一种制动异常施加监控控制系统及动车组的制作方法

1.本技术涉及制动领域，特别是涉及一种制动异常施加监控控制系统及动车组。


背景技术：

2.列车正线运行时，旅客发运密度很大，时间间隔很短，一旦出现列车故障堵塞线路问题，将极有可能造成后续车辆大面积晚点，给乘客出行和各大路局运营管理带来极大不便。为了保证列车高速运行安全，列车的制动系统的工作可靠性变得尤为重要，制动系统是列车高速运行的安全保障，需要设计良好的控制策略来保证安全停车。目前动车组制动异常施加功能采用贯穿硬线设计，以实现停放制动的全列同步控制管理，同时动车组有停放制动异常施加、保持制动异常施加、常用制动异常施加和紧急制动异常施加四个制动异常施加监控，也就是包括四条贯穿硬线设计。
3.由于硬线贯穿结构导致线缆长度较长，单点故障时通常采用整体隔离的措施，无法实现精确隔离。
4.由此可见，如何实现各列车车厢的异常制动独立监控与制动，是本领域人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种实现各列车车厢的异常制动独立监控与制动的制动异常施加监控控制系统。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种制动异常施加监控控制系统，包括：
7.压力采集装置、车辆制动执行单元、车辆控制模块、远程控制模块、执行终端；
8.压力采集装置与车辆制动执行单元和车辆控制模块连接，车辆制动执行单元与车辆控制模块连接，车辆控制模块与远程控制模块连接，远程控制模块与执行终端连接；
9.压力采集装置采集制动系统的压力信号，车辆制动执行单元控制车辆制动，车辆控制模块获取压力采集装置输出的压力信号与车辆制动执行单元输出的制动信号，并通过控制远程控制模块来控制执行终端，实现对应的列车制动处理。
10.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，还包括：人机交互装置；
11.人机交互装置与车辆控制模块连接。
12.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，各列车的车辆控制模块连接，以获取其他列车的制动状态。
13.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，人机交互装置与车辆控制模块通过tsn连接。
14.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，各列车的车辆控制模块通过tsn连接。
15.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，各列车的车辆控制模块通过以太网方式组成控制内网。。
16.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，还包括：报警器；
17.报警器与车辆控制模块连接。
18.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，还包括事件记录仪；
19.事件记录仪与车辆控制模块连接。
20.优选地，上述制动异常施加监控控制系统中，车辆控制模块采用双机热备冗余结构。
21.为解决上述技术问题，本技术还提供一种动车组，包括：车辆主体及设置在车辆主体上的上述制动异常施加监控控制系统。
22.本技术所提供的制动异常施加监控控制系统，包括：压力采集装置、车辆制动执行单元、车辆控制模块、远程控制模块、执行终端；压力采集装置与车辆制动执行单元和车辆控制模块连接，车辆制动执行单元与车辆控制模块连接，车辆控制模块与远程控制模块连接，远程控制模块与执行终端连接；压力采集装置采集制动系统的压力信号，车辆制动执行单元控制车辆制动，车辆控制模块获取压力采集装置输出的压力信号与车辆制动执行单元输出的制动信号，并通过控制远程控制模块来控制执行终端，实现对应的列车制动处理。车辆控制模块接收压力采集装置与车辆制动执行单元输出的制动信号，即压力采集装置输出的制动系统空气压力信号及车辆制动执行单元输出的制动控制信号，通过控制远程控制模块来控制执行终端，实现对应的列车制动处理，通过车辆控制模块，实现单点故障单点隔离、单车故障单车隔离功能，隔离后其他车辆的制动功能不受影响。
23.另外，本技术还提供一种动车组，包括上述制动异常施加监控控制系统，效果同上。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
25.图1为本技术实施例提供的一种制动异常施加监控控制系统的示意图。
26.其中，附图标记如下：11为压力采集装置、12为车辆制动执行单元、13为车辆控制模块、14为远程控制模块、15为执行终端、16为人机交互装置。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
