一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统

摘要

本发明公开了一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统，在常规制动基础上，增加了主伞装置以及喷气装置，正常状态下主伞装置不打开，喷气装置不启动，不会影响列车气动外形；当遇到紧急情况时，根据紧急情况的不同等级对应启动不同制动模式，通过主伞装置以及喷气装置大大增加了风阻力，大幅缩短了制动距离，大大提高了制动效果和列车运行安全性，且这种风阻制动方式节能环保，降低了对列车和铁轨的机械磨损。基于视觉单元识别障碍物以及探测障碍物距离，根据障碍物距离启动不同制动模式，实现了紧急情况下智能化、自动化制动。

权利要求

1.一种高速列车紧急制动系统，其特征在于，包括：视觉单元，设于列车车体前端顶部，与列车控制单元连接，用于识别障碍物及探测障碍物距离；

主伞装置，设于列车车体尾段顶部，与列车控制单元连接，用于根据不同制动模式弹射出伞体；

喷气装置，设于列车车体顶部，与列车控制单元连接，用于根据不同制动模式喷射反向气体；

副伞装置，设于列车车体顶部两侧，与列车控制单元连接，用于根据不同制动模式弹射出伞体；

其中，所述不同制动模式是列车控制单元根据不同制动指令而生成的，所述不同制动指令是根据不同障碍物距离而生成的；

所述制动模式包括一级制动模式、二级制动模式和三级制动模式；

所述三级制动模式是列车控制单元根据第一制动指令来生成的，所述第一制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时生成的第一制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时自动生成的第一制动指令；

所述二级制动模式是列车控制单元根据第二制动指令来生成的，所述第二制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时生成的第二制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时自动生成的第二制动指令；

所述一级制动模式是列车控制单元根据第三制动指令来生成的，所述第三制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于1000m时生成的第三制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于1000m时自动生成的第三制动指令；

当三级制动模式时，启动主伞装置；

当二级制动模式时，启动主伞装置和副伞装置；

当一级制动模式时，启动主伞装置和副伞装置，同时根据司机发出的第三制动指令启动喷气装置。

2.如权利要求1所述的高速列车紧急制动系统，其特征在于：所述主伞装置包括伞舱、设于所述伞舱内的伞体以及控制模块；所述伞舱包括箱体、设于所述箱体上且与所述箱体铰接的盖板、设于所述箱体底部用于驱动回收机构的驱动电机、以及设于所述箱体内用于回收伞体的回收机构、用于弹射出伞体的弹射机构和用于控制盖板开闭的伸缩机构；

所述控制模块分别与驱动电机、弹射机构和伸缩机构连接；所述列车控制单元与所述控制模块连接。

3.如权利要求2所述的高速列车紧急制动系统，其特征在于：所述弹射机构包括弹射部、以及设于所述弹射部上的弹射板；所述弹射部包括相连接的动力源和伸缩杆；所述动力源与控制模块连接；所述弹射板上设有用于回收机构穿过的通孔，所述伞体卷绕在所述回收机构上；未启动时，所述弹射板位于伞体下方；启动时，弹射板在弹射部的驱动下弹出挤压伞体，使伞体脱离回收机构。

4.如权利要求2所述的高速列车紧急制动系统，其特征在于：所述伞体包括绳索、设于所述绳索不同位置的限位器以及多个减速伞；在每个所述减速伞上均设有锁扣，多个所述减速伞通过锁扣和限位器安装在绳索的不同位置上。

5.如权利要求1 4中任一项所述的高速列车紧急制动系统，其特征在于：所述视觉单元~

包括可见光传感器、红外传感器、激光雷达以及数据处理模块；所述可见光传感器、红外传感器以及激光雷达分别与所述数据处理模块连接；所述数据处理模块与列车控制单元连接；所述数据处理模块根据可见光传感器、红外传感器以及激光雷达采集的数据，基于深度学习模型进行障碍物实时识别以及障碍物距离探测。

6.一种高速列车紧急制动方法，其特征在于，包括以下步骤：获取障碍物距离；

根据所述障碍物距离生成制动指令；

根据所述制动指令生成对应的制动模式；

根据所述制动模式启动主伞装置，或者启动主伞装置和副伞装置，或者启动主伞装置、副伞装置和喷气装置，实现不同情况下列车的紧急制动；

其中，所述主伞装置设于车体尾段顶部，所述副伞装置设于车体顶部两侧，所述喷气装置设于车体顶部；

所述制动指令包括第一制动指令、第二制动指令以及第三制动指令；

所述第一制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时发出的第一制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时自动发出的第一制动指令；所述第二制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时发出的第二制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时自动发出的第二制动指令；所述第三制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于1000m时发出的第三制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于

