一种牵引控制系统的制作方法

本申请涉及牵引控制
技术领域：
，尤其涉及一种牵引控制系统。
背景技术：
：传统的地铁列车一般由乘务人员登车后激活列车，列车激活后的工作也由乘务人员完成。乘务人员会根据列车运行状态和路况保障列车安全运行和列车准点运行。对于全自动运行的地铁列车，由于车辆上并无司乘人员，车辆要自动完成远程的列车激活指令、方向控制以及列车牵引控制，遇到重大故障时，还要自动完成牵引切除、限速等功能。列车的牵引控制是全自动运行车辆最重要的功能之一，也是列车安全的重要保障。此功能的可靠应用是车辆能够准时准点高效运行的前提条件。因此，传统的牵引控制系统已经不能满足全自动运行列车的功能需求。技术实现要素：本申请实施例提供了一种牵引控制系统，以至少解决了传统的牵引控制系统不能满足全自动运行列车的功能需求上的问题。本发明提供了一种牵引控制系统，包括：牵引上电自检模块，用于在发车前进行上电自检并将自检结果反馈至tcms；驾驶模式切换模块，用于在不同工况下进行驾驶模式的切换；牵引指令模块，用于在牵引指令列车线得电后，牵引系统接收并根据所述tcms采集的列车线状态进行牵引控制；列车超速保护模块，用于所述tcms实时检测列车行驶速度，当所述tcms检测出所述列车行驶速度超出预设范围时，采取相应的保护措施；制动力分配模块，用于为减少网络传输延时，牵引系统将电制动相关信息发送到mvb总线，制动系统直接从相应端口中获取所述电制动相关信息；牵引级位判断模块：用于判断所述列车牵引级位信号。上述的牵引控制系统，所述创建步骤包括，用户在系统中创建一个所述计算任务，并向所述计算任务上传一个所述目标人群或指定一个所述目标人群标签。上述的牵引控制系统，所述牵引上电自检模块在程序开始运行的一预设时间内进行上电自检并将初始自检状态发送至所述tcms，自检完成后将自检失败结果发送至所述tcms。上述的牵引控制系统，所述驾驶模式切换模块根据所述列车的实际工况在fam模式、cm模式、rd模式、rm模式、cbtc_cm模式、cbtc_am模式及eum模式间进行切换。上述的牵引控制系统，所述牵引指令模块在fam/am/cam模式下，信号系统输出牵引指令，硬线控制牵引指令列车线得电，在人工驾驶模式下，司控器控制所述牵引指令列车线得电，所述tcms采集牵引指令列车线状态，并且将所述牵引指令列车线状态转发给所述牵引指令模块，所述牵引指令模块接收并根据所述tcms采集的所述列车线状态对所述列车进行牵引控制。上述的牵引控制系统，所述列车超速保护模块，包括：普通保护单元：所述tcms实时检测所述列车行驶速度，当所述列车行驶速度大于第一阈值并小于第二阈值时，普通保护单元触发提示信息，并通过do输出驱动司机室蜂鸣器响；牵引切除保护单元：所述tcms实时检测所述列车行驶速度，所述列车行驶速度大于所述第二阈值时，所述tcms接收到信号系统发送的牵引切除指令，并将所述牵引切除指令转发给所述牵引切除保护单元，所述牵引系统根据所述牵引切除指令对所述列车进行牵引切除，牵引切除保护单元输出所述提示信息，并通过do输出驱动司机室蜂鸣器响；制动保护单元：所述tcms实时检测所述列车行驶速度，所述列车行驶速度大于第三阈值并小于第四阈值时，所述制动保护单元将所述列车工况强制置为制动工况，制动级位置100％。上述的牵引控制系统，所述制动力分配模块将电制动信息发送到mvb总线，制动系统直接从相应端口中获取所述电制动相关信息，其中所述电制动信息包括电制动能力值、电制动实际值、电制动退出。上述的牵引控制系统，所述牵引级位判断模块，包括：ato模式牵引级位判断单元：牵引级位在ato模式下，所述ato模式牵引级位信号判断单元优先判断vobc上传的mvb信号是否发生通信中断，若所述mvb信号发生通信中断，则选择所述vobc输出的0-20ma硬线信号作为牵引级位，并将所述牵引级位发送到vcu统一处理后，发送到所述牵引系统；非ato模式牵引级位判断单元：所述非ato模式牵引级位信号判断单元判断tcms采集的所述riom1以及所述riom2上的司控器输出电压信号是否有效，若两路或一路有效，则根据所述司控器输出的有效电压信号与所述牵引级位对应关系，获取所述牵引级位。上述的牵引控制系统，还包括：洗车模块：用于所述tcms将接受到的洗车模式信息发给所述牵引系统，所述牵引系统根据所述洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作；能耗记录模块：用于记录所述列车的牵引能耗和再生能耗，并发送给显示屏和事件记录仪。