28.本技术的核心是提供一种制动异常施加监控控制系统。
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
30.列车正线运行时，旅客发运密度很大，时间间隔很短，一旦出现列车故障堵塞线路问题，将极有可能造成后续车辆大面积晚点，给乘客出行和各大路局运营管理带来极大不
便。为了保证列车高速运行安全，列车的制动系统的工作可靠性变得尤为重要，制动系统是列车高速运行的安全保障，需要设计良好的控制策略来保证安全停车。目前动车组制动异常施加功能采用贯穿硬线设计，硬线贯穿结构导致线缆长度较长，单点故障时通常采用整体隔离的措施，无法实现精确隔离，若需要功能改造，需要在原有电路基础上进行线路改造，这种改造可能会涉及电路板的废弃与重制或外部接线的改动，且所有的电路板存在烧损的风险，而避免烧损的保护全部集中在空开一侧，若出现问题，空开跳断，则会出现大面积逻辑控制电路失效情况，以目前技术若要对每条回路都进行保护成本太高。而纯通信设计又无法保证其通信质量和可靠度。
31.目前车辆所需要的制动阀门、空气阀门均需要人工手动进行切除，部分阀门在车下或配电柜内，造成操作不方便、工况不允许等问题，采用智能远端控制装置可以实现远程切除和恢复指令，减少人工操作环节。
32.同时车辆有停放制动异常施加、保持制动异常施加、常用制动异常施加和紧急制动异常施加四个制动异常施加监控，互相控制电路独立，不便于车辆智能化、集成化控制。
33.为解决上述问题，本实施例提供一种制动异常施加监控控制系统，如图1所示，包括：
34.压力采集装置11、车辆制动执行单元12、车辆控制模块13、远程控制模块14、执行终端15；
35.压力采集装置11与车辆制动执行单元12和车辆控制模块13连接，车辆制动执行单元12与车辆控制模块13连接，车辆控制模块13与远程控制模块14连接，远程控制模块14与执行终端15连接；
36.压力采集装置11采集制动系统的压力信号，车辆制动执行单元12控制车辆制动，车辆控制模块13获取压力采集装置11输出的压力信号与车辆制动执行单元12输出的制动信号，并通过控制远程控制模块14来控制执行终端15，实现对应的列车制动处理。
37.需要说明的是，本实施例应用于多个列车的列车组，若应用于列车组，每个列车单独设置制动异常施加监控控制系统，即每个列车车厢都设置有压力采集装置11、车辆制动执行单元12、车辆控制模块13、远程控制模块14、执行终端15。
38.本实施例提到的压力采集装置11采集制动系统的压力信号并对压力信号进行分析，即采集当前列车的实际制动系统产生的空气压力，若检测到压力信号，说明当前列车正在采取制动措施，例如通过气体压力传感器识别当前的呃空气压力变化。本实施例不限制是何种制动，停放制动异常施加、保持制动异常施加、常用制动异常施加和紧急制动异常施加，压力采集装置11可以根据采集到的压力信号进行具体的制动类型分析，并将制动状态及制动类型发送至车辆控制模块13。
39.本实施例提到的车辆制动执行单元12指的是输出制动施加信号以控制车辆制动，车辆制动执行单元12与车辆控制模块13连接，车辆控制模块13接收到车辆制动执行单元12输出制动信号，说明此时车辆制动执行单元12控制车辆制动。
40.本实施例提到的车辆控制模块13为列车的总控制模块，在本实施例中，主要实现列车制动的监控与控制。本实施例不限制车辆控制模块13的类型，可以是人工智能处理器、中央处理器等；根据实际需要设计即可。
41.本实施例提到的远程控制模块14用于接收车辆控制模块13输出的控制信号，并根
据控制信号控制执行终端15，本实施例提到的执行终端15包括但不限于制动阀门、空气阀门、接触器等器件。
42.车辆控制模块13接收压力采集装置11与车辆制动执行单元12输出的制动信号，即压力采集装置11输出的制动系统空气压力信号及车辆制动执行单元12输出的制动控制信号，优选地，车辆控制模块13中内置软逻辑控制器，以实现软逻辑控制，通过“或”“与”“非”的逻辑运算来实现对系统的不同的功能的使用等控制。例如，若没有接收到压力采集装置11输出的制动系统空气压力信号，但接收到车辆制动执行单元12输出的制动控制信号，说明此时列车制动异常，需要采取紧急制动。
43.车辆控制模块13根据获取到的压力采集装置11与车辆制动执行单元12的输出制动信号，通过控制远程控制模块14来控制执行终端15，实现对应的列车制动处理，例如，当检测到有制动异常施加时可以选择切除车辆牵引，必要时施加全列制动减缓车速，如果需要切除某制动功能时，通过控制远程控制模块14，远程切除相关执行终端15的阀门，同时向车辆制动执行单元12发送屏蔽相关功能信号。当出现某信号通道(或板卡)过流时，车辆控制模块13将通过控制远程控制模块14切除该通道(或板卡)。