1000m时自动发出的第三制动指令；

所述制动模式包括一级制动模式、二级制动模式以及三级制动模式；

当制动指令为第一制动指令时，启动三级制动模式，启动主伞装置；

当制动指令为第二制动指令时，启动二级制动模式，启动主伞装置和副伞装置；

当制动指令为第三制动指令时，启动一级制动模式，启动主伞装置和副伞装置，同时根据司机发出的第三制动指令启动喷气装置。

7.一种高速列车，包括车体、设于所述车体上的列车控制单元，其特征在于：还包括如权利要求1 5中任一项所述的高速列车紧急制动系统。

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说明书

一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统

技术领域

[0001] 本发明属于列车制动技术领域，尤其涉及一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统。

背景技术

[0002] 高速列车的快速发展对出行方式、社会发展起到了很大的促进作用，其安全性备受关注，在紧急情况下，更短的制动距离意味着更高的安全系数。列车制动的实质是动能的
传递和消散，目前主要的制动方式包括：盘形制动、电阻制动、再生制动、磁轨制动、轨道涡
流制动、旋转涡流制动、翼板制动等，这些制动方式有各自的特点，制动效率也不一样。

[0003] 常规的制动方式满足高速列车正常状态下的使用，但是当遇到紧急情况时，难以做到人们所希望的急停。为了更好地实现制动，也有在高速列车上采用减速伞的制动方式，
如申请公布号为CN103085837A，名称为一种用于高速列车的减速伞制动装置的专利文献。
该专利文献公开了在高速列车车厢尾部的减速伞制动装置，为高速列车在常规制动或紧急
制动提供制动阻力，缩短高速列车的制动距离。但是单级减速伞面积有限，能够提供的制动
阻力也有限，再加上司机的视觉距离有限、视觉距离为估值以及反应时间长导致制动效果
并不佳，不能实现紧急情况下的急停。以时速350km/h的列车为例，常规紧急制动距离长达
约5000m，常规紧急制动+减速伞制动距离长达4500m，随着发展列车进一步提速，制动将面
临更为严苛的要求。纵观目前国内外高速列车制动方式，难以找到一种能进一步大幅降低
制动距离的制动方案。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统，以解决目前高速列车在紧急制动时制动距离过长的问题，通过主伞伞阵、副伞以及喷气装置进行分
级制动，大幅降低制动距离，提升列车安全性，制动效率高，且节能环保。

[0005] 本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。

[0006] 本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种高速列车紧急制动系统，包括：

[0007] 视觉单元，设于列车车体前端顶部，与列车控制单元连接，用于识别障碍物及探测障碍物距离；

[0008] 主伞装置，设于列车车体尾段顶部，与列车控制单元连接，用于根据不同的制动模式弹射出伞体，为紧急制动提供制动阻力；

[0009] 喷气装置，设于列车车体顶部，与列车控制单元连接，用于根据不同的制动模式喷射反向气体，为紧急制动提供反推力；

[0010] 其中，所述不同制动模式是列车控制单元根据不同制动指令而生成的，所述不同制动指令是根据不同障碍物距离来生成的。

[0011] 本发明中，基于视觉单元识别障碍物以及探测障碍物距离，根据障碍物距离启动不同制动模式，实现了紧急情况下智能化、自动化制动，相较于司机，基于视觉单元的制动
方式的反应时间更短，视觉距离更长，增加了制动时间，使制动距离缩短，提高了制动效果
和列车的运行安全性。在常规制动基础上，增加了主伞装置以及喷气装置，正常状态下主伞
装置不打开，喷气装置不启动，不会影响列车气动外形；当遇到紧急情况时，根据紧急情况
的不同等级对应启动不同制动模式，通过主伞装置以及喷气装置大大增加了风阻力，进一
步大幅缩短了制动距离，大大提高了制动效果和列车运行安全性，且这种风阻制动方式节
能环保，降低了对列车和铁轨的机械磨损。

