[发明专利]基于ATP/ATO设备的重载机车信号的同步控制方法

权利要求书

1.一种基于ATP/ATO设备的重载机车信号的同步控制方法，其特征是它包括列车动力分布的同步控制及无线数据的同步传输：

    首先，为每个机车安装一套完全相同的ATP/ATO设备，以便于编组；

其次，以沿运行方向的一端的机车作为列车的主控机车，负责与列控调度中心通信，同时由主控机车根据线路状况和编组情况计算动力分布并向从控机车发同步控制命令，从控机车接受主控机车的命令，同步施加牵引或制动力；主控机车根据以下力学模型为从控机车分配牵引或制动力，车载ATP将调节各个机车的牵引和制动命令,车载ATO进行实时驱动或制动，从而达到有效的同步载荷控制：

M_ia_i=FC_i-l-FC_i –FW_i+FTE_i-FDB_i–FB_i                         

式中，ai为第i车的加速度；Mi为第i车的质量；FC_i-l为第i车的前车钩力，i=0时，FC_0-l=0；FC_i为第i车的后车钩力，当i=n时，FC_n=0；FW_i为第i车的总的运行阻力，包括等效运行阻力、坡道力、曲线阻力、起动阻力等；FTE_i为牵引力，仅作用于机车；FDB_i为动力制动力，仅作用于机车；FB_i为第i车的空气制动力；

第三，主从机车间控制命令采用GSM-R数字移动通信网作为机车信号的无线通信同步链路；主控机车ATP/ATO把命令信号通过车载通讯COM将数据发到GSM-R网的地面通讯节点，地面通讯节点经网络管理转发到从控机车的COM，从控机车的ATP/ATO接到命令后实现动力分布的阶梯控制，并采用心跳同步信号和镜像计数器技术实现信号同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的ATP/ATO控制设备的互通同步机制是在主从逻辑点对点的通讯中，实现时间同步，按50ms的心跳间隔输出同步信号，ATP/ATO内部的实时控制能捕捉到同步信号并跟踪，一旦发生同步信号错位，通过比对镜像计数器进行再同步；如果错位超过设定的时间阀门，主从机车的ATP/ATO按默认的动力分布经验模型采取紧急制动，防止断钩或其它事故发生，同时在司机室DMI上发出报警信号，记录事故事件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的ATP/ATO设备包括ATP插箱、ATO插箱、通讯COM模块、DMI界面、测速设备和天线，所述的ATP插箱采用3取2安全计算机， 3路CPU各自独立运行，当2路或3路CPU计算的结果相同时，输出控制逻辑；ATP插箱负责列车的安全性功能，包括命令的产生、传输以及施加紧急制动； 所述的ATO插箱是一个基于CPCI局部总线的嵌入式控制器，用于完成信号对机车的控制驱动；所述的通讯COM模块负责与地面GSM-R通讯节点链接通信；所述的DMI界面用于提供ATP/ATO控制设备的状态、显示列控中心的命令和列车运行速度；所述的天线用于在有地面应答器的线路上接受应答器提供的线路数据及临时限速；ATP插箱与ATO插箱及通讯COM模块采用以太网接口传递消息，与操作界面屏采用422接口。