列车主动径向控制方法及控制系统与流程

本发明涉及轨道列车径向系统技术领域，尤其涉及一种列车主动径向控制方法及控制系统。

背景技术：

目前，城市轨道交通既有线路上小半径曲线较多，用于城市轨道交通的传统转向架通过小半径曲线时，车轮轮缘紧靠钢轨，轮轨横向作用力很大，存在严重的轮轨磨耗并且产生较大的运行噪音，降低轮轨的使用寿命，极端情况下会导致转向架脱轨。因此出于安全考虑，车辆通过弯道时必须减速运行，这会降低车辆的运营效率。

为解决这类问题，专利cn201151401y提出一种适用于客车转向架的自导向装置，通过一套连杆机构将转向架前后轮对耦合在一起，促使轮对在曲线上趋于径向，但径向效果有限，从而使得轮轨间横向作用力减缓程度有限，车辆通过弯道时还需要进行适当的减速处理，车辆运营效率依旧较低，并且其可靠性和安全性有限，提出一种主动径向控制方法及控制系统是十分必要的。

技术实现要素：

本发明提供一种列车主动径向控制方法及控制系统，用以解决现有技术中列车在转向过程中存在的轮轨摩擦大，运行噪声大，安全性和可靠性低的缺陷。

本发明提供一种列车主动径向控制方法，包括：

s1、获取线路信息和列车行驶信息；

s2、根据所述线路信息和所述列车行驶信息计算并生成主动径向控制指令；

s3、根据所述主动径向控制指令控制轮对处于径向位置。

其中，所述s2步骤还包括将所述主动径向控制指令通过环形控制总线下发到相应径向执行机构。

其中，所述s2步骤还包括将所述主动径向控制指令下发至相应径向执行机构的控制器。

其中，所述s3步骤中，具体包括：通过所述控制器处理并执行所述主动径向控制指令和监测所述径向执行机构的内部元件的工作状态。

其中，所述s3步骤还包括：所述控制器根据所述主动径向控制指令控制所述径向执行机构的液压动力控制单元和液压作动器执行相应动作，以实现主动径向运动。

其中，还包括：当检测到列车处于驻车状态时，所述径向执行机构进入安全自锁状态。

其中，所述控制器包括互为冗余的主控制器和从控制器，当所述主控制器由于故障无法正常工作时，所述从控制器启动控制功能并上报所述主控制器的故障信息。

其中，所述s1步骤中，具体包括：通过设置于列车上的测速雷达采集列车运行速度或通过连接车辆网络获取车辆速度信息，通过信标系统或车辆网络获取和校正车辆位置信息。

本发明还公开了一种列车主动径向控制系统，包括：

信号采集装置，用于获取车辆位置、速度信息；

上位机，所述上位机与所述信号采集装置通信连接，用于接收所述采集线路信息和所述列车行驶信息，并根据所述线路信息和所述列车行驶信息计算并生成主动径向控制指令；

所述径向执行机构与所述上位机通信连接，用于接收所述主动径向控制指令并根据所述主动径向控制指令控制轮对处于相应径向位置。

其中，所述信号采集装置包括用于采集线路信息的信标单元和设置于列车上的测速雷达；

所述径向执行机构包括液压动力控制单元和液压作动器，所述液压动力控制单元包括液压站和控制器，所述液压作动器包括液压缸和控制阀组，所述控制器用于接收所述主动径向控制指令并控制所述液压站运行，所述液压缸内设有位置传感器，所述位置传感器用于监测所述液压缸内活塞位移，所述控制阀组用于控制油路方向和流量，所述液压缸与转向架相连接。

本发明提供的一种列车主动径向控制方法，获取线路信息和列车行驶信息，根据线路信息和列车行驶信息计算并生成主动径向控制指令，依据该指令控制径向执行机构实现主动径向功能，使得转向架具有较好的曲线通过能力，从而降低轮轨之间的摩擦，提高轮轨的使用寿命，降低运行噪声，提高了运行稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种列车主动径向控制方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种列车主动径向控制系统的模块图；

图3是本发明提供的具有冗余功能的控制器的模块图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，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。

