相等;因此,当列车的引导机车通过分配器阀DV命令列车制动完全释放时,分配器阀DV将管BP中的压力恢复到5巴,因此货车的分配器阀将相应的辅助储存器AR中的压力增加到5巴,从而均衡管BP中的压力;因此列车制动全部释放所花费的时间基本上等于将所有辅助储存器AR完全填充至5巴所花费的时间;

-再生和传播0.5巴的第一压力“阶梯”:即使分配器阀DV的初始振幅0.5巴由于在制动管中的传播而部分地衰减,分配器阀DV也可以检测到第一制动“阶梯”的特性梯度Δp/Δt在管BP中的存在;当已经检测到该梯度Δp/Δt的存在时,分配器阀DV从管BP瞬时吸取预定量的空气,使得压力“阶梯”的值立即恢复到标称的0.5巴;因此压力“阶梯”被“再生”并且朝向列车中下一个车辆的分配器阀传播;这一系列事件发生迅速,从而防止沿制动管BP传播上述压力阶梯的任何总延迟。

列车的机车包含驾驶员制动阀(DBV),其为电气动设备,其示意图在图3示出。该设备通常包括继电器阀RV,其在控制室中的参考压力(此后称为“设定点”)由电磁充气阀LV以及由电磁排出阀DV控制,电磁排出阀DV由与驾驶员的制动手柄BM配合的电子单元ECU控制。根据驾驶员的请求,如果请求部分或全部释放列车制动,则ECU提供压力超过3.5巴的设定点,或如果请求全部释放,则ECU提供等于5巴的设定点。中继阀RV然后开始向制动管BP供应空气,从大于5巴,例如通常在8巴到10巴的范围内的压力下的压缩机(未示出)供应的主储存器MR中吸取空气,只有当其中的压力公称地等于设定点值减去中继阀的容差时,才中断向管BP供应的空气。

如上所述,在填充制动管BP的该步骤中,从主储存器MR通过中继阀RV供应到该管的空气有助于在列车的每个车辆上额外填充辅助储存器AR。

如果请求部分或全部应用列车制动,则控制单元ECU根据驾驶员的制动请求提供小于5巴的设定点压力,在最大制动的情况下减小到3.5巴。在此动作之后,中继阀RV开始通过向大气排出空气来“排空”制动管BP,并且仅当其中的压力名义上等于设定点值减去中继阀的容差时才中断该管BP的排空。

当接收到紧急制动请求时,管BP中的压力设定点变为0巴,中继阀RV导致管BP完全排空。同时,连接在中继阀RV和管BP(图3中未示出)之间的高流量紧急阀立即打开,以便安全地将管BP中的压力降低到零,从而加速其排空过程。

列车的长度明显地以基本上成比例的方式影响管BP的填充和排空时间,因为列车长度的增加伴随着要通过中继阀RV和紧急阀引入或移出管BP的空气量的增加,并增加由于空气与管BP的壁的摩擦而导致的减速效果。

特别地,由于该摩擦,在应用或释放制动的现象的动态阶段期间,沿列车的管BP中的压力在相对较长的时间段内是不统一的。

图4中的曲线图示出由于紧急制动的应用,由50个车辆组成的1200米长列车的制动管BP中的压力在时间上的变化,这些压力在每个车辆上测量:图4中下面的曲线对应于在机车旁边的车辆的压力变化,而上面的曲线对应于最后一个车辆的压力变化。可以看出,第一个车辆中的压力在大约3秒内达到3.5巴(对应于最大制动值),而最后一个车辆中的压力在大约37秒内达到3.5巴的值。

因此,如图5中的曲线所示,列车中最后一个车辆的制动汽缸处的制动压力(这里由最右边的曲线所示)达到最大值,延迟时间相对于第一车辆(由最左边的曲线表示)超过30秒。

类似地,当制动被释放时,列车头部处的管BP中的压力立即与设定点值相匹配,同时列车后部处的压力值缓慢增加,直到重新平衡头部与后部之间的压力以及填充所有辅助储存器(AR)所需的整个空气量已经从主储存器MR通过中继阀RV行进到管BP。增加中继阀RV的流量并不解决这些问题,因为对于这些长度来说,阀/制动管系统的流量限制实际上仅仅由管BP中的空气的流体动力学摩擦来确定。

