列车的控制回路的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，特别是一种列车的控制回路。


背景技术：

2.在地铁现有的安全线路中，每个安全条件在安全电路中均对应有继电器，这些安全条件涉及紧急停车蘑菇按钮被按下、车门未关闭、列车脱轨以及检测到大型障碍物等。各继电器的触点与安全线路串联，当所有安全条件均满足时，安全电路处于高电平状态，列车正常运行；而当有任一安全条件不满足时，其对应的继电器的触点会断开，使得安全电路处于低电平状态，同时会触发安全功能执行单元控制列车牵引静止或紧急制动。但是，由于继电器的一对常闭触点可能发生粘合，存在不满足安全条件时安全线路仍可能处于高电平状态而导致事故发生的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出了一种列车的控制回路，用以增强控制列车进行牵引静止或紧急制动的可靠性以及列车的安全性。
4.在本实用新型提供的一种列车的控制回路的一个实施例中，所述控制回路包括：安全线路，其包括正极列车线和负极列车线，且其由连接到电源的正极供电线和负极供电线供电；至少一个触发电路，其包括由同一安全信号触发的一对继电器；在这对继电器中，一个继电器的一对常闭触点串联在所述正极供电线上，另一个继电器的一对常闭触点串联在所述负极供电线上；至少一个安全执行电路，其连接在所述正极列车线和所述负极列车线之间，并在检测到所述安全线路为低电平时输出一个安全执行信号，以控制列车牵引静止和/或紧急制动。
5.示例性地，上述的安全信号来自如下至少之一：车门关闭检测单元、列车脱轨检测单元、障碍物检测单元和列车超速检测单元。其中，当车门未关闭、以及列车脱轨以及遇到障碍物等情况下需要控制列车牵引静止以及紧急制动，当列车超速时可以进行紧急制动，也可以同时进行牵引静止。其中，可以通过控制牵引逆变器来实现牵引静止，以及通过列车制动装置实现紧急制动。需要说明的是，触发控制列车进行牵引静止和/或紧急制动的安全信号并不限于此处列举的情形，例如还有风压检测、火灾检测等相关的安全信号。在一种实施方式中，上述的安全信号可以为模拟信号也可以为数字信号。此外，上述的电源可以为蓄电池，该电源一般可以选择列车的低压电源。
6.在上述实施例提供的列车的控制回路中，当触发电路的继电器的所有常闭触点均闭合时，安全执行电路检测到安全线路为高电平，列车可以正常运行；当一触发电路中继电器有常闭触点断开时，安全执行电路检测到安全线路中的正极供电线和负极供电线均为低电平，并会输出控制列车牵引静止和/或紧急制动的信号。
7.本实用新型通过将触发电路的一个继电器的一对常闭触点串联在供电线路的正极供电线上，另一个继电器的一对常闭触点串联在供电线路的负极供电线上。如此，当触发
电路的一对继电器得到同一安全信号时，即使触发电路的一个继电器的一对常闭触点粘合导致无法断开，触发电路的另一个继电器的一对常闭触点也可以正常断开，于是就增强了控制列车进行牵引静止或紧急制动的可靠性以及列车的安全性。
8.本实施例提供的控制回路还具有在列车静止状态下对安全线路进行故障诊断的功能，优选地在列车启动前对安全线路进行故障诊断。例如，列车控制系统可以通过其软件程序来控制故障诊断的过程，然后通过软件程序对诊断结果进行分析和判断。以下通过实施例来详细介绍故障诊断功能的实现方式。
9.作为本实用新型提供的上述控制回路的一种优选的实施方式之一，所述控制回路还包括：一个故障诊断电路，其包括：检测电路，其串联在所述安全线路和所述电源之间并输出一个检测信号，以指示所述安全线路出现故障；判断电路，其由所述电源供电并连接到所述检测电路，以根据所述检测信号输出对所述安全线路进行诊断的结果信号；其中，至少有一继电器的线圈串联在所述检测电路上，且该继电器的一对触点串联在所述判断电路上。
10.示例性地，在列车静止且将安全线路与电源正常断开连接的情况下，正极列车线和负极列车线应该是低电平。列车在实际运行过程中，可能由于震动或摩擦作用等原因导致正极列车线或负极列车线的绝缘层损坏，出现异常电压意外串联至安全线路中，本实施例中的故障诊断电路则用于对安全线路上是否存在异常电压进行检测，从而避免安全执行电路无法准确的输出控制列车牵引静止和/或紧急制动的安全执行信号的问题。
11.在列车静止且将安全线路与电源正常断开连接的情况下，正极列车线和负极列车线在正常情况下应均为低电平，故障诊断电路中的判断电路通过判断其上的继电器的触点能否在检测电路的断开与闭合转换时闭合或打开来对安全线路是否有异常电压误入进行检测。其中，检测电路可以由具有通断功能的开关来进行控制。
