一种轨道车辆送风控制方法及轨道车辆与流程

1.本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其是可根据乘客数量调整车厢内新风量的轨道车辆送风控制方法及轨道车辆。


背景技术：

2.动车组空调通风系统通过送风道、回风道、废排风道调节车厢各部位对送风量、回风量和新风量的需求，达到车内环境温度、压力控制的目的。通风系统除了为乘客提空新鲜空气外，还需同时保证车厢内适当的压力，即当车外压力发生明显变化时，通风系统会将车厢内气压维持在一个令人舒适的水平。
3.根据en13129标准要求，在设计通风系统时，新风量按照最大定员人数下新鲜空气量10～20m3/人/h设计。依据最大定员人数的设计方式，没有考虑到淡季车厢内实际乘客数量可能远小于最大定员人数，且成人和儿童对于新风量的需求有差别，从而会在一定程度产生不必要的能源消耗，影响空调装置的经济性，造成了能源浪费。因此亟需设计一种根据车厢内实时人数实现动车组分级送风的装置及控制方法。


技术实现要素：

4.本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种轨道车辆送风控制方法及轨道车辆，可根据车厢内的实际乘客数量调整车厢内的新风量，在降低风机功率的同时减少了新风制冷和制热的空调能耗。
5.为实现上述目的，本发明首先提供了一种轨道车辆送风控制方法，其技术方案是：
6.一种轨道车辆送风控制方法，所述轨道车辆包括控制器、空调机组及风量调节板，所述轨道车辆每节车厢车门处设置可检测全部进出乘客的第一传感器和可检测成人乘客的第二传感器，所述控制器根据所述第一传感器和第二传感器传输来的数据按预定程序模拟算出进入车厢内的乘客数量，并根据乘客数量控制所述风量调节板，调节风量档位。
7.进一步的，所述控制控制风量调节板的开合角度，调节风量档位，所述控制器计算得到的乘客数量大于最大定员人数的80％时，将风量调为5档；当计算得到的乘客数量大于最大定员人数60％而小于80％时，将风量调为4档；当计算得到的乘客数量大于最大定员人数40％而小于60％时，将风量调为3档；当计算得到的乘客数量大于最大定员人数20％而小于40％时，将风量调为2档；当计算得到的乘客数量小于最大定员人数20％时，将风量调为1档。
8.进一步的，所述第一传感器检测到的乘客数量为n1，所述第二传感器检测到的乘客数量为n2，所述控制器综合计算得到的总人数为(n1 n2)/2。
9.进一步的，所述控制器可接收本次列车的售票信息，所述售票信息的乘客数量与所述控制器计算得来的乘客数量互为冗余，以两者的最大值为调节风量档位的基础。
10.进一步的，所述售票信息中，成人乘客数量为n3，儿童乘客数量为n4，用于调节风量档位的乘客数量为n3 n4/2。
11.进一步的，所述第一传感器放置在距离车厢地板10
‑
30cm的位置处。
12.进一步的，所述第二传感器放置在距离车厢地板140cm的位置处。
13.进一步的，所述第一传感器和第二传感器同时监测乘客的体温。
14.进一步的，所述第一传感器和第二传感器同时监测到乘客体温超过第一预定限值时，进行成人体温异常预警，当只有所述第一传感器监测到某乘客体温超过第二预定限值时，进行儿童体温异常预警。
15.本发明进一步提供了一种轨道车辆，采用如下技术方案：
16.一种轨道车辆，包括空调机组、新风风道、废排风道及控制器，所述新风风道包括调整新风量的风量调节板，所述轨道车辆按如前方所述的方法控制车厢内的新风量。
17.综上所述，本发明提供的一种轨道车辆送风控制方法及轨道车辆，与现有技术相比，具有如下技术优势：
18.1.基于热释电红外传感器的人员计数及测温系统，价格低廉、结构简单、安装方便；
19.2.通过实时精准监测车辆内成人及儿童数量的动态变化，智能化调节车外的新风供给量和车厢内回风的排出量，在降低风机功率的同时减少了新风制冷和制热的空调能耗；
