一种磁浮交通地面分区集成控制方法、装置及其应用系统转让专利
申请号 : CN201911181328.7
文献号 : CN112849230B
文献日 : 2022-04-15
发明人 : 刘可安 , 何多昌 , 许义景 , 杨丽华 , 苏军贵 , 石煜 , 吕洲 , 陈盼 , 杨曼莉 , 杨文广 , 夏文杰 , 何志 , 孔德坤
申请人 : 株洲中车时代电气股份有限公司 , 中车株洲电力机车研究所有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种磁浮交通地面分区集成控制方法,其特征在于,所述方法包括:步骤一,分区集成控制装置接收耦接的中央运控装置的指令,登录列车,并选择运行模式;所述分区集成控制装置耦接实现所述登录列车的控制功能的车载装置;所述分区集成控制装置耦接根据所述分区集成控制装置的指令牵引所述登录列车的运行状态的牵引装置;
步骤二,所述分区集成控制装置根据进路安排,读取线路数据,并计算所述登录列车的防护曲线和运行曲线;
步骤三,判断所述登录列车是否处于悬浮状态;
步骤四,如果未处于悬浮状态,则指令所述登录列车处于悬浮状态;
步骤五,起程运行,所述登录列车按照所述运行曲线进入行驶状态;
步骤六,采集所述登录列车行驶状态下的行驶参数,并与所述运行曲线进行比较;
步骤七,判断所述登录列车是否接近所述运行曲线的停车状态,如果不是,转入步骤六,如果是,发出制动控制指令;
步骤八,判断是否有新的进路安排,如果有,转入步骤二,如果没有,制动停止。
2.根据权利要求1所述的磁浮交通地面分区集成控制方法,其特征在于,所述步骤二中进一步包括:
所述进路安排包括若干安全参数,所述安全参数包括与所述登录列车自身安全和线路安全相关的参数。
3.根据权利要求2所述的磁浮交通地面分区集成控制方法,其特征在于,所述步骤二中进一步包括:
根据线路数据计算所述防护曲线,所述线路数据包括线路的坡道、弯道、线路限速和列车的能力。
4.根据权利要求3所述的磁浮交通地面分区集成控制方法,其特征在于,所述步骤五进一步包括:
在所述行驶状态中,根据所述防护曲线和所述登录列车行驶状态下的行驶参数进行安全防护。
5.根据权利要求4所述的磁浮交通地面分区集成控制方法,其特征在于,所述步骤二中,所述防护曲线包括所述登录列车运行允许的最大速度曲线和最小速度曲线。
6.根据权利要求5所述的磁浮交通地面分区集成控制方法,其特征在于,所述运行曲线为包括速度和里程的关系曲线。
7.一种磁浮交通地面分区集成控制装置,其特征在于,所述分区集成控制装置耦接实现登录列车的控制功能的车载装置;
所述分区集成控制装置耦接根据所述分区集成控制装置的指令牵引所述登录列车的运行状态的牵引装置;
该分区集成控制装置包括:
用于接收耦接的中央运控装置的指令,登录列车和运行模式选择的输入装置;
包括处理器和存储器的控制装置,其中所述控制装置响应所述输入装置进入所选运行模式的操作:
根据进路安排,读取线路数据,并计算所述登录列车的防护曲线和运行曲线;
控制所述登录列车悬浮/降落;
起程运行,所述登录列车按照所述运行曲线进入行驶状态;
采集所述登录列车行驶状态下的行驶参数,并与所述运行曲线进行比较;
当所述登录列车接近所述运行曲线的停车状态,则发出制动控制停车指令。
8.根据权利要求7所述的磁浮交通地面分区集成控制装置,其特征在于,所述进路安排包括若干安全参数,所述安全参数包括与所述登录列车自身安全和线路安全相关的参数。
9.根据权利要求8所述的磁浮交通地面分区集成控制装置,其特征在于,根据线路数据计算所述防护曲线,所述线路数据包括线路的坡道、弯道、线路限速和列车的能力。
10.根据权利要求9所述的磁浮交通地面分区集成控制装置,其特征在于,在所述行驶状态中,根据所述防护曲线和所述登录列车行驶状态下的行驶参数进行安全防护。
11.一种磁浮交通地面分区集成控制系统,应用权利要求7~10中任一项磁浮交通地面分区集成控制装置,其特征在于,所述系统包括:中央运控装置,耦接与所述分区集成控制装置,用以向所述分区集成控制装置发送指令;
车载装置,耦接所述分区集成控制装置,用以实现所述登录列车的控制功能;
牵引装置,耦接所述分区集成控制装置,根据所述分区集成控制装置的指令牵引所述登录列车的运行状态。
12.根据权利要求11所述的磁浮交通地面分区集成控制系统,其特征在于,所述牵引装置进一步包括:
变流器控制单元,耦接所述分区集成控制装置,根据所述分区集成控制装置的指令,通过实时模拟信号和速度信号进行采集计算,对变流器进行闭环控制;
定子开关站控制单元,控制轨道沿线定子开关站按照所述登录列车运行所需进行开关动作。
说明书 :
一种磁浮交通地面分区集成控制方法、装置及其应用系统
技术领域
背景技术
运控系统、分区运控系统、车载运控系统和通信子系统组成。运行控制系统中安全相关的功
能主要以通过分区运控系统和车载运控系统来实现。分区运控系统作为保证列车安全的核
心子系统,通过与中央控制系统、车载运控系统、相邻分区运控系统及牵引供电系统相连,
完成驾驶顺序控制、进路防护、道岔防护、牵引系统切断、列车防护等功能。
每个分区分别对应各自的分区运控系统和牵引系统,分区的划分要与牵引系统的分区划分
一一对应,即,一个分区运控系统对应一个牵引分区。对于复线每个线路区段上下行划分为
不同的牵引分区,相应地设置两个分区运控系统。在每个牵引区段或分区控制区段内,每一
时刻只允许一列磁浮列车处于运行状态。当列车运行至分区边界是需要完成分区切换过
程,该过程包括所涉及安全计算机的数据交换、无线电切换、管理权交接等步骤,分区切换
失败时运控系统将实施牵引切断和紧急制动以保证磁浮列车能停在最近的停车点。
控制系统设备量大增、系统结构复杂、系统造价、建设施工、后期维护成本高。
统实际上都是分区牵引控制系统,受分区运控系统管理和控制。因此,与传统的车载牵引控
制系统相比,磁浮交通地面牵引控制系统在传统车载变流器单元的控制与保护基础上,增
加了一个顶层的分区牵引控制装置,以接收分区运控的指令、进行处理并输出变流器单元
控制所需的输入指令。
统的计算机系统中实施。
行管理与控制。
站控制指令。
各分区牵引控制装置(电机控制单元MCU、变流器控制单元CCU等)。当前已有的基于长定子
制式的高速磁浮运控分区控制系统和牵引分区控制系统联系非常紧密,接口数据量大,传
输指令丰富,但分别属于运控系统和牵引系统。
发明内容
步骤多的问题。
附图说明
同或相似的部分。此外,尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但是本
公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义在本
文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过每个
术语所蕴含的意义来理解本公开。
具体实施方式
例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图
将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代
表相同结构或操作。