上述沿管BP的压力的瞬时不统一性现象对运动列车的动态行为有直接影响,沿列车产生纵向压缩力,使得产生有利于脱轨的状态。UIC标准允许出现这些现象,并基于有关每个轴的最大重量限制以及制动系统能够达到的达到欧洲规范规定的停止距离的力的欧洲参数,指定旅行列车的最大安全长度750米。

货物列车750米的长度现在构成降低货物往来效率的限制:欧洲轨道运营商需要能够操作长达1500米的较长列车,也就是说由UIC标准设定的目前的安全限制的两倍。

为此,在制动阶段的瞬态过程中,有必要限制沿管BP的压力均衡的不统一性和延迟,从而将纵向压应力和相关的脱轨风险降低到安全水平。还应该牢记的是,该长度的列车,当用特别重的车辆形成时,可需要的牵引力远远高于现代欧洲机车可以开发的牵引力。

已知在UIC地区存在用于增加牵引能力的解决方案:其包括将引导机车耦接到至少第二机车,第二机车经由互连电缆而由引导机车来控制。然而,该解决方案具有局限性,这是由于两个机车可以施加到列车的最大牵引力对应于第二机车与列车的其余部分之间的耦接的极限应力,以及由于在制动瞬态期间改善管BP中的压力均衡仍未解决。

在美国轨道地区,受AAR(美国轨道协会)规定的管制,有更有效地处理问题的已知解决方案;该解决方案在于使用在图6中示意性示出的被称为“分布式动力”的方法,其中在轨道列车TC中使用两个或更多个机车,即在列车TC的头部处的主机车ML和在列车内设置在列车的货车W之间的一个或多个从机车SL。该列车与名为Locotrol(注册商标)的控制系统相关联,现在将简要描述其主要特性以改善对本发明的后续理解。

如图7中示意性示出的,该控制系统包括位于主机车ML上的主系统MS和各自位于从机车SL上的一个或多个从系统SS。主系统MS经由专用无线电信道与从系统SS通信,该专用无线电信道在预定义的通信协议支持的约450MHz的频率上操作。主系统MS实时检测驾驶员在用于牵引TRC和制动BRC的控制设备上的动作,并且将对应的数据发送到(一个或多个)从系统SS,该从系统SS具有局部“重复”由驾驶员传达给从机车SL的牵引装置和制动装置的命令的功能。

在牵引阶段中,在同步的牵引命令下,具有沿列车分布的多个机车使得能够更好地使用可用的牵引力,因为峰值拉伸应力不集中在(一个或多个)牵引机车的下游连挂上,如在具有双引导机车的欧洲解决方案中一样,而是分布在沿列车分布的各种机车下游的所有连挂上。其结果相当于将列车分成两个或更多个的子列车,由分布式机车单独拖拉。

在制动的施加期间,在同步的制动命令下,具有沿列车分布的多个机车意味着具有沿列车分布的制动管BP的排空点。其结果相当于将列车分成由(一个或多个)从机车的位置限定的子列车,其中每个子列车的制动管BP的每个节段在其端部被单独地排空。这表现在制动瞬态期间管BP中的压力的不统一性以及沿列车的纵向应力峰值的大大降低。此外,制动发生在更短的时间间隔内,对应于管BP的排空时间的缩短。

类似地,在释放制动期间,在同步的制动释放命令下,具有沿列车分布的多个机车对应于具有沿列车分布的管BP的填充点。同样在这种情况下,结果相当于将列车分成由从机车的位置限定的子列车,其中每个子列的管BP的每个节段在其端部被单独填充,制动释放时间大大缩短。

该系统根据被称为“通信损失空闲”的程序对主系统MS和从系统SS之间的无线电通信的损失做出反应,其描述可以在轨道文献中容易地找到,也可在互联网上获得。根据该程序,从系统SS开始将从机车SL处存在的牵引作用力逐渐减小到零,并且同时隔离从机车SL上的管BP的控制,如果从驾驶员接收到制动请求,则将排空制动管BP的任务单独留给主机车ML。然而,该“退化”模式并不被认为是AAR地区的危险情况,因为根据AAR,对制动系统和停止距离的要求远低于等效的UIC要求,因此在制动瞬态期间制动管BP中的压力排空的延迟和不统一性是可接受的。