[0012] 进一步地，所述系统还包括副伞装置；所述副伞装置设于列车车体顶部两侧，与列车控制单元连接，用于根据不同制动模式弹射出伞体，为紧急制动提供制动阻力。

[0013] 进一步地，所述制动模式包括一级制动模式、二级制动模式和三级制动模式；

[0014] 所述三级制动模式是列车控制单元根据第一制动指令来生成的，所述第一制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时生成的第一制动指令，和/或
列车控制单元在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时自动生成的第一制动指令；

[0015] 所述二级制动模式是列车控制单元根据第二制动指令来生成的，所述第二制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时生成的第二制动指令，和/或
列车控制单元在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时自动生成的第二制动指令；

[0016] 所述一级制动模式是列车控制单元根据第三制动指令来生成的，所述第三制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于1000m时生成的第三制动指令，和/或列车控制单元
在所述障碍物距离小于等于1000m时自动生成的第三制动指令；

[0017] 当三级制动模式时，启动主伞装置；

[0018] 当二级制动模式时，启动主伞装置和副伞装置；

[0019] 当一级制动模式时，启动主伞装置和副伞装置，同时根据司机发出的第三制动指令启动喷气装置。

[0020] 制动模式的触发有两种方式，一种是列车控制单元根据视觉单元检测的障碍物距离自动触发不同的制动模式，另一种是障碍物距离由视觉单元来获取，并在列车HMI上显
示，司机根据HMI上显示的障碍物距离触发不同的制动按钮而发出不同的制动指令。借助于
视觉单元能够更早发现障碍物，并且发现更远的障碍物，增加了制动时间，对障碍物的判断
更加精准，制动措施更加准确。一级制动模式为最高级制动模式，喷气装置的启动权限由司
机把控，在极限紧急情况下，主伞装置和副伞装置提供的风阻，再加上喷气装置的反推力，
能够实现急停，大大提升了列车的运行安全性。

[0021] 进一步地，所述主伞装置和副伞装置均包括伞舱、设于所述伞舱内的伞体以及控制模块；所述伞舱包括箱体、设于所述箱体上且与所述箱体铰接的盖板、设于所述箱体底部
用于驱动回收机构的驱动电机、以及设于所述箱体内用于回收伞体的回收机构、用于弹射
出伞体的弹射机构和用于控制盖板开闭的伸缩机构；

[0022] 所述控制模块分别与驱动电机、弹射机构和伸缩机构连接；所述列车控制单元与所述控制模块连接。

[0023] 主伞装置和副伞装置未启动时，伞体缠卷绕在回收机构上，盖板闭合；当需要启动时，控制伸缩机构伸长来打开盖板，弹射机构弹出将回收机构上的伞体挤出而脱离回收机
构，伞体通过风力自动打开，弹射机构复位；当收回伞体时，驱动电机控制回收机构旋转将
伞体卷绕在回收机构上，再控制伸缩机构缩短来关闭盖板，实现了主伞装置和副伞装置自
动、快速打开和回收。

[0024] 进一步地，所述弹射机构包括弹射部、以及设于所述弹射部上的弹射板；所述弹射部包括相连接的动力源和伸缩杆；所述动力源与控制模块连接；所述弹射板上设有用于回
收机构穿过的通孔，所述伞体卷绕在所述回收机构上；未启动时，所述弹射板位于伞体下
方；启动时，弹射板在弹射部的驱动下弹出挤压伞体，使伞体脱离回收机构。

[0025] 进一步地，所述主伞装置的伞体包括绳索、设于所述绳索不同位置的限位器以及多个减速伞；在每个所述减速伞上均设有锁扣，多个所述减速伞通过锁扣和限位器安装在
绳索的不同位置上。

[0026] 一根绳索上依次串接多个减速伞，形成伞阵，伞阵增加了主伞装置的迎风面积，增大了制动阻力，提高了制动效率。

[0027] 进一步地，所述视觉单元包括可见光传感器、红外传感器、激光雷达以及数据处理模块；所述可见光传感器、红外传感器以及激光雷达分别与所述数据处理模块连接；所述数
据处理模块与列车控制单元连接；所述数据处理模块根据可见光传感器、红外传感器以及
激光雷达采集的数据，基于深度学习模型进行障碍物实时识别以及障碍物距离探测。

