[发明专利]列车制动系统分布式协同分析平台

说明书

本申请公开了列车制动系统分布式协同分析平台，所述列车制动系统分布式协同分析平台包括：系统仿真区，数据采集区采集车辆数据并传输到所述系统仿真区，所述系统仿真区根据所述车辆数据，通过模型在环仿真、快速控制原型仿真及硬件在环仿真输出车辆仿真数据；数据智能分析区，所述数据智能分析区根据所述车辆数据与所述车辆仿真数据，对列车制动系统进行故障诊断，并根据诊断结果输出排除故障的解决方案。本发明是以电子制动控制单元、气动制动控制单元、基础制动单元等关键部件为主要管控对象，基于模型仿真和大数据分析建立列车制动系统分布式协同分析平台，解决了系统设计、系统试验验证及系统运维存在的问题。

技术领域

本申请涉及列车制动系统技术领域，尤其涉及列列车制动系统分布式协同分析平台。

背景技术

列车制动系统属于典型的复杂机电系统，以模块化、网络化方式高度集成了机械、电子、气压等多个物理域的部件，包括电子控制单元(EBCU)、气动控制单元(PBCU)、基础制动单元，部件之间存在耦合作用，目前一般采用全实物试验驱动的“试错式串行研发”。目前一般存在以下问题：

1)制动系统设计多沿用原始的纯物理样机方法或仅进行单部件单学科仿真分析。纯物理样机设计方法可直观展示设计方案的可行性，但耗费大量的设计时间和成本，基于反复样机试制的设计方法也不利于项目快速推进，且难以对系统整体性能进行优化。

2)制动系统验证多采用传统的台架或线路试验方法。台架或线路试验方法是研究列车制动性能最直接的手段,可快速掌握列车制动的动态特性和稳态特性。但台架和线路试验存在如下问题：

a)台架搭建周期长，成本高。制动台架一般包括司控台、空压机、储风缸、气动单元、管路等，牵引台架包括变压器、逆变器及牵引电机等。目前动车车辆是8编组，城轨车辆是6编组，搭建多编组的台架需花费大量时间、人力、物力，且不同车辆间通用性差。

b)台架测试属于开环测试，逻辑验证不充分。一般的台架无法模拟夹钳动作、车轮运动等车辆运动状态。只能通过开环测试，如速度发生器按照预先指定的曲线输出速度值，然后监控管路压力判断EBCU等是否工作正常。

c)测试项点较少，如无法进行闭环防滑控制测试、无法进行故障导向测试、无法进行制动距离性能测试等等。另外，台架试验一般是单系统测试，涉及多系统联合测试的，如制动牵引系统电空配合测试等，均无法实现。

d)风险较大，存在安全隐患。制动系统、牵引系统作为保证车辆安全的核心部件，若发生问题将导致重大安全事故，尤其在高速重载情况下。

e)试验成本太高。线路试验需要协调大量的人力物力在尽量保证试验安全的情况下，同时满足试验要求。如防滑试验要求的低粘着工况，对线路条件及环境存在严苛的要求。

3)制动系统故障分析采用现车故障分析方法。当车辆故障发生故障时，需人员进行故障复现或人工读取故障时刻数据进行车辆分析，故障响应周期时间长，影响列车正常运营。

4)制动系统维护采用不计成本包安全的计划维修(定期维修),已经难以适应目前制动系统集成化机电装备的故障规律，造成维修量大、工作强度高、准确性不足的问题。

随着轨道交通车辆制动系统产品不断丰富、研发周期越来越快、安全要求越来越高，传统的研发与运维方式已无法满足车辆需求。

发明内容

本申请实施例提供了列车制动系统分布式协同分析平台，以至少解决了制动系统设计方法的设计时间和成本耗费大，且难以对系统整体性能进行优化、制动系统验证存在众多问题、制动系统故障分析方法，故障响应周期时间长，影响列车正常运营及制动系统维护方式,难以适应目前制动系统集成化机电装备的故障规律，造成维修量大、工作强度高、准确性不足等问题。

本发明提供了列车制动系统分布式协同分析平台，所述列车制动系统分布式协同分析平台包括：