上述的牵引控制系统，所述洗车模块，包括：人工洗车单元：当人工洗车模式开启指令有效，所述tcms将人工洗车模式信息发给所述人工洗车单元，所述人工洗车单元根据所述人工洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作；自动洗车单元：在fam模式或cam模式下，若所述atc有效，则所述tcms接受所述atc发送的自动洗车模式信息，并将所述自动洗车模式信息发给所述自动洗车单元，所述自动洗车单元根据所述自动洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作。上述的牵引控制系统，主控程序开始运行后,所述能耗记录模块首先读取所述牵引能耗以及所述再生能耗的断电保存值，并根据牵引能耗脉冲和再生能耗脉冲计算新增能耗值，累计能耗值加之并保存后，发送给所述显示屏和所述事件记录仪。相比于相关技术，本发明提供一种牵引控制系统，可以实现上电自检，能够在发车前及时发现系统故障的同时，还可以实现驾驶模式切换功能，并且还有自动洗车功能、远程牵引切除功能以及牵引级位判断功能，其中，远程牵引切除功能可根据列车实时运行情况和列车故障数据库进行判断，提前切除牵引，避免发生意外情况。通过上述功能进一步完善了列车全自动运行功能，在各种工况下充分考虑了列车运行安全以及功能需求。本发明从车辆的全局考虑牵引系统的控制、监视和诊断需求，提供了全自动地铁列车牵引控制方案，对车辆运行场景进行了深入的分析，制定了各种工况下的牵引控制策略，并优化了车辆驾驶模式切换功能，最大程度地保障了列车运营安全。本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本发明的牵引控制系统系统的结构示意图；图2是根据本申请实施例的驾驶模式切换示意图；图3是电压比率与司控器级位对应关系图。其中，附图标记为：牵引上电自检模块：51；驾驶模式切换模块：52；牵引指令模块：53；列车超速保护模块：54；制动力分配模块：55；牵引级位判断模块：56；洗车模块：57；能耗记录模块：58；普通保护单元：541；牵引切除保护单元：542；制动保护单元：543；ato模式牵引级位判断单元：561；非ato模式牵引级位判断单元：562；人工洗车单元：571；自动洗车单元：572。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，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，都属于本申请保护的范围。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，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。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属
技术领域：
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。本发明基于牵引控制系统，下面进行简要的介绍。本发明提供一种牵引控制系统，可以实现上电自检，能够在发车前及时发现系统故障的同时，还可以实现驾驶模式切换功能，并且还有自动洗车功能、远程牵引切除功能以及牵引级位判断功能，其中，远程牵引切除功能可根据列车实时运行情况和列车故障数据库进行判断，提前切除牵引，避免发生意外情况。通过上述功能进一步完善了列车全自动运行功能，在各种工况下充分考虑了列车运行安全以及功能需求。本发明从车辆的全局考虑牵引系统的控制、监视和诊断需求，提供了全自动地铁列车牵引控制方案，对车辆运行场景进行了深入的分析，制定了各种工况下的牵引控制策略，并优化了车辆驾驶模式切换功能，最大程度地保障了列车运营安全。下面将牵引控制系统为例对本申请实施例进行说明。实施例一本实施例提供了牵引控制系统。