[0028] 本发明还提供一种高速列车紧急制动方法，包括以下步骤：

[0029] 获取障碍物距离；

[0030] 根据所述障碍物距离生成制动指令；

[0031] 根据所述制动指令生成对应的制动模式；

[0032] 根据所述制动模式启动主伞装置，或者启动主伞装置和副伞装置，或者启动主伞装置、副伞装置和喷气装置，实现不同情况下列车的紧急制动；

[0033] 其中，所述主伞装置设于车体尾段顶部，所述副伞装置设于车体顶部两侧，所述喷气装置设于车体顶部。

[0034] 进一步地，所述制动指令包括第一制动指令、第二制动指令以及第三制动指令；所述第一制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时发出的第一制
动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时自动发出的
第一制动指令；所述第二制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等于4000m且大于1000m
时发出的第二制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于4000m且大于
1000m时自动发出的第二制动指令；所述第三制动指令包括司机在所述障碍物距离小于等
于1000m时发出的第三制动指令，和/或列车控制单元在所述障碍物距离小于等于1000m时
自动发出的第三制动指令；

[0035] 所述制动模式包括一级制动模式、二级制动模式以及三级制动模式；

[0036] 当制动指令为第一制动指令时，启动三级制动模式，启动主伞装置；

[0037] 当制动指令为第二制动指令时，启动二级制动模式，启动主伞装置和副伞装置；

[0038] 当制动指令为第三制动指令时，启动一级制动模式，启动主伞装置和副伞装置，同时根据司机发出的第三制动指令启动喷气装置。

[0039] 本发明还提供一种高速列车，包括车体、设于所述车体上的列车控制单元，还包括如上所述高速列车紧急制动系统。

[0040] 有益效果

[0041] 与现有技术相比，本发明所提供的一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统，在常规制动基础上，增加了主伞装置、副伞装置以及喷气装置，正常状态下主伞装置和副伞
装置不打开，喷气装置不启动，不会影响列车气动外形；当遇到紧急情况时，根据紧急情况
的不同等级对应启动不同制动模式，通过主伞装置、副伞装置以及喷气装置大大增加了风
阻力，进一步大幅缩短了制动距离，大大提高了制动效果和列车运行安全性，且这种风阻制
动方式节能环保，降低了对列车和铁轨的机械磨损。

附图说明

[0042] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普
通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0043] 图1是本发明实施例中高速列车紧急制动系统结构框图；

[0044] 图2是本发明实施例中各装置安装位置图；

[0045] 图3是本发明实施例中伞舱的结构示意图；

[0046] 其中，1‑视觉单元，2‑伞舱，3‑绳索，4‑主伞装置的减速伞，5‑锁扣，6‑副伞装置的减速伞，7‑喷气装置，8‑弹射板，9‑回收机构，10‑弹射部，11‑伸缩机构，12‑驱动电机，13‑盖
板，14‑箱体。

具体实施方式

[0047] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的
实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，
都属于本发明保护的范围。

[0048] 如图1和2所示，本实施例所提供的一种高速列车紧急制动系统，包括视觉单元1、主伞装置、副伞装置以及喷气装置7；视觉单元1、主伞装置、副伞装置以及喷气装置7分别与
列车控制单元连接。视觉单元1设于列车车体前端顶部；主伞装置设于列车车体尾段顶部；
副伞装置设于列车车体顶部两侧；喷气装置7设于列车车体顶部。

[0049] 视觉单元1用于识别障碍物及探测障碍物距离，并将检测到的障碍物距离反馈给列车控制单元，列车控制单元将障碍物距离发送给列车HMI，并在列车HMI上显示。制动指令
的触发方式有两种：一种是列车控制单元根据障碍物距离自动产生不同的制动指令，再根
据不同的制动指令生成对应的制动模式；另一种是司机根据列车HMI上显示的障碍物距离
触发不同制动按键，从而将不同制动指令发送给列车控制单元，列车控制单元再根据司机
触发的不同制动指令生成对应的制动模式。列车控制单元将对应的制动模式分别发送给主
伞装置、副伞装置以及喷气装置7，通过制动模式控制主伞装置、副伞装置以及喷气装置7是
否启动。

[0050] 本实施例中，制动模式包括一级制动模式、二级制动模式以及三级制动模式。一级制动模式为最高级别制动模式，一级制动模式时主伞装置、副伞装置以及喷气装置7均启
动；二级制动模式时主伞装置和副伞装置启动；三级制动模式时仅主伞装置启动。

[0051] 与制动模式对应的，制动指令包括第一制动指令、第二制动指令和第三制动指令；第一制动指令与三级制动模式对应，第二制动指令与二级制动模式对应，第三制动指令与
一级制动模式对应。