12.在对安全线路进行诊断时，检测电路无论是断开还是闭合其均应为低电平，也不会触发判断电路上的电平状态发生变化，判断电路上输出的电平信号也应该是一致的。例如，如果正极列车线有正极电信号误入，或者负极列车线有负极电信号误入以及接地时，则检测电路断开时为低电平而闭合时就转变为高电平，检测电路上就会触发在判断电路上的继电器的触点动作，使得判断电路在此期间会产生高电平和低电平两种不同的电平状态。如此，在对安全线路进行诊断时，根据判断电路输出的电平信号有无差异即可判断安全线路是否有其他电信号误入。
13.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述检测电路包括第一检测支路和第二检测支路，所述第一检测支路包括串联在所述负极列车线与所述电源的正极之间的第一继电器的线圈，所述第二检测支路包括串联在所述正极列车线与所述电源的负极之间的第二继电器的线圈；所述判断电路包括串联的第一继电器的一对常闭触点以及第二继电器的一对常闭触点。
14.如此，根据前面的描述，在列车静止且将安全线路与电源正常断开连接的情况下，通过第一检测支路的断开和闭合，判断电路能够判断负极列车线是否有负极电信号误入或者接地。以及，通过第二检测支路的断开和闭合，判断电路能够判断正极列车线是否有正极电信号误入。这时，如果判断电路输出的都是高电平，则安全线路无异常电信号误入。否则，安全线路则有异常电信号误入，技术人员可根据检测的结果对负极列车线或正极列车线进
行维修。
15.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述第一检测支路和所述第二检测支路上还分别串联有一受控开关，所述受控开关的受控端连接到列车控制系统。示例性地，该受控开关可以选择为继电器或者接触器以及其他能够根据控制信号来控制电路通断的开关，以使得对安全线路的诊断变得更加便捷。
16.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述受控开关为一个继电器，且该继电器的一对常开触点串联在该受控开关所在的第一检测支路或第二检测支路上。其中，作为受控开关使用的继电器的线圈可以由其他的控制电路控制器得电及失电。优选地，受控开关使用的继电器的线圈可以通过列车控制系统进行控制。
17.本实施例还可以对作为受控开关的继电器以及检测电路中的第一继电器和第二继电器是否能正常工作进行诊断。
18.在列车静止且将安全线路与电源正常导通的情况下，由于作为受控开关的继电器在第一检测支路和第二检测电路上的触点是常开的，以及判断电路上的第一继电器的触点和第二继电器的触点都是常闭的，判断电路上输出的电平信号为高电平。在诊断测试时，受控开关给第一继电器的线圈信号使得第一继电器的触点断开，则判断电路上输出的电平信号为低电平，这时说明故障诊断电路能够对负极列车线进行正常诊断。再如，受控开关给第二继电器的线圈信号使得第二继电器的触点断开，则判断电路上输出的电平信号为低电平，这时说明故障诊断电路能够对正极列车线进行正常诊断。
19.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述判断电路连接到多功能车辆总线并经由该多功能车辆总线与列车控制系统通信。如此，司机室中的屏幕上即可看到安全线路的诊断结果的信息，其中，多功能车辆总线(mvb)是一种主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线。列车控制系统可以为 atc(automatic train control，即列车自动控制系统)或者cbtc(communication basedtrain control system，即基于通信的列车自动控制系统)，也可以为tcms(train controland management system，即列车控制和管理系统)。此外，判断电路还可将安全线路的诊断结果的信息转发至occ(operation control center，即运行控制中心)。
20.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述触发电路还可以包括一对冗余的继电器，在这对冗余的继电器中，一个冗余的继电器的一对常闭触点串联在所述供电线路的正极供电线上，另一个冗余的继电器的一对常闭触点串联在所述供电线路的负极供电线上。如此，当触发电路在正极供电线上的一个继电器的触点黏连无法断开时，正极供电线上的另一个继电器的触点可以断开；以及，当触发电路在负极供电线上的一个继电器的触点黏连无法断开时，负极供电线上的另一个继电器的触点可以断开。本实施例通过提高安全线路的冗余性，进一步增强了控制列车进行牵引静止或紧急制动的可靠性以及列车的安全性。