请参照图1-3，图1为本发明的牵引控制系统系统的结构示意图；图2是根据本申请实施例的驾驶模式切换示意图；图3是电压比率与司控器级位对应关系图，如图1及图3所示，牵引控制系统包括如下步骤：牵引上电自检模块51，用于在发车前进行上电自检并将自检结果反馈至tcms；驾驶模式切换模块52，用于在不同工况下进行驾驶模式的切换；牵引指令模块53，用于在牵引指令列车线得电后，牵引系统接收并根据所述tcms采集的列车线状态进行牵引控制；列车超速保护模块54，用于所述tcms实时检测列车行驶速度，当所述tcms检测出所述列车行驶速度超出预设范围时，采取相应的保护措施；制动力分配模块55，用于为减少网络传输延时，牵引系统将电制动相关信息发送到mvb总线，制动系统直接从相应端口中获取所述电制动相关信息；牵引级位判断模块56：用于判断所述列车牵引级位信号。实施例中，所述牵引上电自检模块51在程序开始运行的一预设时间内进行上电自检并将初始自检状态发送至所述tcms，自检完成后将自检失败结果发送至所述tcms。具体实施中，在程序开始运行1分钟内，tcms收到6个在线dcu发送的上电自检结果均为未自检，则tcms判断dcu未自检；在程序开始运行1分钟内，tcms收到至少一个在线dcu发送的上电自检结果为自检中，则tcms判断dcu自检中；在程序开始运行1分钟内，tcms收到6个在线dcu发送的上电自检结果均为自检成功，则tcms判断dcu自检成功，且上电自检结束后该结果保持不变。实施例中，所述驾驶模式切换模块52根据所述列车的实际工况在fam模式、cm模式、rd模式、rm模式、cbtc_cm模式、cbtc_am模式及eum模式间进行切换。具体实施中，所述驾驶模式切换模块52驾驶模式切换示意图如图2所示，唤醒后进入fam模式：中心远程唤醒，车载cc完成上电自检后，由休眠状态转为fam模式，并在fam模式下监督车辆上电自检结果；列车在cbtc_fam模式下运行，司机手动打开激活端钥匙时，若列车非零速情况下，车载cc输出紧急制动，零速后激活端自动缓解转为cbtc_cm模式，若列车零速情况下，车载cc直接转为cbtc_cm模式；列车在cbtc_fam模式下运行，司机手动打开非激活端钥匙时的处理：当司机手动打开非激活端钥匙时，列车非零速情况下，车载cc输出紧急制动，零速后原激活端变为非激活端并转为il_rd模式，原非激活端变为激活端并转为il_rm模式；当前激活端为cbtc_cm/cbtc_am模式时，车载cc在检查以下升级条件满足后，可由cbtc_cm或cbtc_am模式通过与司机按照下方顺序交互确认后升级为cbtc_fam模式：1)列车零速；2)预设最高驾驶模式为cbtc_fam；3)牵引制动手柄在零位，方向手柄在零位(车辆tcms通过网络提供方向手柄在0位，制动手柄在0位的信息)；4)hmi上提示“请关闭钥匙升级为cbtc_fam模式”；5)司机关闭钥匙，当前模式转为cbtc_fam；若司机不关闭钥匙，则仍保持cbtc_cm模式；6)列车位于在车站、转换轨、列检库时，车载cc检查ats发来的停站倒计时为0，且ats发来的发车授权有效；7)司机按下确认按钮后，车载cc采集到确认按钮按下后发车(车载cc应能在钥匙未激活时也能采集到司机按下确认按钮状态)。当车辆网络出现故障、监督到牵引或制动反馈异常或车辆与车载cc通信故障时：在非零速情况下，车载cc输出紧急制动，零速后，车载cc向ats申请进入cam模式，ats授权后转为cbtc_cam模式，在零速情况下，车载cc直接向ats申请进入cam模式，ats授权后转为cbtc_cam模式；cbtc_cam模式，司机手动打开激活端钥匙时，列车非零速情况下，车载cc输出紧急制动，零速后激活端自动缓解转为cbtc_cm模式，列车零速情况下，车载cc转为cbtc_cm模式；cbtc_cam模式，当司机手动打开非激活端钥匙时，列车非零速情况下，车载cc输出紧急制动，零速后原激活端变为非激活端并转为il_rd模式，原非激活端变为激活端并转为il_rm模式；列车处于cbtc_fam模式进行折返作业换端时，激活端由cbtc_fam模式转为il_rd模式，非激活端由il_rd模式转为cbtc_fam模式。实施例中，所述牵引指令模块53在fam/am/cam模式下，信号系统输出牵引指令，硬线控制牵引指令列车线得电，在人工驾驶模式下，司控器控制所述牵引指令列车线得电，所述tcms采集牵引指令列车线状态，并且将所述牵引指令列车线状态转发给所述牵引指令模块，所述牵引指令模块接收并根据所述tcms采集的所述列车线状态对所述列车进行牵引控制。