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原文传递一种基于双空气制动管的重载列车循环制动方法及系统

专利名称：	一种基于双空气制动管的重载列车循环制动方法及系统
摘要：	本发明公开一种基于双空气制动管的重载列车循环制动方法与系统，所述方法包括：S1：实时监测列车工况，获取线路数据与列车运行数据；S2：根据列车运行数据，判断是否满足触发空气制动条件，根据前方线路下坡坡道信息制定制动策略；S3：根据所选制动策略进行双制动气管下的循环空气制动，双气管交替循环制动，并根据线路下坡坡道实时调整动力制动施加量；S4：判断列车速度是否满足缓解条件，是则执行缓解增速，待缓解至限制速度再次选取合适制动策略施行空气制动使列车减速。本发明针对重载列车在长大下坡时的循环制动问题，采用双空气制动管交替制动减少列车速度波动，提高列车在长大下坡的平均速度，降低最大车钩力，保障列车运行安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京交通大学
发明人：	严飒珊;孙绪彬;牛立鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910232877.6
公开号：	CN109969220A
代理机构：	北京市诚辉律师事务所
代理人：	杨帅峰
分类号：	B61H11/06(2006.01);B;B61;B61H;B61H11
申请人地址：	100044 北京市海淀区西直门外上园村3号
主权项：	1.一种基于双空气制动管的重载列车循环制动方法，其特征在于，所述方法包括： S1：实时监测列车工况，获取线路数据与列车运行数据； S2：根据列车运行数据，判断是否满足触发空气制动条件，根据前方线路下坡坡道信息制定制动策略； S3：根据所选制动策略进行双制动气管下的循环空气制动，双气管交替循环制动，并根据线路下坡坡道实时调整动力制动施加量； S4：判断列车速度是否满足缓解条件，是则执行缓解增速，待缓解至限制速度再次选取合适制动策略施行空气制动减速过程。 2.根据权利要求1所述的重载列车循环制动方法，其特征在于：所述双空气制动管为使用两根空气制动管，分别控制半数车辆的空气制动，相邻车辆由不同空气制动管控制；在进行空气制动时，由空气压缩机对双空气制动管作用，使其交替充放气，各进行固定时间的列车空气制动，单次制动时间的选取需满足再充气时间要求；紧急情况下可同时进行制动操作；所述列车工况为列车运行状态，包括牵引、巡航、惰行、空气制动及动力制动；所述线路数据为线路坡度信息、限速信息；所述列车运行数据为列车速度、位置实时信息；所述限制速度为设定的循环制动最高速度阈值。 3.根据权利要求1所述的重载列车循环制动方法，其特征在于，所述S2包括： S21：根据列车运行数据，判断是否满足触发空气制动条件，所述触发空气制动条件为列车未处于空气制动状态，速度上升并达到限制速度；如果不满足条件则维持当前工况，否则执行步骤S22； S22：根据前方线路下坡坡道信息制定制动策略，制定方法为：计算前方一段距离内的线路等效下坡坡度值，根据不同等效下坡坡度值设置不同的列车空气制动力及动力制动力施加量；所述等效下坡坡度值为利用经验公式对一段距离内的坡道信息做等效处理；所述列车空气制动力需满足制动减速要求，即在空气制动施加时，列车加速度为负值；列车空气制动力选择要求如下： bair＞q-bele-w0-g 其中，bair为单位空气制动力，q为列车单位牵引力，bele为单位动力制动力，w0为单位基本阻力，g为单位坡道阻力，用等效下坡坡度值表示；因列车某时刻的受力方程可表示为：其中x为列车位置，故该情况下列车加速度为负值，速度下降；特别的，所述列车空气制动力受列车管减压量r及列车管空气压力P影响，通过制动系数βc体现，由于列车初始管压量一定，则βc仅与r相关；列车常用单位空气制动力bair表示为：其中，θh为列车换算制动率，为列车闸瓦换算摩擦系数；综上，所述制动策略为：根据不同坡度值，设定满足条件的空气制动减压量和动力制动施加量，表现如下式：其中，g1表示影响减压量的前方等效坡度值，g2表示影响动力制动施加量的当前实际坡度值，ρ1、ρ2为动力制动施加系数，取值范围为[0，1]。 4.根据权利要求1所述的重载列车循环制动方法，其特征在于，所述S3包括： S31：根据所选取制动策略，双空气制动管交替充放气，各进行固定时间的列车空气制动，单次制动时间的选取需满足再充气时间要求； S32：根据列车实时所处坡道信息，动态调整动力制动施加量。 5.根据权利要求1所述的重载列车循环制动方法，其特征在于，所述S4包括： S41：缓解增速过程采用动力制动，无空气制动施加，根据列车所处下坡坡道信息调整动力制动施加量； S42：制动减速过程采用双制动气管空气制动与动力制动同时施加，空气制动策略由判断前方下坡坡道信息得到。 6.一种基于双空气制动管的重载列车循环制动系统，其特征在于，所述系统包括双制动气管、空气压缩机、数据库、计算控制单元及人机交互界面；所述双空气制动管为使用两根空气制动管，分别控制半数车辆的空气制动，相邻车辆由不同空气制动管控制；所述空气压缩机用于对双空气制动管作用，使其交替充放气，各进行固定时间的列车空气制动，单次制动时间的选取需满足再充气时间要求；所述数据库用于存储初始线路数据以及计算模块所需的列车实时运行数据；所述计算控制单元用于根据列车实时运行数据及预存储线路信息，实时计算选取制动策略，根据制动策略控制空气压缩机进行制动操作，并在循环制动过程中，可根据当前所处坡道适时调整动力制动施加量，将计算结果实施或显示至人机界面；所述人机界面用于操作者进行人机交互，为操作者提供可视化窗口，用于提供列车运行状态，操作建议信息等；当列车处于自动驾驶模式时可自动进行策略制定并执行，通过人机界面实时显示列车运行状态；当列车处于人工驾驶模式时可将操纵策略经人机交互界面提示给司机。 7.根据权利要求6所述的重载列车循环制动系统，其特征在于，所述计算控制单元可根据前方线路坡道信息制定制动策略，制定方法为：计算前方一段距离内的等效下坡坡度值，根据不同等效下坡坡度值设置不同的列车空气制动力及动力制动力施加量；当列车处于自动驾驶模式时可通过计算控制单元自动进行策略制定并执行，当列车处于人工驾驶模式时可将操纵策略经人机交互界面提示给司机。
所属类别：	发明专利