21.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述控制回路还包括：指示灯，其连接在所述正极列车线和所述负极列车线之间。如此，指示灯能够显示安全线路的高电平和低电平状态，该指示灯一般可设置在司机室内。
22.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，所述控制回路还可以包括：事件记录仪，其用于存储所述安全线路的高电平、低电平信号的状态以及发生时间。
如此，该事件记录仪记录的事件及发生事件可以通过显示屏显示，也可以将其存储的信息导出，以供离线进行列车运行数据的分析。
附图说明
23.下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
24.图1为本实用新型的一个实施例中列车的控制回路的结构示意图。
25.图2为本实用新型的另一个实施例中列车的控制回路中故障诊断电路的结构示意图。
26.其中，附图标记如下：
27.1-电源
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11-正极供电线
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12-负极供电线
28.13-触发电路
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2-安全执行电路
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21-正极列车线
29.22-负极列车线
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30-故障诊断电路
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3-检测电路
30.31-第一继电器的线圈
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32-第二继电器的线圈
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331-第三继电器
31.332-第四继电器
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34-判断电路
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4-列车控制系统
32.5-指示灯
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6-事件记录仪
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
34.在本实用新型提供的一种列车的控制回路的一个实施例中，如图1所示，该控制回路包括安全线路、能够控制安全线路通断的至少一个触发电路13以及能够根据安全线路的电平信号并状态输出安全执行信号的至少一个安全执行电路2。
35.其中，安全线路包括正极列车线21和负极列车线22，且其由连接到电源1的正极供电线11和负极供电线12供电。触发电路13包括由同一安全信号触发的一对继电器，在这对继电器中，一个继电器的一对常闭触点串联在正极供电线11上，另一个继电器的一对常闭触点串联在负极供电线12上。安全执行电路2连接在正极列车线21和负极列车线22之间，并在检测到安全线路为低电平时输出一个安全执行信号，以控制列车牵引静止和/或紧急制动。
36.示例性地，上述的安全信号可以来自如下至少之一：车门关闭检测单元、列车脱轨检测单元、障碍物检测单元和列车超速检测单元。其中，当车门未关闭、以及列车脱轨以及遇到障碍物等情况下需要控制列车牵引静止以及紧急制动，当列车超速时可以进行紧急制动，也可以同时进行牵引静止。其中，可以通过控制牵引逆变器来实现牵引静止，以及通过列车制动装置实现紧急制动。需要说明的是，触发控制列车进行牵引静止以及紧急制动的安全信号并不限于此处列举的情形，例如还有风压检测、火灾检测等方面相关的安全信号。上述的安全信号可以为模拟信号也可以为数字信号。此外，给控制回路供电的电源1可以为蓄电池，该电源1一般可以选择列车的低压电路供电。
37.在上述实施例提供的列车的控制回路中，当所有触发电路13中的继电器的常闭触点均闭合时，安全执行电路2检测到安全线路为高电平，列车可以正常运行且无需进行牵引