44.本实施例提到的制动异常施加监控控制系统，包括：压力采集装置11、车辆制动执行单元12、车辆控制模块13、远程控制模块14、执行终端15；压力采集装置11与车辆制动执行单元12和车辆控制模块13连接，车辆制动执行单元12与车辆控制模块13连接，车辆控制模块13与远程控制模块14连接，远程控制模块14与执行终端15连接；压力采集装置11采集制动系统的压力信号，车辆制动执行单元12控制车辆制动，车辆控制模块13获取压力采集装置11输出的压力信号与车辆制动执行单元12输出的制动信号，并通过控制远程控制模块14来控制执行终端15，实现对应的列车制动处理。车辆控制模块13接收压力采集装置11与车辆制动执行单元12输出的制动信号，即压力采集装置11输出的制动系统空气压力信号及车辆制动执行单元12输出的制动控制信号，通过控制远程控制模块14来控制执行终端15，实现对应的列车制动处理，通过车辆控制模块13，实现单点故障单点隔离、单车故障单车隔离功能，隔离后其他车辆的制动功能不受影响，通过压力采集装置11和远程控制模块14实现制动监控和执行终端15操作，减少人工作业所需要的时间。
45.根据上述实施例，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，如图1所示，还包括：人机交互装置16；
46.人机交互装置16与车辆控制模块13连接。
47.在本实施例中，人机交互装置16上设置有人机交互界面，用于接收用户的操作命令，人机交互装置16将该操作命令发送至车辆控制模块13，使车辆控制模块13根据操作命令控制车辆制动或者实现其他功能。
48.根据上述实施例，在某些制动异常的情况下，不仅需要切除本车车辆的牵引，必要时还需要施加对全列列车制动减缓车速，因此，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，各列车的车辆控制模块13连接，以获取其他列车的制动状态。
49.每个列车的制动异常施加监控控制系统的车辆控制模块13连接，以获取其他列车的制动状态。在必要的情况下，所有列车都施加制动，减缓车速。
50.根据上述实施例，人机交互装置16与车辆控制模块13建立通信链接，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，人机交互装置16与车辆控制模块13通过tsn连接。
51.时间敏感网络(time-sensitive network，tsn)是数据链路层协议规范，用于构建更可靠的、低延迟、低抖动的以太网。具有时钟同步技术，通信信息相比于其他网络更加可靠。
52.优选地，各列车的车辆控制模块13通过tsn连接。
53.为了保证通信的准确性及安全性，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，各列车的车辆控制模块13通过以太网方式组成控制内网。
54.各列车的车辆控制模块13通过以太网方式组成控制内网，可以为tsn网络通信提供备份和信息校对功能。采用tsn公网和控制内网两级通信保障结构，确保了系统的可靠性和可用性。当tsn通信异常时，车辆控制模块13可以通过控制内网维持通信功能。
55.根据上述实施例，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，还包括：报警器；
56.报警器与车辆控制模块13连接。例如，当出现某信号通道(或板卡)过流时，车辆控制模块13将通过控制远程控制模块14切除该通道(或板卡)，同时触发报警器向司机进行故障提醒。
57.根据上述实施例，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，还包括事件记录仪；
58.事件记录仪与车辆控制模块13连接。
59.本实施例提到的事件记录仪与车辆控制模块13连接，用于记录每一次异常的制动事件，以用于后续工作人员排查故障，分析问题原因。
60.根据上述实施例，优选地，上述制动异常施加监控控制系统，车辆控制模块13采用双机热备冗余结构。
61.本实施例提到的双机热备冗余结构指的是，包含两个处理器，某一处理器的停机故障，不影响整个服务器双机热备系统的工作。两个处理器，业务流量优先从主处理器上进行工作，当主处理器宕机或者出现故障，业务流量会从备处理器上传递，例如一个设备出现故障后，另一个设备可以进行服务接管，对外提供的服务根本感知不到。
62.最后，本技术还提供一种动车组，包括：车辆主体及设置在车辆主体上的上述实施例中包含的制动异常施加监控控制系统。