括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备
也可能包含其他的步骤或元素。
分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方
法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明
书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而
不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号
和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附
图中不需要对其进行进一步讨论。
系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示
和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理
解为对本申请保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位
之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器
件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下
方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和
“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并
且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
申请保护范围的限制。此外,尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但
是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义
在本文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过
每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
各种步骤。同时,或将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
置(接收分区运控装置的指令、进行处理并输出变流器单元控制所需的输入指令),本发明
采用集成化、模块化设计的地面分区集成控制装置,实现磁浮交通地面分区控制的新方法。
给变流器控制单元531和定子开关站控制单元532控制列车按照运行曲线进入行驶状态。
超过该最大速度曲线,也不能低于该最小速度曲线;
悬浮实现落车;
控制装置替代了原分区运控装置和原分区牵引控制装置,一方面其功能上融合了原来两类
分区装置的功能,另一方面进行了资源整合,优化功能配置。
度曲线数据、停车点步进信息全部来自于分区运控装置,二者之间有频繁的发送报文、应答
报文,而分区牵引控制装置与分区牵引设备控制单元之间传输的则是相对简单的单元/设
备的控制指令与状态反馈信息。因此顶层管理、曲线计算、顶层闭环控制等功能都可以集成
在地面分区集成控制装置实现。
实现优化,包括列车分区内运行控制流程、分区切换控制流程等均可实现设备简化,控制流
程优化。
接收中央运控装置51 的指令,根据牵引模型、控制架构等进行处理,集成磁浮交通地面分
区控制的“大脑”功能,除安全防护功能外,高效率的实现的分区牵引和分区运控的工作,输
出指令报文给牵引装置53、车载装置52,“大脑”集中发指令后由“躯干”执行。
统分区安全计算机单元的安全防护功能,即考虑前面位置是否有车,有停车位,列车本身的
安全和线路安全,
计算防护曲线;
分区安全计算机和分区控制计算机之间的流程,功能上综合实现安全防护功能。
统发生故障需要进行安全防护,则由分区集成控制装置向牵引装置发送安全切断指令,控
制牵引装置退出运行,并由分区集成控制装置向车载装置发送指令控制列车制动停在安全
的停车区域。
的性能,提高了牵引系统分区牵引控制装置的可靠性。
对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类
修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施
例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的
某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数
字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件 (DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵
列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外,本申请的各方面可能表
现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品,该产品包括计算机可读程序编码。
例如,计算机可读介质可包括,但不限于,磁性存储设备(例如,硬盘、软盘、磁带……)、光盘
(例如,压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如,卡、棒、键驱动
器……)。
或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读
介质,该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使
用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播,包括无
线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提
及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例
中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点
可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的
方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实
施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
出各种等效的变化或替换,因此,只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变
型都将落在本申请的权利要求书的范围内。