静止和紧急制动的控制。当一触发电路13中的继电器有常闭触点断开时，安全执行电路2检测到安全线路中的正极供电线11和负极供电线12均为低电平，并会输出控制列车牵引静止和/或紧急制动的信号。
38.本实用新型通过将触发电路13的一个继电器的一对常闭触点串联在供电线路的正极供电线11上，另一个继电器的一对常闭触点串联在供电线路的负极供电线12上。如此，当触发电路13的一对继电器得到同一安全信号时，即使触发电路13的一个继电器的一对常闭触点粘合导致无法断开，触发电路13的另一个继电器的一对常闭触点也可以正常断开，于是就增强了控制列车进行牵引静止或紧急制动的可靠性以及列车的安全性。
39.在本实施例提供的控制回路中，还具有在列车静止状态下对安全线路进行故障诊断的功能，优选地在列车启动前对安全线路进行故障诊断。例如，列车控制系统4可以通过其软件程序来控制故障诊断的过程，然后通过软件程序对诊断结果进行分析和判断。以下通过实施例来详细介绍故障诊断功能的实现方式。
40.作为本实用新型提供的上述控制回路的一种优选的实施方式之一，如图2所示，该控制回路还包括：一个故障诊断电路30，其包括检测电路3以及判断电路34。其中，检测电路3串联在安全线路和电源1之间并输出一个检测信号，以指示安全线路出现故障。判断电路34由电源1供电并连接到检测电路3，以根据检测信号输出对安全线路进行诊断的结果信号。其中，至少有一继电器的线圈串联在检测电路3上，且该继电器的一对触点串联在判断电路34上。
41.示例性地，在列车静止且将安全线路与电源1正常断开连接的情况下，正极列车线 21和负极列车线22应该是低电平。列车在实际运行过程中，可能由于震动或摩擦作用等原因导致正极列车线21或负极列车线22的绝缘层损坏，出现异常电压意外串联至安全线路中，本实施例中的故障诊断电路30则用于对安全线路上是否存在异常电压进行检测，从而避免安全执行电路2无法准确的输出控制列车牵引静止和/或紧急制动的安全执行信号的问题。
42.在列车静止且将安全线路与电源1正常断开连接的情况下，正极列车线21和负极列车线22在正常情况下应均为低电平，故障诊断电路30中的判断电路34通过判断其上的继电器的触点能否在检测电路3的断开与闭合转换时闭合或打开来对安全线路是否有异常电压误入进行检测。其中，检测电路3可以由具有通断功能的开关来进行控制。
43.在对安全线路进行诊断时，检测电路3无论是断开还是闭合其均应为低电平，也不会触发判断电路34上的电平状态发生变化，判断电路34上输出的电平信号也应该是一致的。例如，如果正极列车线21有正极电信号误入，或者负极列车线22有负极电信号误入以及接地时，则检测电路3断开时为低电平而闭合时就转变为高电平，检测电路3 上就会触发在判断电路34上的继电器的触点动作，使得判断电路34在此期间会产生高电平和低电平两种不同的电平状态。如此，在对安全线路进行诊断时，根据判断电路34 输出的电平信号有无差异即可判断安全线路是否有其他电信号误入。
44.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，检测电路3包括第一检测支路和第二检测支路，第一检测支路包括串联在负极列车线22与电源1的正极之间的第一继电器的线圈31，第二检测支路包括串联在正极列车线21与电源1的负极之间的第二继电器的线圈32；判断电路34包括串联的第一继电器的一对常闭触点以及第二继电器的一
对常闭触点。在图1和图2中，图1中正极列车线21的
①
端与图2中第二检测支路的
①
端连接，图1中负极列车线22的
②
端与图2中第一检测支路的
②
端连接，其示出了检测电路3与正极列车线21和负极列车线22的连接关系。如此，根据前面的描述，在列车静止且将安全线路与电源1正常断开连接的情况下，通过第一检测支路的断开和闭合，判断电路34能够判断负极列车线22是否有负极电信号误入或者接地。以及，通过第二检测支路的断开和闭合，判断电路34能够判断正极列车线21是否有正极电信号误入。这时，如果判断电路34输出的都是高电平，则安全线路无异常电信号误入。否则，安全线路则有异常电信号误入，技术人员可根据检测的结果对负极列车线22或正极列车线21进行维修。
45.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，第一检测支路和第二检测支路上还分别串联有一受控开关，受控开关的受控端连接到列车控制系统4。示例性地，该受控开关可以选择为继电器或者接触器以及其他能够根据控制信号来控制电路通断的开关，以使得对安全线路的诊断变得更加便捷。