下面结合图1～图3描述本发明的一种列车主动径向控制方法，包括：

s1、获取线路信息和列车行驶信息。

步骤s1中，可通过信号采集装置获取车辆位置信息和列车行驶信息：车辆位置信息可通过信标系统或车辆网络获取；列车行驶信息包括列车运行速度、方向等，可通过安装在列车上的测速雷达或通过连接车辆网络获取。

s2、根据线路信息和列车行驶信息计算并生成主动径向控制指令。

s3、根据主动径向控制指令控制径向执行机构实现主动径向功能。

步骤s2中，可采用上位机等具有逻辑判断和计算能力的模块通过对线路信息和列车行驶信息进行分析计算，生成主动径向控制指令。步骤s3中，根据该指令可以控制径向执行机构进行相应动作，使得转向架具有较好的曲线通过能力，从而降低轮轨之间的摩擦，提高轮轨的使用寿命，降低运行噪声，提高了运行稳定性和安全性。

在其中一个实施例中，s2步骤还包括将主动径向控制指令通过环形控制总线下发到相应径向执行机构。在本实施例中，采用环形控制总线进行信号传递，其两端皆可发送信号，当控制总线任意一处出现故障时，可以由两端发送信号，使装置可正常运行。

在其中一个实施例中，s2步骤还包括将主动径向控制指令下发至相应径向执行机构的控制器。在本实施例中，上位机生成的主动径向控制指令传递给各径向执行机构的控制器，控制器接收位置指令，控制其对应径向执行机构进行相应的主动径向运动。

在其中一个实施例中，如图3所示，s3步骤中，具体包括：通过控制器处理并执行主动径向控制指令和监测径向执行机构的内部元件的工作状态。在本实施例中，控制器除了具有接收主动径向控制指令并控制径向执行机构进行相应的主动径向运动，还具有与上位机通讯、监测径向执行机构的内部元件的工作状态，实现转向架层面的自我安全机制判断和故障导向功能。具体地，故障信息处理分为两种：一种是当除控制器以外的其它液压作动器出现故障时，控制器会接收到信号并处理故障信息，将故障信息上传到上位机，再由上位机上传到列车控制单元；另一种是主控制器出现故障时，上位机会接收到从控制器发出的故障报警信号，然后上传到列车控制单元。

在其中一个实施例中，s3步骤还包括：控制器根据主动径向控制指令控制径向执行机构的液压动力控制单元和液压作动器执行相应动作，以实现主动径向运动。

在其中一个实施例中，还包括：当检测到列车处于驻车状态时，径向执行机构的液压作动器进入安全自锁状态，满足车辆停放要求。

在其中一个实施例中，控制器包括互为冗余的主控制器和从控制器，当主控制器由于故障无法正常工作时，从控制器启动控制功能并上报主控制器的故障信息。在本实施例中，主控制器与从控制器并联连接，正常状态下，主控制器负责控制功能，当其发生故障时，从控制器接管主控制器的控制功能，实现系统的安全稳定运行。当主控制器和从控制器任意单元出现故障时，另一单元会同步上报给上位机发出报警信号。

在其中一个实施例中，s1步骤中，具体包括：通过设置于列车上的测速雷达采集列车运行速度或通过连接车辆网络获取车辆速度信息，通过信标系统或车辆网络采集线路信息，之后将采集到的数据信息发送给上位机进行处理。

如图2所示，本发明实施例还公开了一种列车主动径向控制系统，包括：

信号采集装置，用于采集线路信息和列车行驶信息；

上位机，上位机与信号采集装置通信连接，用于接收采集线路信息和列车行驶信息，并根据线路信息和列车行驶信息计算并生成主动径向控制指令；

径向执行机构，径向执行机构与上位机通信连接，用于接收主动径向控制指令并根据主动径向控制指令执行主动径向动作。

在其中一个实施例中，信号采集装置包括用于采集线路信息的信标单元和设置于列车上的测速雷达；

径向执行机构包括液压动力控制单元和液压作动器，液压动力控制单元包括液压站和控制器，液压作动器包括液压缸和控制阀组，控制器用于接收主动径向控制指令并控制液压站运行，液压缸设有位置传感器，所述位置传感器用于监测液压缸内活塞位移，控制阀组用于控制油路方向和流量，液压缸与转向架相连接。

在本实施例中，上位机下达主动径向控制指令，控制器根据控制指令计算并发出针对每台液压作动器的控制指令，从而控制液压作动器动作，在动作过程中，通过位置传感器监测活塞的位移以监测径向执行机构的径向动作位置，控制阀组可以通过控制各个油路的开启和关闭控制，从而控制液压动力控制单元的工作状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。