20.3.通过实现动车组分级送风，在保证旅客的舒适性的同时提高空调装置的经济性，达到节能降耗的目的；
21.4.动态监控车厢内乘客体温，对体温异常的成人及儿童进行差异化预警及关怀。
附图说明：
22.图1：本发明提供的一种轨道车辆送风控制方法的控制逻辑图；
具体实施方式
23.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
24.本发明首先提供了一种轨道车辆送风控制方法，轨道车辆包括控制器、空调机组及风量调节板，轨道车辆每节车厢车门处设置可检测全部进出乘客的第一传感器和可检测成人乘客的第二传感器，控制器根据第一传感器和第二传感器传输来的数据按预定程序模拟算出进入车厢内的乘客数量，并根据乘客数量控制风量调节板，调节风量档位。
25.在本实施例中，轨道车辆包括空调机组、新风风道、废排风道及控制器，通过调整新风风道的风量调节板的开合角度，调整车厢内的新风量，并通过控制废排风道的排风量，控制车厢内的压力以及空气质量，所述轨道车辆按如前方所述的方法控制车厢内的新风量。控制器内预置风量调节控制方法，根据预置程序控制新风量及废排风量的调节。
26.在每节车厢车门处设置可计数的热释红外传感器，统计进入车厢内的乘客数量。考虑到从车厢车门处进入的乘客可能会进入不同车厢，因此，传感器可设置在进入车厢内的贯通道门处，以精准对进入本节车厢内的乘客进行计数。
27.考虑到儿童和成人对新风量的需求不同，而且成人中，身高的不同对新风量的需求也不同，因此，在本实施例中，在每节车厢车门(如前文所述的贯通道门，后同)处加装第一感器及第二传感器，第一传感器设于距车厢地板10
‑
100cm的第一位置处，优选的，可设置
在距车厢地板10
‑
40cm的位置处，最佳位置可在20cm处，有效避开乘客的鞋子、移动式滚轮等结构，也可避开乘客手拎的小件行李，对进入车厢的乘客数量进行精准计数，第一传感器可对进入车厢内的所有乘客进行计数，但无法区分成人与儿童以及身高较小的成年人，因此，第二传感器设于距车厢地板140cm的第二位置处，140cm为铁路部门区分成人和儿童的身高标志，也可有效区分出较为矮小的成年人。第一传感器及第二传感器位于同一直线上，避免计数重复。身高位于第一位置与第二位置之间(身高小于1.2m)的识别为儿童(视身高较矮的成年人的新风量可与儿童相同)。儿童新风量按照成人新风量减半设计，设第一传感器识别的人员数量为n1，第二传感器识别的人员数量为n2，则传感器综合计算得到的总人数为
28.需要说明的是，车厢的两端均可进入，虽然对于动车组来说，通常由单侧上下车，但仍有特殊情况下，车厢的两端均可上、下车，有乘客出入。因此，在车厢两端的车门处均如前文所述设置第一传感器和第二传感器，两端分别对进入本节车厢的乘客数量进行计数，并传输给控制器，由控制器将车厢两端的数据作和计算，获得进入本节车厢内的总乘客数量，控制器根据计算后得到的总乘客数量，控制风量调节板，调节风量档位，以控制车厢内的新风量以及空气质量。
29.由于传感器无法准确识别大小怀抱的小孩子，坐轮椅的成年人也可能被误判为儿童，引起用风量的误差，且存在传感器传输故障，导致乘客数量的计算失误，为进一步的精确控制风量调节板的开合角度，在本实施例中，控制器与铁路售票系统云连接，以获取售票系统给出的售票信息，获取本节车厢的购票乘客数量以及乘客种类(成人或儿童)，设售票系统给出的车厢内成人数量为n3,儿童数量为n4，则售票系统综合计算人数为控制器接收铁路售票系统的时间限定于售票系统停止售票时间，通常为开车前半小时。考虑到部分乘客可能会误车，或是临时退票，因此，实际上车人数与售票系统给出的数量不同，因此，控制器前文所述通过传感器计数计算得出的乘客数量及售票系统给出的乘客数量进行比较，取两者的最大值做为综合计算得出的乘客数量：用此乘客数量控制风量调节板。售票系统给出的乘客数量可与通过控制计算得出的乘客数量进行比对校正，互为冗余，以实现车厢内风量的精准控制。