另外,与使用根据UIC的缓冲器的压缩连挂相比,尤其在列车必须通过弯曲时,在使用AAR连挂的车辆之间的压缩连挂提供更高的列车稳定性和更大的纵向应力耐受性。一般而言,仅通过从主机车ML排空管BP来执行的长度为UIC列车长度的两倍或三倍的AAR轨道列车的制动不会导致脱轨风险。

AAR地区的轨道运营商在乘客运营商和货物运营商之间实际上是分开的。因此,客运轨道网和货运轨道网之间存在明显的分离,并且不需要为这两种运输提供统一的运营要求。

在AAR地区中,主系统MS和从系统SS之间的无线电信号的功率具有接近30W的值。

相反,在欧洲的环境下(UIC地区),客运必须与货运共享轨道网,而且这两种类型的列车都必须遵守相同的规范并且遵循相同的停止距离。

ETSI(欧洲电信标准协会)标准在450MHz频率附近准许的最大无线电发射功率目前为500mW,并且不可以认为将来会获得授权以将发射功率增加到1W以上的值用于轨道应用,尽管该水平远低于AAR规范所准许的功率。

而且,欧洲轨道网的隧道比美国货运网要多。从传播理论可知,450MHz左右的频率在隧道中经历高衰减,并且在发射系统和接收系统位于隧道的相对端部的外部的情况下,通信可完全被阻断。因此,在UIC应用中损失无线电通信的可能性大大高于在AAR应用中损失无线电通信的可能性。

以上描述清楚地表明,如果根据欧洲标准和条件进行操作,则根据AAR规范的分布式动力系统提供大幅降低的可用性水平,并且对客运造成较高的堵塞风险。此外,针对AAR地区定义的通信损失空闲程序不能应用于长度超过750m的UIC列车。

US 8 190 311 B2描述了在EP 0 983 920中部分预期的解决方案,其可以例如经由Locotrol(注册商标)系统来实现,使得与通信损失空闲程序的规定相反,如果不存在无线电通信,并且如果在制动管BP中存在由主系统MS产生的并由从机车SL上的从系统SS检测到的压力降低,其中该压力降低大于预定值,例如0.5巴(约7磅/平方英寸),则从机车SL上的从系统SS就它们本身而言应用0.7巴(约12磅/平方英寸)或更高的永久压力降低,有助于进一步排空机车SL所位于的沿列车的点处的制动管BP,从而缩短制动时间,最重要的是限制纵向应力。移除由从机车SL应用的压力降低仅在无线电通信恢复时发生。

然而,该解决方案仅部分地解决AAR地区使用的分布式动力方法的适用性问题。这是因为,虽然根据US 8 190 311 B2的程序部分地减小了纵向应力和脱轨的风险,但是如果持续不存在无线电通信,则其不提供对继续操纵列车的需要的响应,即使是在劣化模式下。

因此,本发明的一个目的是提出用于控制用于货物运输的轨道列车的改善的系统,其具有分布式动力类型的组成,特别是用于控制(一个或多个)从机车,如果需要的话,该系统在无线电通信损失的情况下使得驾驶员能够在有限的操作条件下(例如在减速情况下)操作列车牵引和制动而不受时间限制。

根据本发明,使用本文开头限定的类型的系统实现本目的和其它目的,其主要特征在所附权利要求1中限定。

从属权利要求限定根据本发明的控制系统的方便的实施例。

参考附图,本发明的其它特性和优点将从仅通过非限制性示例提供的以下详细描述中变得显而易见,在附图中:

图1(上述)是示出在列车中的车辆上施加和释放制动力时施加到制动汽缸的压力和制动管中的压力之间的相关性的曲线图;

图2(上述)示出列车中的通用车辆的制动系统的气动图;

图3示出驾驶员的制动阀的电气动示意性图;

图4(上述)是一组曲线图,示出长度为1200米的列车的多种车辆中的制动管中的压力分布;

图5(上述)是一组曲线图,示出在列车的各种车辆中制动压力施加到制动汽缸的延迟;

图6(上述)是包括主机车和至少一个从机车的轨道列车的示意性表示;

图7(上述)是用于在包括主机车和至少一个从机车的列车中使用的主系统和从系统的示意性表示;

图8是用于实施本发明的从系统SS的示意性方框图;以及

图9和图10分别是示出由根据本发明的控制系统中的系统从动装置执行的制动过程和牵引过程的流程图。

本发明提出用于列车的控制系统,该列车包括主机车和处于列车中的中间位置的至少一个从机车,即图6中示意性示出的列车。该系统尤其涉及在存在与主机车无线电通信的损失的情况下控制从机车的程序。