46.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，受控开关为一个继电器，且该继电器的一对常开触点串联在该受控开关所在的第一检测支路或第二检测支路上。其中，作为受控开关使用的继电器的线圈可以由其他的控制电路控制器其得电或失电。优选地，受控开关使用的继电器的线圈可以通过列车控制系统4进行控制。例如，图2中示出了两个受控开关分别为控制第一检测支路通断的第三继电器331和控制第二检测支路32通断的第四继电器332，列车控制系统4可以通过继电器k1和k2分别对第三继电器331和第四继电器332的触点的断开和闭合进行控制。
47.本实施例还可以对第三继电器331、第四继电器332以及检测电路3中的第一继电器和第二继电器是否能正常工作进行诊断。
48.在列车静止且将安全线路与电源1正常导通的情况下，由于第三继电器331和第四继电器332的触点均是常开的，以及判断电路34上的第一继电器的触点和第二继电器的触点都是常闭的，判断电路34上输出的电平信号为高电平。在诊断测试时，第三继电器 331给第一继电器的线圈31信号使得第一继电器的触点断开，则判断电路34上输出的电平信号为低电平，这时说明故障诊断电路30能够对负极列车线22进行正常诊断。再如，第四继电器332给第二继电器的线圈32信号使得第二继电器的触点断开，则判断电路34上输出的电平信号为低电平，这时说明故障诊断电路30能够对正极列车线21进行正常诊断。
49.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，判断电路34连接到多功能车辆总线并经由该多功能车辆总线与列车控制系统4通信。例如，图2中的e1示出了判断电路34信号输出的一端。如此，司机室中的屏幕上即可看到安全线路的诊断结果的信息，其中，多功能车辆总线(mvb，multifunction vehicle bus)是一种主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线。其中，列车控制系统4可以为atc(automatic train control，即列车自动控制系统)或者cbtc(communicationbased train control system，即基于通信的列车自动控制系统)，也可以为tcms(traincontrol and management system，即列车控制和管理系统)。此外，判断电路34还可将安全线路的诊断结果的信息转发至occ(operation control center，即运行控制中心)。
50.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，触发电路13还可以包括一对冗余的继电器，在这对冗余的继电器中，一个冗余的继电器的一对常闭触点串联在
供电线路的正极供电线11上，另一个冗余的继电器的一对常闭触点串联在供电线路的负极供电线12上。如此，当触发电路13在正极供电线11上的一个继电器的触点黏连无法断开时，正极供电线11上的另一个继电器的触点可以断开；以及，当触发电路13在负极供电线12上的一个继电器的触点黏连无法断开时，负极供电线12上的另一个继电器的触点可以断开。本实施例通过提高安全线路的冗余性，进一步增强了控制列车进行牵引静止或紧急制动的可靠性以及列车的安全性。
51.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，如图1所示，该控制回路还可以包括：指示灯5，其连接在正极列车线21和负极列车线22之间。如此，指示灯 5能够显示安全线路的高电平和低电平状态，该指示灯5一般可设置在司机室内。
52.在本实施例提供的上述控制回路的一种优选的实施方式中，该控制回路还可以包括：事件记录仪6，其用于存储安全线路的高电平、低电平信号的状态以及发生时间。如此，该事件记录仪6记录的事件及发生事件可以通过显示屏显示，也可以将其存储的信息导出，以供离线进行列车运行数据的分析。
53.本实用新型涉及轨道交通技术领域，特别是一种列车的控制回路，包括安全线路、能够控制安全线路通断的至少一个触发电路13以及能够根据安全线路的电平信号并状态输出安全执行信号的至少一个安全执行电路2。该控制回路通过将触发电路13的一个继电器的一对常闭触点串联在供电线路的正极供电线11上，另一个继电器的一对常闭触点串联在供电线路的负极供电线12上，能够应对触发电路13的一个继电器的一对常闭触点粘合导致无法断开的情况，增强了控制列车进行牵引静止或紧急制动的可靠性以及列车的安全性。
54.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。