30.在本实施例中，将空调系统的风量调节设计为风量从小到大的五个档位，其中5档为最高档，对应最大定员人数的设计通风量。
31.将综合计算后的乘客数量nmax传到空调系统，由控制器控制换气装置中的风量调节板，从而调节风量档位。如图1所示，当检测到轨道车辆运行过程中车厢内乘客数量大于最大定员人数(图1中的nmax，后同)的80％时，将风量调为5档；当检测到乘客数量大于最大定员人数60％而小于80％时，将风量调为4档；当检测到乘客数量大于最大定员人数40％而小于60％时，将风量调为3档；当检测到乘客数量大于最大定员人数20％而小于40％时，将风量调为2档；当检测到乘客数量小于最大定员人数20％时，将风量调为1档。各档位的具体风量依据en13129标准由人员数量和外气温度等因素确定。在调整车外新风供给的同时，相应同步调整室内向车外的排风量，保证实现客室内空气压力变化率满足舒适性要求。
32.考虑车厢内人员的流动，轨道车辆开车后，需动态调整风量供给情况，可设置不同
档位调节时间最短为15分钟，即每隔15分钟，控制器收集本时间段内进出车厢的人员数量，车厢两端的第一和第二传感器均可检测人员行进方向，以判断乘客进或出车厢，控制器通过计算获取车厢内的实时乘客数量(包括成人乘客和儿儿童乘客)，调整风量控制，提高车厢内的舒适度。在实际应用中，开车时根据前文所述方式控制风量调节，但开车后一段时间内，人员流动较为频繁，为避免频繁调整，开车后预定时间内，如半小时内，不做风量调节，半小时后，再每隔15分钟调整一次。调整频次，调整时间间隔，可根据实际情况调整。
33.基于热释电红外传感器的人员计数系统因为价格低廉、结构简单、安装方便等优点，已经广泛用于办公楼、教学楼、公共汽车等，实现人员计数和考勤等功能。在此基础上增加基于热释电红外传感器的测温系统，在实现计数功能以外实时监测乘客体温。
34.第一和第二传感器均采用基于热释电红外传感器，可同时进行乘客计数及测温，在进行测温时，以非接触形式检测出来自人体及外界物体放射出的微弱红外线能量并转化成电信号输出，经运算放大器放大,再滤去干扰信号,最后所得信号驱动计数器计数，并得到乘客体温，进行乘客体温监测，当第一和第二传感器同时监测到某乘客体温大于第一限值，37.3℃，进行“成人体温异常预警”，当只有第一传感器监测到某乘客体温大于第一限值且高于第二限值时，37.5℃，进行“儿童体温异常预警”。在本实施例中，第一限值可在37℃
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37.5℃内取值，优选为37.3℃，而儿童由于代谢率增高，体温可略高于成人，因此第二限值预警值比第一值高0.2℃，可在3.72℃
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37.7℃内取值，优选为37.5℃。
35.需要说明的是，本发明提供的实施例中，通过综合计算得出的乘客数量控制风量调节，在实际应用中，可仅通过传感器进行计数，获得乘客数量以控制风量调节，或通过售票系统获得的乘客数量控制风量调节，任一种方式均可。而且，在本发明中所述的调节风量，不仅适用于新风量的调节，也适用于进入到车厢内的总风量的调节和/或废排风量的调节。在进行新风量调节时，
36.综上所述，本发明提供的一种轨道车辆送风控制方法及轨道车辆，与现有技术相比，具有如下技术优势：
37.1.基于热释电红外传感器的人员计数及测温系统，价格低廉、结构简单、安装方便；
38.2.通过实时精准监测车辆内成人及儿童数量的动态变化，智能化调节车外的新风供给量和车厢内回风的排出量，在降低风机功率的同时减少了新风制冷和制热的空调能耗；
39.3.通过实现动车组分级送风，在保证旅客的舒适性的同时提高空调装置的经济性，达到节能降耗的目的；
40.4.动态监控车厢内乘客体温，对体温异常的成人及儿童进行差异化预警及关怀。
41.如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。