为此,关于制动管BP中的压力控制,与Locotrol(注册商标)系统和通信损失空闲程序的规定相比,遵循以下原则:

-当主机车ML激活制动,从而降低管BP中的压力时,观察管BP中的压力的从机车SL上的从系统SS必须能够识别事件并且通过尽可能接近由主机车ML传达的制动命令来有助于降低所述压力,在所有情况下都有助于减小停止距离并且使制动过程尽可能沿列车统一化,从而避免过度纵向应力的发展;如下面更充分描述的,这通过根据下面描述的算法局部致动多个负压力“阶梯”来实现。实际试验已经表明,在5巴至3.5巴范围内的两个或三个压力降低阶梯足以正确控制管BP中的压力;

-如果主机车ML在管BP中的压力降低到规定值之后检测到管BP中的压力稳定在该特定值,则从机车SL上的从系统SS必须能够识别压力稳定已经发生,并且因此必须将它们的用于控制管BP的DBV设备与管BP自身隔离,允许该管完全稳定在规定的压力值,管BP仅由主机车ML控制;该程序允许沿整个列车的所有分配器阀DV的完全和一致的均衡;

-如果主机车ML启动在管BP中再次增加压力的相反过程以减少列车的制动,则从机车SL上的从系统SS必须能够识别该事件,并且如果它们自己的用于控制管BP中的压力的设备还没有被隔离,必须立即执行与管BP的隔离或为执行与管BP的隔离做准备,从而允许该管的填充仅由主机车ML实行;该程序允许主机车ML继续沿整个列车保持所有分配器阀DV的完全和一致的均衡。

同时,仍然在没有无线电通信的情况下,与Locotrol(注册商标)系统和通信损失空闲程序的规定相比,牵引控制遵循以下原则:

-当检测到无线电通信中断状态时,如果列车的制动完全关闭,即管BP名义上处于5巴(在UIC系统中)的压力下,则从机车SL上的从系统SS必须启动逐渐减小牵引力的程序,直到达到牵引作用力的预定值γ,其预定梯度为γ1,该值γ可能为零;当牵引作用力变得稳定在除零以外的值γ时,主机车ML能够在来自从机车SL的贡献下继续拖拉列车。举例来说,该贡献γ可以被校准,以便允许主机车ML在有限的速度条件下在路线的指定最大梯度上拖拉列车:事实上,如果贡献为零,则在最大坡度的情况下,可能存在单独来自主机车ML的用于拖拉火车的牵引作用力不足的风险,并且列车可能不可移动地停止在路线上;上述值γ和γ1可以由操作员在开始任务之前根据与任务相关联的路线需求预先初始化;另选地,可以将γ和γ1的值的映射加载到每个从系统SS的存储器中,并且连接到每个从系统SS的定位系统(诸如GPS系统)可以使得γ和γ1的值能够根据列车的地理位置进行修改;

-如果从系统SS检测到管BP的压力降低,则它们必须立即将牵引作用力降低到零;如果主机车ML通过降低管BP中的压力开始制动程序,则该动作由独立于从系统SS的设备自动执行,本领域技术人员称之为“牵引关闭”设备;

-如果管BP由于如上所述的制动释放程序而达到标称5巴(UIC)的压力,则机车SL上的从系统SS开始逐渐增加牵引力的程序,直到达到上述预定值γ,其具有梯度γ2,γ2不一定等于γ1;梯度γ2也可由操作员在任务开始之前预先初始化,或可映射在从系统SS的存储器中并且基于由定位系统指示的列车的地理位置来选择。

图8示出说明从系统SS的架构的示意性方框图。

在该图中,细线指示电气连接,粗线指示气动连接。

电子控制单元601连接到用于与相同列车的其它主系统MS或从系统SS通信的无线电/调制解调器单元602。

控制单元601还连接到负责产生对应于设定点605的气动控制压力604的电-气动模块603,所述设定点605由控制单元601产生。气动操作压力604被供应给高流量气动中继阀606的控制室,其入口端口617经由隔离阀(截止阀)607和隔离旋塞608连接到管BP。中继阀606将管BP中的压力设定为与其控制室相同的值。如果管BP中的压力低于控制室中存在的压力的值,则中继阀606通过从供应设备611抽取压缩空气来增加管BP中的压力,供应设备611一般处于高于管BP中最大可允许操作压力值的压力下,所述值通常在8巴到10巴的范围内。

