[发明专利]列车紧急制动方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种列车紧急制动方法、装置及系统，方法包括：当接收紧急控制指令时，获取当前车辆速度信号及当前反馈压力；当前反馈压力为紧急制动预控压力的反馈值；根据当前车辆速度信号，得到目标紧急制动预控压力，根据目标紧急制动预控压力及当前反馈压力，得到目标压力误差值；若目标压力误差值大于预设控制误差值时，对当前反馈压力与目标紧急制动预控压力进行比较，得到压力比较结果；根据压力比较结果，生成阀控制指令；阀控制指令用于控制紧急制动预控压力值。本发明使列车气动系统的关键部件更加可靠，故障诊断和运维也更加简单高效，具有更好的可靠性和安全等级，满足紧急制动控制的安全需求，更好利用轮轨黏着，有效减少了制动距离。

技术领域

本发明涉及列车制动技术领域，尤指一种列车紧急制动方法、装置及系统。

背景技术

紧急制动(Urgent Brake，UB)功能是动车组安全制动的重要保证之一，它采用纯空气制动的形式实现，主要控制指令不经过电子制动控制单元(Electric Brake ControlUnit，EBCU)，而直接通过列车硬线与紧急电磁阀连接，实现制动缸压力的调节。图1是现有动车组紧急制动控制的架构示意图，总风压力分别作为空重阀，EBCU和压力变换阀的压力输入。经过空重阀的总风压力被调节为紧急制动的预控压力，经过EBCU的总风压力被调节为常用制动的预控压力。紧急制动列车硬线直接连接于紧急电磁阀，无紧急制动指令时，EBCU输出的常用制动预控压力连接至压力变换阀输入的预控压力；当有紧急制动指令时，紧急电磁阀动作，将空重阀输出的紧急制动预控压力作为预控压力输入至压力变换阀。压力变换阀以总风压力作为来源，并接收EBCU的压力切换指令，输出流量放大的制动缸压力。当EBCU故障或无压力切换指令时，压力变换阀按照最大值输出制动缸压力，当有压力切换指令时，压力变换阀按预控压力的一定比例输出制动缸压力，以满足列车高速制动时的制动盘热容量限制。

基于上述紧急制动控制的架构、动车组制动盘速度-热容量特性及速度轮轨黏着特性，可以得出图2所示的现有动车组紧急制动过程黏着利用示意图，其中虚线为理论可利用黏着曲线，当列车速度较高时，轮轨可利用黏着较低，随着速度下降，可利用黏着逐渐增大，列车可以施加的制动力更大，表现为图中的斜虚线部分。当速度降至某一点后，可以用黏着保持平稳。图中粗实线为基于图1所示架构的动车组实际利用黏着情况，以时速350km/h进行紧急制动为例，在紧急制动初始时，动车组中的动车与拖车的EBCU均输出压力切换指令，使全列均按照较小的减速度制动；当列车速度减小至300km/h时，可利用黏着情况改善，并由于拖车的制动盘更多，可以支持更大的制动力，因此动车组中的拖车EBCU先不输出压力切换指令，压力变换阀按照最大压力输出，使全列的制动力提升。当列车减速至250km/h时，动车EBCU也不输出压力切换指令，此时全列的制动力再次提升至最大值。基于上述原理，实际的列车紧急制动黏着利用情况表现为图2中的两阶段形式，而图中的网格线部分则为未利用的黏着，这造成了列车制动距离的增大。

动车组紧急制动要求具备很高的安全性，现有动车组主要通过两部分保证。首先是紧急制动施加的压力控制方式，与常用制动基于EBCU中单片机算法控制调节不同，紧急制动压力的产生来自于列车硬线控制的紧急电磁阀切换，即将经过空重阀根据车重调节好的紧急预控压力输入压力变换阀，通过机械变换的形式形成制动缸压力。其次是压力变换阀的压力切换指令，采用了故障导向安全原则，当EBCU失效或指令线路出现问题时，压力变换阀将按照最大压力输出，优先保证列车的制动距离。

随着未来动车组运行速度的增加，如何在相同安全等级下保证更小的制动距离成为了关注焦点，仍在图1基础上进行改进，采用机械切换的形式调节紧急制动压力，即使增加多个切换点，也很难实现对图2中网格线部分黏着的充分利用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例的主要目的在于提供一种列车紧急制动方法、装置及系统，既实现了紧急制动的高安全性，又能够高效的利用黏着，减少高速制动的距离。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种列车紧急制动方法，方法包括：