[0052] 第一制动指令包括司机在障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时发出的第一制动指令，和/或列车控制单元在障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时自动发出的第
一制动指令。第二制动指令包括司机在障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时发出的第
二制动指令，和/或列车控制单元在障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时自动发出的
第二制动指令。第三制动指令包括司机在障碍物距离小于等于1000m时发出的第三制动指
令，和/或列车控制单元在障碍物距离小于等于1000m时自动发出的第三制动指令。

[0053] 由于一级制动模式为最高级别制动模式，因此喷气装置7的权限由司机把控，喷气装置7的启动由司机发出的第三制动指令而产生一级制动模式来控制。

[0054] 如图3所示，主伞装置和副伞装置均包括伞舱2、设于伞舱2内的伞体以及控制模块；伞舱2包括箱体14、设于箱体14上且与箱体14铰接的盖板13、设于箱体14底部用于驱动
回收机构9的驱动电机12、以及设于箱体14内用于回收伞体的回收机构9、用于弹射出伞体
的弹射机构和用于控制盖板13开闭的伸缩机构11；控制模块分别与驱动电机12、弹射机构
和伸缩机构11连接；列车控制单元与控制模块连接。

[0055] 控制模块接收列车控制单元发出的制动模式，根据制动模式控制主伞装置和副伞装置的启动。主伞装置和副伞装置未启动时，伞体缠卷绕在回收机构9上，盖板13闭合；当需
要启动时，控制伸缩机构11伸长来顶开盖板13，弹射机构弹出将回收机构9上的伞体挤出而
脱离回收机构9，伞体通过风力自动打开，弹射机构复位；当收回伞体时，驱动电机12控制回
收机构9旋转通过绳索3来拉回伞体并将伞体卷绕在回收机构9上，再控制伸缩机构11缩短
来关闭盖板13，实现了主伞装置和副伞装置自动、快速打开和回收。

[0056] 本实施例中，回收机构9为柱体，柱体与驱动电机12的输出轴连接，在需要回收伞体时驱动电机12控制柱体转动，从而将伞体卷绕在柱体上。

[0057] 如图3所示，弹射机构包括弹射部10、以及设于弹射部10上的弹射板8；弹射部10包括相连接的动力源和伸缩杆；动力源与控制模块连接；弹射板8上设有用于回收机构9穿过
的通孔，伞体卷绕在回收机构9上。未启动时，弹射机构处于初始位置，即弹射板8位于卷绕
在回收机构9上的伞体的下方；启动时，弹射板8在弹射部10的驱动下弹出(即向伞体方向运
动)挤压伞体，使伞体脱离回收机构9，吹出伞舱2，再在风力的作用下减速伞4/6被打开，增
加了迎风面积，提高了制动阻力。

[0058] 本实施例中，动力源为液压缸或气缸，或者整个弹射部10为电动伸缩杆。伸缩机构11与弹射部10的结构和原理一致。由图3可知，本实施例中，弹射部10为4个，4个弹射部10设
于弹射板8下，使弹射板8受到均匀的推力从而挤压伞体，使伞体脱离回收机构9，实现伞体
的迅速打开，相对于控制驱动电机12反转来使伞体脱离回收机构9，这种方式更为迅速。

[0059] 如图2所示，主伞装置的伞体包括绳索3、设于绳索3不同位置的限位器以及多个减速伞4；在每个减速伞4上均设有锁扣，多个减速伞4通过锁扣和限位器安装在绳索3的不同
位置上。一根绳索3上依次串接多个减速伞4，形成伞阵，伞阵增加了主伞装置的迎风面积，
增大了制动阻力，提高了制动效率。

[0060] 如图2所示，副伞装置的伞体仅单个减速伞6，避免了伞体太长易缠绕在轨道两侧的电杆上。主伞装置和副伞装置具有定制化和模块化的优点，可以根据不同时速的列车进
行选装，安装方便，成本低，对列车的改造小。例如160km/h列车无需安装副伞装置，200km/h
列车安装一套副伞装置，350km/h列车安装两套副伞装置，每节车厢限装一套副伞装置。一
套副伞装置是指车体顶部两侧各一个副伞装置。

[0061] 喷气装置7安装在车顶，车顶安装空间较大，相对安全，喷气装置7在一级制动模式下，喷射反向气体(即与列车的运动方向相反)，提供反向推力，再加上主伞装置和副伞装置
的风阻力，可以达到急停制动效果。喷气装置7只需要提供反向推力，因此只需在一端安装
喷管即可，降低了成本。