在向管BP供应压力期间,通过介于供应设备611和中继阀606之间的流量传感器612来测量供应的气流,并且将该流量值连续地供应给控制单元601。当管BP中的压力等于中继阀606的控制室中设定的压力时,该中继阀606中断向管BP的压力供应。

如果管BP中的压力变得高于控制室中存在的压力值,则中继阀606通过从该管抽取压缩空气并经由其排出口610将压缩空气排出到大气来降低管BP中的压力。在管BP排空期间,流量计612仍将测量零流量。当管BP中的压力等于中继阀606的控制室中设定的压力时,所述中继阀606中断排空所述管的动作。

由控制单元601控制的隔离阀607旨在防止中继阀606填充或排空管BP中的压力。

压力传感器613测量管BP中的压力,并且该测量由控制单元601实时获取。由于压力传感器613位于离中继阀606一定距离处,并且在所有情况下位于隔离阀607和隔离旋塞608的下游,如果气流通过中继阀606的排出端口610从管BP传递到大气,则其将在压力传感器613进行测量的位置和中继阀606的端口617之间产生压降。因此,控制单元601可以通过评估由压力传感器613测量的压力和由用于中继阀606的控制室的电-气动模块603设定的压力值604之间的差异来推断是否存在从管BP传递到排出端口610的气流。

另选的解决方案是插入另一个压力传感器618,其气动端口连接在中继阀606的端口617附近,并且其电信号被发送到控制单元601。因此,控制单元601可以通过使用由压力传感器613和618检测到的值的差压测量来验证气流的存在。

被设计成提供牵引系统的速度和扭矩控制的牵引控制单元614从控制单元601接收牵引作用力设定点616。

用于检测管BP中的压力的设备615(通常为压力开关)连接到牵引控制单元614,并且被设计成如果管BP中的压力相对于5巴的标称值开始下降,则允许牵引扭矩被禁用。

图9的流程图描述从系统SS中的制动过程。该图特别描述周期性地调度的任务,例如但不局限于每100毫秒。

本领域技术人员将会知道,所述流程图也可以在无限循环中执行,只要它可以保证例如每100ms的稳定的执行周期性。

图9的图参考存储在控制单元601中的压力值使用定义“5巴标称值”,该值表示在列车初始化步骤期间存储的,在列车TC的制动关闭状态下的管BP中的压力的局部值。

轨道制动系统领域的技术人员将知道有必要使用该值,而不是5巴的绝对值,因为在非常长的列车中,管BP中远离主机车ML的点处的压力由于沿管BP的损失可具有稍低的值,在这种情况下,5巴的绝对值可能导致算法不正确地运行。

参考图9的流程图,

·如果步骤701指示无线电通信可用,则方法进行到步骤702,其中从系统SS执行从主系统MS接收到的任何制动应用或释放命令,然后退出该任务;

·如果在步骤702发现无线电通信不存在,则方法进行到步骤703,其中控制单元601通过读取来自压力传感器613的信号来检查管BP中的压力是否约等于5巴标称值,也就是说是否存在制动释放状态,使得列车可以继续行驶,或压力是否小于5巴标称值,也就是说处于制动部分或全部应用的状态;如果管BP中的压力约等于5巴标称值,则方法进行到步骤704;否则方法进行到步骤710;表达“约等于”意味着在步骤703中执行的测试包含允许测量噪声和压力的微波动的公差范围;

·在步骤704中,控制单元在5巴标称值下使用的设定点值被确认:控制单元601激活切断阀607(图8),将中继阀606与管BP隔离,并且防止该中继阀606影响管BP中的压力;因此从系统SS的控制单元允许主系统MS对管BP中的压力进行排它控制;

·然后方法进行到步骤705,其中控制单元601通过读取来自压力传感器613的信号来检查0.5巴标称值的负阶梯是否正沿管BP传递,也就是说主系统MS是否已经启动制动循环;