实施例中，所述列车超速保护模块54，包括：普通保护单元541：所述tcms实时检测所述列车行驶速度，当所述列车行驶速度大于第一阈值并小于第二阈值时，普通保护单元触发提示信息，并通过do输出驱动司机室蜂鸣器响；牵引切除保护单元542：所述tcms实时检测所述列车行驶速度，所述列车行驶速度大于所述第二阈值时，所述tcms接收到信号系统发送的牵引切除指令，并将所述牵引切除指令转发给所述牵引切除保护单元，所述牵引系统根据所述牵引切除指令对所述列车进行牵引切除，牵引切除保护单元输出所述提示信息，并通过do输出驱动司机室蜂鸣器响；制动保护单元543：所述tcms实时检测所述列车行驶速度，所述列车行驶速度大于第三阈值并小于第四阈值时，所述制动保护单元将所述列车工况强制置为制动工况，制动级位置100％。具体实施中，atp未切除时，列车超速保护共分atp保护和车辆保护两方面共同保护，车辆保护由tcms和车辆硬线共同完成实现，当运行速度超过100km/h时，tcms通过实时检测列车速度判断，速度大于100km/h并且小于104km/h时，则触发“列车速度超过100km/h”提示信息，在显示屏上弹窗提示，同时通过do输出驱动司机室蜂鸣器响,速度小于100km/h时，恢复；当运行速度超过104km/h时，tcms通过实时检测列车速度判断，速度大于104km/h时，所述tcms接收到信号系统发送的牵引切除指令，并将所述牵引切除指令转发给所述牵引切除保护单元，所述牵引系统根据所述牵引切除指令对所述列车进行牵引切除，牵引切除保护单元542则触发“列车速度超过104km/h”提示信息，在显示屏上弹窗提示,通过do输出驱动司机室蜂鸣器响，同时在牵引工况下将牵引级位置0％；当列车速度超过106km/h时,tcms通过实时检测列车速度判断，速度大于106km/h并且小于108km/h时，在车辆处于非紧急制动情况下，则将车辆工况强制置为制动工况，制动级位置100％,直到速度小于104km/h，车辆工况和级位恢复至车辆实际情况。其中，满足以下任一条件时，tcms将牵引级位置为0％，列车可实现牵引封锁功能，并将封锁状态反馈给atc：1)车门未关闭牵引起动封锁；2)停放制动未缓解牵引起动封锁；3)空气制动未缓解牵引起动封锁；4)总风欠压牵引起动封锁；每个功能均配一软旁路开关(车门除外)，可进行旁路。实施例中，所述制动力分配模块55将电制动信息发送到mvb总线，制动系统直接从相应端口中获取所述电制动相关信息，其中所述电制动信息包括电制动能力值、电制动实际值、电制动退出。实施例中，所述牵引级位判断模块56，包括：ato模式牵引级位判断单元561：牵引级位在ato模式下，所述ato模式牵引级位信号判断单元优先判断vobc上传的mvb信号是否发生通信中断，若所述mvb信号发生通信中断，则选择所述vobc输出的0-20ma硬线信号作为牵引级位，并将所述牵引级位发送到vcu统一处理后，发送到所述牵引系统；非ato模式牵引级位判断单元562：所述非ato模式牵引级位信号判断单元判断tcms采集的所述riom1以及所述riom2上的司控器输出电压信号是否有效，若两路或一路有效，则根据所述司控器输出的有效电压信号与所述牵引级位对应关系，获取所述牵引级位。具体实施中，网络正常情况下，级位信号由vcu统一处理发送给牵引系统。级位信号的处理分为ato模式和非ato模式。主控端vobc通过mvb上传的am模式有效。tc1车riom通信正常，且采集到ato激活信号。tc2车riom通信正常，且采集到ato激活信号。以上任一条件满足时，判断车辆处于ato模式，否则判断车辆处于非ato模式。ato模式下，级位信号源于vobc通过mvb上传的信号及vobc输出的0-20ma硬线信号和vobc通过mvb上传的级位信号。vobc通过mvb上传级位信号，-16384—16384对应-100％—100％(负数代表制动、正数代表牵引)。vobc输出的0-20ma电流信号，对应关系如下表。牵引工况下对应0-100％。0-20ma(x)级位(y)x＜2ma无效2ma≤x＜4ma0％4ma≤x≤18ma0～100％18ma＜x≤19ma100％x＞19ma无效vobc输出的电流信号与牵引级位对应关系表tcms优先信任主控端vobc上传的mvb信号，如果tcms检测到主控端vobc通信中断(通信中断的时间定义为16个生命信号的刷新周期，即为16*64ms＝1024ms)，则信任vobc输出的0-20ma硬线信号。