[0062] 视觉单元1包括可见光传感器、红外传感器、激光雷达以及数据处理模块；可见光传感器、红外传感器以及激光雷达分别与数据处理模块连接；数据处理模块与列车控制单
元连接；数据处理模块根据可见光传感器、红外传感器以及激光雷达采集的数据，基于深度
学习模型进行障碍物实时识别以及障碍物距离探测。

[0063] 基于深度学习模型的障碍物识别及检测方法为现有技术。

[0064] 本实施例还提供一种高速列车紧急制动方法，包括以下步骤：

[0065] 1、采用视觉单元获取障碍物距离。

[0066] 2、列车控制单元根据障碍物距离自动发出不同制动指令，或者司机根据障碍物距离触发不同制动按键而发出不同制动指令。

[0067] 制动指令包括第一制动指令、第二制动指令以及第三制动指令。第一制动指令包括司机在障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时发出的第一制动指令，和/或列车控制
单元在障碍物距离小于等于5000m且大于4000m时自动发出的第一制动指令。第二制动指令
包括司机在障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时发出的第二制动指令，和/或列车控
制单元在障碍物距离小于等于4000m且大于1000m时自动发出的第二制动指令。第三制动指
令包括司机在障碍物距离小于等于1000m时发出的第三制动指令，和/或列车控制单元在障
碍物距离小于等于1000m时自动发出的第三制动指令。

[0068] 3、根据不同的制动指令确定对应的制动模式。

[0069] 制动模式包括一级制动模式、二级制动模式以及三级制动模式。第一制动指令与三级制动模式对应，第二制动指令与二级制动模式对应，第三制动指令与一级制动模式对
应。

[0070] 4、根据制动模式启动主伞装置，或者启动主伞装置和副伞装置，或者启动主伞装置、副伞装置和喷气装置，实现不同情况下列车的紧急制动。其中，主伞装置设于车体尾段
顶部，副伞装置设于所述车体顶部两侧，喷气装置设于所述车体顶部。

[0071] 当制动指令为第一制动指令时，启动三级制动模式，启动主伞装置；

[0072] 当制动指令为第二制动指令时，启动二级制动模式，启动主伞装置和副伞装置；

[0073] 当制动指令为第三制动指令时，启动一级制动模式，启动主伞装置和副伞装置，同时根据司机发出的第三制动指令启动喷气装置。

[0074] 出于安全考虑，速度等级越高的列车对制动距离的要求也越高，高速列车紧急制2
动加速度约为1m/s ，制动距离约为5000m，而减速伞能提供额外的制动力，从而提高制动加
速度，降低制动距离。减速伞产生的制动阻力为：

[0075]

[0076] 其中，Fd为单个减速伞的制动阻力，ρ为空气密度，1.205kg/m3，v是列车速度，S为最大减速伞的迎风面积，综合考虑限界及减速伞打开的时间，这里取半径2.8m，其他伞依次减
小20％，伞阵的作用体现在阻力系数Cd的提升，主伞装置平均阻力系数Cd约为1.5。

[0077] 主伞装置产生的加速度为：

[0078]

[0079] 其中，m为列车的质量。以速度等级350km/h，重150t的列车为例，加速度约为1.4m/2
s。

[0080] 设列车常规制动力为F0，喷气制动力为Fp，总的制动阻力为：

[0081] F＝F0+Fd+Fp                               (3)

[0082] 总的制动距离为：

[0083]

[0084] 其中，a0为常规制动产生的加速度，ap为喷气装置产生的加速度。

[0085] 根据公式(4)可以计算出：

[0086] 常规制动时制动距离L0为4726m(主伞装置、副伞装置以及喷气装置均为启动)。

[0087] 常规制动+仅主伞装置启动时制动距离L1为4141m(即三级制动模式)。

[0088] 常规制动+主伞装置+一套副伞装置启动时制动距离L2为3316m(即二级制动模式)。

[0089] 常规制动+主伞装置+一套副伞装置+喷气装置启动时制动距离L3为860m(即一级制动模式)。

[0090] 增加副伞装置可以进一步降低制动距离，由此可知，本发明的一种高速列车、高速列车紧急制动方法及系统，对于高速列车(例如350km/h)，根据紧急程度可以实现不同的制
动模式，在极度紧急情况下，可以实现列车的急停，提高了列车运行安全性。

[0091] 以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都
应涵盖在本发明的保护范围之内。