·在步骤706中,基于在步骤705中进行的检查结果作出决定:如果没有识别到负压力阶梯,则意味着管BP在制动释放状态下是稳定的,没有其它要执行的步骤,并且退出任务;然而,如果识别到负阶梯,意味着由主系统MS开始应用制动,则方法进行到步骤707,其中控制单元601禁用切断阀607,使得从系统SS能够通过适当地控制中继阀606来修改管BP中的压力;然后方法进行到步骤708,其中压力设定点被减小量α>0.5巴,例如1巴;作为该动作的结果,电-气动单元或模块603(图8)将中继阀606的控制室中的压力设定为标称值(5巴-α),或者在该示例的情况下设定为4巴;因此中继阀606继续通过加速将管BP排空到4巴来局部地排出管BP,从而沿列车以更统一的方式在列车制动中协助主系统MS;

·在步骤709中,将超时设定为预定值并开始;该超时将在下述步骤中递减;其目的是向从系统SS指示何时中断管BP的排空,如下所述;在超时开始之后,任务退出;

·如果在步骤703中检测到管BP中的压力低于5巴标称值,也就是说制动部分或全部应用的状态,则执行步骤710,其中检查从系统SS是否处于“切入”或“切断”状态,也就是说该系统是控制管BP还是与其隔离;

·如果步骤710指示从系统SS处于“切断”状态,也就是说中继阀606不影响管BP中的压力,则方法进行到步骤711,其中检查管BP中的压力是否经历表明来自主系统MS的制动请求的可能继续的负变化;

·如果在步骤711中发现管BP中的压力具有零变化或正变化,则方法进行到步骤712,其中控制单元601将其自己的设定点添加到管BP中的压力的当前值,以当在下一次执行任务时返回步骤711时,进行精确测量;流程711至712对于本发明是重要的,因为可以看出,在该阶段中,从系统SS允许主系统MS填充管BP,因此即使在没有无线电的情况下也释放制动,尽管比在无线电通信存在时从系统SS做出贡献的情况下慢得多;在该模式下,允许列车保持运动,但其具有更长的反应时间,并且速度可能降低;从另一角度来看,根据本发明操作的从系统SS继续在安全状态下起作用,也就是说,如果没有无线电通信,则永不独立地释放制动,但如果驾驶员请求,则仍然允许通过主系统MS缓慢释放制动;

·如果在步骤711中发现管BP中的压力具有负变化,指示主系统MS正在进一步请求降低管BP中的压力,则方法进行到步骤713,其中通过切断阀607起作用的控制单元601将中继阀606重新连接到管BP;紧接着在步骤714中,从当前设定点值中减去不一定等于α的负压力阶梯β:该新值成为中继阀606的控制室中的参考压力,中继阀606继续使管BP达到所述新的设定点值;在步骤715中,将与关于步骤709所描述的超时相同的超时设置为预定值,然后开始;

·如果在步骤710中发现中继阀606连接到管BP,也就是说,如果所述中继阀可以影响管的压力值,则方法进行到步骤716,其中观察来自流量计612的信号的控制单元601检查中继阀606是否有可能将来自供应设备611的空气转移到管BP;如果是该情况,则指示管BP中的压力低于当前设定点,也就是说主系统MS正在命令低于从系统SS的当前设定点的压力,并且方法进行到步骤717,其中控制单元601立即将中继阀与管BP隔离,防止空气的再进入;这是本发明的重要方面,因为它示出在无线电通信不存在的情况下,从系统SS如何自动防止空气进入到管BP中,也就是说,它与主系统MS正在进行的排空相反,所述排空指示将制动水平增加到大于对应于存在于主系统MS中的当前设定值的值的决定;方法然后进行到上述的步骤711:实际上,由于步骤717,管BP中的压力减小,这将导致中继阀以β巴的更低的值操作,从而重新开始管BP的排空,其在与主系统MS起作用的方向相同的方向起作用;

·在步骤716中,如果控制单元601通过读取流量计612的信号来验证没有从供应设备611到管BP 609的气流,则中继阀606已经达到与主系统MS所命令的压力值相同的压力值,或仍然正在排空管BP:该第二种情况可能是由于两种不同的情况造成的,即第一种情况,我们称之为S1,其中管BP仍然正在被主系统MS和从系统SS二者排空,第二种情况,我们称之为S2,其中对压力设定点施加的负减量(不管其是α或随后的进一步减量β,还是由于流程图中的进一步迭代造成的进一步的减量n*β)已经使从系统SS的设定点达到低于主系统MS中设定的值的值;在该第二种情况(S2)下,两个设定点处于冲突情况,因为主系统MS的中继阀继续填充管BP,试图与从系统SS的中继阀相对,从系统SS的中继阀继而尝试通过从其侧抽空管BP来与主系统MS的中继阀相对;在该情况下,开始使用在步骤709和715中描述的超时:在步骤718中超时递减,并且在步骤719中检查该超时是否已经被重置为零,如果不是该情况,则任务退出;如果超时已经达到零值,则方法进行到上述的步骤717;在该情况下,如果步骤711在管BP中找到正压力梯度(或零压力梯度),则这意味着系统处于情况S2,因此将允许主系统MS填充管BP,直到其值沿其整个长度变得统一;相反,如果步骤711发现负值,则这意味着系统处于情况S1,然后进行到步骤713,从系统SS将通过辅助主系统重新开始管BP的排空。