非ato模式下，级位信号源于司控器输出的电压信号。tcms通过头尾车冗余riom采集司控器输出电压及参考电压，用于人工驾驶模式下级位信号的发送。司控器输出电压及参考电压为0-10v电压信号。其中电压比率：rate＝uo/uref(输出电压/参考电压)，有效范围0.01-0.99。电压比率与司控器级位对应关系如下图3所示，其中：牵引状态：0.575-0.970对应0-100％；制动状态：0.425-0.096对应0-100％；由于司控器输出机械特性的差异，考虑误差范围，当级位信号≥95％时，tcms按照100％的级位发送给牵引和制动。司控器级位选择逻辑如下：(司控器输出有效条件：电压比率rate＝0.01-0.99)(1)判断激活端riom1和riom2采集的司控器输出是否有效；(2)如果riom1和riom2采集的司控器输出均有效，牵引工况下取牵引力较小值，制动工况下取制动力较大值；(3)如果一路无效则取另一路有效信号，同时tcms将有故障提示：故障名称：*车riom*牵引制动百分比采集无效，故障原因：*车riom*司控器输出电压比率不在有效范围内，(4)如果两路都无效，牵引工况下不输出牵引力，制动工况下输出最大常用制动；(5)当riom1和riom2采集的司控器电压比率之差超过0.06时，tcms将给出故障提示：故障名称：两路riom采集牵引制动百分比误差过大故障原因：两路riom采集司控器输出电压比率误差超过6％此时，牵引工况下tcms取牵引力较小值。实施例中，洗车模块57：用于所述tcms将接受到的洗车模式信息发给所述牵引系统，所述牵引系统根据所述洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作；能耗记录模块58：用于记录所述列车的牵引能耗和再生能耗，并发送给显示屏和事件记录仪。实施例中，所述洗车模块57，包括：人工洗车单元571：当人工洗车模式开启指令有效，所述tcms将人工洗车模式信息发给所述人工洗车单元，所述人工洗车单元根据所述人工洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作；自动洗车单元572：在fam模式或cam模式下，若所述atc有效，则所述tcms接受所述atc发送的自动洗车模式信息，并将所述自动洗车模式信息发给所述自动洗车单元，所述自动洗车单元根据所述自动洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作。具体实施中，tcms采信司机钥匙激活端、通信正常的hmi发送的洗车模式开启指令和关闭指令，当人工洗车模式开启指令有效，所述tcms将人工洗车模式信息发给所述人工洗车单元，所述人工洗车单元根据所述人工洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作；在fam模式或cam模式下，若所述atc有效，则所述tcms接受所述atc发送的自动洗车模式信息，并将所述自动洗车模式信息发给所述自动洗车单元，所述自动洗车单元根据所述自动洗车模式信息，对所述列车进行洗车操作。实施例中，主控程序开始运行后,所述能耗记录模块58首先读取所述牵引能耗以及所述再生能耗的断电保存值，并根据牵引能耗脉冲和再生能耗脉冲计算新增能耗值，累计能耗值加之并保存后，发送给所述显示屏和所述事件记录仪。由此，通过本发明可以实现上电自检，能够在发车前及时发现系统故障的同时，还可以实现驾驶模式切换功能，并且还有自动洗车功能、远程牵引切除功能以及牵引级位判断功能，其中，远程牵引切除功能可根据列车实时运行情况和列车故障数据库进行判断，提前切除牵引，避免发生意外情况。上述功能进一步完善了列车全自动运行功能，在各种工况下充分考虑了列车运行安全以及功能需求。本发明从车辆的全局考虑牵引系统的控制、监视和诊断需求，提供了全自动地铁列车牵引控制方案，对车辆运行场景进行了深入的分析，制定了各种工况下的牵引控制策略，并优化了车辆驾驶模式切换功能，最大程度地保障了列车运营安全。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求的保护范围为准。当前第1页12