[发明专利]一种轨道交通列车牵引制动系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通列车技术领域，尤其涉及一种轨道交通列车牵引制动系统及方法。

背景技术

轨道交通列车中列车的牵引、制动分别是通过牵引控制系统、制动系统控制执行，分布于各个车辆单元的牵引控制系统、制动系统通过车辆总线联结成一个列车网络，各系统与列车之间则通过列车通信网络进行信息交互。列车的牵引、制动主要有两种控制模式，一种为自动驾驶模式，由列车自动驾驶系统发出牵引/制动指令；另一种为人工模式，由司机在自动防护的情况下由司机操作司机控制器来实现牵引和制动。如图1所示，现有的列车牵引制动系统是基于网络控制数据的传输，各个车辆单元的制动系统、牵引控制系统通过网络控制系统进行信息交互，列车采用网络优先的控制方式实现牵引、制动，实现对整列车逻辑控制、列车监视功能和列车诊断功能。当列车网络通信正常时，由带司机控制室的车辆单元内中央控制系统作为主控制单元，并采集司机控制器或列车信号系统发出的牵引、制动命令及级位指令，通过列车通信网络发送到其余车辆单元的网络控制系统，由网络控制系统分发至制动系统、牵引控制系统完成各车辆单元的牵引及制动控制，同时每个车辆单元的牵引、制动信息通过列车通信网络反馈到司机控制室。

电空混合制动即为电制动与空气制动混合的制动方式，如图2所示，如上述传统的列车牵引制动系统在执行电空混合制动时，其控制过程如下：第一步，网络控制系统通过列车通信网络接收到司机控制室发出的列车控制指令（牵引指令、制动指令）；第二步，网络控制系统通过数据中转将列车控制指令（牵引指令、制动指令）按相应的指令周期将控制指令发送到牵引控制系统和制动系统；第三步，制动系统在接受到的列车控制指令为制动指令时，通过电空混合控制计算所需电制动力，并向网络控制系统发送出电制动请求指令；第四步，网络控制系统收到制动系统发出的电制动请求后，按相应的指令周期发送到牵引控制系统3；第五步，牵引控制系统收到网络控制系统发出的电制动请求后，牵引控制系统根据实际能力进行电制动施加，并实时将电制动反馈给网络控制系统；第六步，网络控制系统收到牵引控制系统反馈的电制动后，按相应的指令周期将电制动反馈发送到制动系统；第七步，制动系统收到网络控制系统发出的电制动反馈后，将不足的部分以摩擦制动力的形式输出。

上述传统的列车牵引制动系统通过网络控制系统传输控制数据，由于网络数据传输存在一定时延，因而在执行电空混合制动的制动力初始上升阶段、制动级位变化阶段、停车电制动转空气制动阶段均会影响制动准确执行，具体为：在制动力初始上升阶段，由于牵引力消退时间、牵引控制系统和制动控制之间的数据需要经过网络控制系统进行中转，且数据传输存在一定延时，因而经常出现多余的空气制动过冲或空走距离过长的现象，即使通过参数的设定调整也无法完全解决该问题；在制动级位变化阶段，由于电制力反馈不及时，因而经常出现追加的空气制动，并且往往还会与电制动叠加导致列车制动波动和冲击的现象；在停车电制动转空气制动阶段，由于电制力申请和电制力反馈的延时，同样会造成转换阶段由摩擦制动力施加与电制力施加叠加得到的总制动力不能及时响应制动指令，导致制动指令需要不断地调节，而使得制动距离计算不准影响精准停车。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低、能够实时执行制动控制、电空混合制动执行精度及效率高的轨道交通列车牵引制动系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种轨道交通列车牵引制动系统，包括中央控制系统以及分别与所述中央控制系统连接的制动执行装置、牵引控制系统，所述中央控制系统包括用于控制执行电空混合制动的制动控制模块；所述中央控制系统从列车通信网络中实时接收列车的牵引、制动指令，根据接收的指令启动所述牵引控制系统控制执行牵引操作，或通过所述制动控制模块控制所述制动执行装置、牵引控制系统执行电空混合制动操作。

作为本发明系统的进一步改进：所述中央控制系统与所述制动执行装置电气连接；所述中央控制系统与所述牵引系统通过列车通信网络连接。

作为本发明系统的进一步改进：所述制动控制模块包括电空混合控制单元以及摩擦制动控制单元，所述电空混合控制单元根据接收到的制动指令发送电制动请求至所述牵引控制系统，所述摩擦制动控制单元接收所述牵引控制系统的电制动反馈并计算所需补充的摩擦制动力，发送摩擦制动控制指令至所述制动执行装置。