另外,并且与US 8 190 311 B2的规定相反,本发明允许在已经开始的制动阶段期间丢失无线电通信信道。实际上,当制动已经由系统通过无线电命令起动并且执行时,也就是说在步骤701、702的路径中过渡期间并且管BP已经达到稳定值,出现了最复杂的情况:如果在该阶段损失通信,则系统不能再受益于0.5巴的负阶梯所代表的信息;在该图中,该情况由一系列步骤701、703、710、711表示,其中在步骤711中,从系统SS检查是否正在出现进一步的负变化,指示管BP通过主系统MS的进一步排空;由于主机车和从机车之间的管BP的长度,如果控制单元601将通过永久激活隔离阀607来保持中继阀606耦接到管BP,则中继阀606将主动地设定对应于设定点值605(图8)的压力值:在该情况下,在局部,管BP中的压力值将仅受由主系统MS设定的变化(甚至大的变化)的最小影响:然后从系统SS的控制单元601将不可能通过经由传感器613进行的连续测量来检测表明由主系统MS命令的压力变化的管BP中的压力变化,至少在足够的时间内防止管BP中压力值的过度不统一性;为了克服这个缺点,即使在无线电通信存在的情况下,控制单元601也保持隔离阀607并且因此保持与管BP耦接的中继阀606仅在压力瞬态期间通电,也就是说仅当主系统MS执行的动态行为必须重复时通电;当控制单元601通过等同于参考图9的流程图描述的方法检查到管BP已经稳定在由主系统MS设定的值时,所述控制单元601将进行使隔离阀607断电,从而将中继阀60与管BP隔离,并且因此允许管BP中的压力根据由主系统MS设定的压力变化在尽可能最短的时间内局部变化。

图10的流程图描述由从系统SS执行的牵引控制过程。类似于图9的图,图10的图特别示出周期性调度的任务,例如每100毫秒。本领域技术人员将会知道,该流程图也可以在无限循环中执行,例如,只要其可以确保稳定的执行周期性,例如每100毫秒。

因此,参考图10的图:

·如果在步骤801中发现存在无线电通信,则执行步骤802,其中从系统SS执行从主系统MS接收的任何牵引应用或释放命令,然后该任务退出;

·如果步骤801指示不存在无线电通信,则方法进行到步骤803,其中检查管BP中的压力是否大于值(5巴标称值-ε),其中ε可具有0.5巴的值,例如:如果该压力小于(5巴标称值-ε),则方法进行到步骤804,其中控制单元601将用于牵引控制单元614的牵引请求重置为零;设备615在任何情况下都执行相同的动作,确保如果存在制动请求,则牵引系统立即停止产生牵引作用力;

·如果在步骤803中,管BP中的压力大于值(5巴标称值-ε),则方法进行到步骤805,其中检查牵引请求值是否大于值γ,如果无线电信号丢失,如果没有应用制动应用,则牵引请求应该维持在γ;如果是该情况,则该方法进行到步骤806,其中将要发送到牵引控制单元614的牵引请求的值被递减一个值,使得产生梯度δ1,之后任务退出;

·如果在步骤805中发现牵引请求的值不大于值γ,则方法进行到步骤807,在步骤807中,检查牵引请求的值是否小于值如果这是则进行到步骤808,在步骤808,待发送给牵引力控制单元的牵引请求的值增加一个值,使得产生梯度δ2,之后任务退出;

如果在步骤807中发现牵引请求的值小于值γ,这意味着牵引请求的值等于γ;也就是说,从机车SL在无线电信号丢失的情况下以预定值提供牵引力。

当然,本发明的原理保持相同,在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,实施例的形式和构造的细节相对于已经纯粹通过非限制性示例给出的描述和示出的那些可广泛地变化。

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