63.制动异常施加监控控制系统，包括：压力采集装置11、车辆制动执行单元12、车辆控制模块13、远程控制模块14、执行终端15；压力采集装置11与车辆制动执行单元12和车辆控制模块13连接，车辆制动执行单元12与车辆控制模块13连接，车辆控制模块13与远程控制模块14连接，远程控制模块14与执行终端15连接；压力采集装置11采集制动系统的压力信号，车辆制动执行单元12控制车辆制动，车辆控制模块13获取压力采集装置11输出的压力信号与车辆制动执行单元12输出的制动信号，并通过控制远程控制模块14来控制执行终端15，实现对应的列车制动处理。车辆控制模块13接收压力采集装置11与车辆制动执行单元12输出的制动信号，即压力采集装置11输出的制动系统空气压力信号及车辆制动执行单元12输出的制动控制信号，通过控制远程控制模块14来控制执行终端15，实现对应的列车制动处理，通过车辆控制模块13，实现单点故障单点隔离、单车故障单车隔离功能，隔离后其他车辆的制动功能不受影响，通过压力采集装置11和远程控制模块14实现制动监控和执行终端15操作，减少人工作业所需要的时间。
64.由于车辆部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此车辆部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
65.以上对本技术所提供的一种制动异常施加监控控制系统及列车组进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
66.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种制动异常施加监控控制系统，其特征在于，包括：设置于各列车的压力采集装置(11)、车辆制动执行单元(12)、车辆控制模块(13)、远程控制模块(14)、执行终端(15)；所述压力采集装置(11)与所述车辆制动执行单元(12)和所述车辆控制模块(13)连接，所述车辆制动执行单元(12)与所述车辆控制模块(13)连接，所述车辆控制模块(13)与所述远程控制模块(14)连接，所述远程控制模块(14)与所述执行终端(15)连接；所述压力采集装置(11)采集制动系统的压力信号，所述车辆制动执行单元(12)控制车辆制动，所述车辆控制模块(13)获取所述压力采集装置(11)输出的压力信号与所述车辆制动执行单元(12)输出的制动信号，并通过控制所述远程控制模块(14)来控制执行终端(15)，实现对应的列车制动处理。2.根据权利要求1所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，还包括：人机交互装置(16)；所述人机交互装置(16)与所述车辆控制模块(13)连接。3.根据权利要求1所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，各列车的所述车辆控制模块(13)连接，以获取其他列车的制动状态。4.根据权利要求2所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，所述人机交互装置(16)与所述车辆控制模块(13)通过tsn连接。5.根据权利要求3所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，各列车的所述车辆控制模块(13)通过tsn连接。6.根据权利要求5所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，各列车的所述车辆控制模块(13)通过以太网方式组成控制内网。7.根据权利要求1所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，还包括：报警器；所述报警器与所述车辆控制模块(13)连接。8.根据权利要求1所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，还包括事件记录仪；所述事件记录仪与所述车辆控制模块(13)连接。9.根据权利要求1所述的制动异常施加监控控制系统，其特征在于，所述车辆控制模块(13)采用双机热备冗余结构。10.一种动车组，其特征在于，包括：车辆主体及设置在所述车辆主体上的如权利要求1至9任意一项所述的制动异常施加监控控制系统。

技术总结
本申请公开了一种制动异常施加监控控制系统及动车组，涉及制动领域，为了实现各列车车厢的异常制动独立监控与制动，制动异常施加监控控制系统包括：压力采集装置与车辆制动执行单元和车辆控制模块连接，车辆制动执行单元与车辆控制模块连接，车辆控制模块与远程控制模块连接，远程控制模块与执行终端连接；车辆控制模块接收压力采集装置与车辆制动执行单元输出的制动信号，即压力采集装置输出的制动系统空气压力信号及车辆制动执行单元输出的制动控制信号，通过控制远程控制模块来控制执行终端，实现对应的列车车厢的制动处理，通过车辆控制模块，实现单点故障单点隔离、单车故障单车隔离功能，隔离后其他车辆的制动功能不受影响。受影响。受影响。


技术研发人员：蒋博文 马国栋 张善秋 崔玉龙 石艳红
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/8/31