一种地铁车辆DTO电路及DTO模式运行方法与流程

一种地铁车辆dto电路及dto模式运行方法
技术领域
1.本发明涉及地铁车辆电路设计技术领域，特别涉及一种地铁车辆dto电路及dto模式运行方法。


背景技术：

2.目前地铁线路除了无人驾驶线路外，大多采用的ato最高控车等级，很多城市轨道交通运营方希望对已有ato线路进行升级，提高自动运行能力。既有列车可能已经运营很多年，运营线路及现车布线设计已定型，为实现此功能升级，车辆设计及布线需考虑在较小变更的前提下实现。
3.现有地铁列车，基本上都是设计之初按照ato模式控车或者fao无人驾驶模式控车进行设计。ato功能列车，信号系统控制列车的速度，牵引，惰行和制动。在停站后，为启动列车，在车门关闭并锁好之后司机需要按“run”按钮以启动列车，无法解放司机双手。
4.改造的难点在于，需对现有已交付列车进行信号系统和车辆接口进行硬件改造，同时要考虑尽量缩小变更量及售后现场执行困难度，保证最小设计变更基础上实现功能升级。


技术实现要素：

5.本发明提供一种地铁车辆dto电路及dto模式运行方法，以解决上述现有技术存在的问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种地铁车辆dto电路，
8.包括第一单元，第一单元包括第一司机控制器、第一信号控制主机柜和第一列车激活继电器，所述第一司机控制器设置有ato模式档位和off模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有ato模式运行模块和off模式运行模块，
9.还包括dto模式继电器和设置在所述第一信号控制主机柜内的dto模式运行模块，
10.所述dto模式继电器包括常开触点dⅰ、常闭触点dⅱ、常闭触点dⅲ和常开触点dⅳ，
11.所述ato模式档位与ato模式运行模块的前端之间依次串联着列车激活继电器的常开触点cⅰ、atc切除开关和常闭触点dⅱ；
12.所述常开触点dⅰ的输入端与电源正极电性连接，另一端与atc切除开关的输入端电性连接；所述常开触点dⅳ的一端与所述atc切除开关的输出端电性连接，另一端与dto模式运行模块的前端电性连接；
13.所述off模式档位与off模式运行模块的前端之间依次串联着列车钥匙继电器的常开触点kⅰ和常闭触点dⅱ。
14.进一步地，所述dto模式继电器的线圈的一端与第一信号控制主机柜输出端口连接，另一端与电源负极电性连接。
15.进一步地，
16.所述第一信号控制主机柜输出端口连接有atc列车激活继电器的线圈，
17.所述atc列车激活继电器的线圈的一端与电源负极电性连接。
18.进一步地，
19.所述列车激活继电器的线圈与电源正极之间并联有atc列车激活继电器的常开触点aⅰ和列车钥匙继电器的常开触点kⅱ，
20.所述列车激活继电器的线圈与电源负极电性连接。
21.进一步地，
22.所述第一司机控制器上设置有atp防护手动驾驶模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有atp防护手动驾驶模式运行模块，
23.所述第一司机控制器上atp防护手动驾驶模式档位和第一信号控制主机柜的atp防护手动驾驶模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点cⅱ。
24.进一步地，
25.所述第一司机控制器上设置有洗车模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有洗车模式运行模块，
26.所述第一司机控制器上洗车模式档位和第一信号控制主机柜的洗车模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点cⅲ。
27.进一步地，
28.所述第一司机控制器上设置有限制向前模式档位和限制向后模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有限制向前模式运行模块和限制向后模式运行模块，
29.所述第一司机控制器上限制向前模式档位和第一信号控制主机柜限制向前模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点cⅳ，
30.所述第一司机控制器上限制向后模式档位和第一信号控制主机柜限制向后模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点c
ⅴ
。
31.进一步地，还包括第二单元，所述第二单元的电路结构与第一单元相同，所述第一单元中的第一信号控制主机柜内的各个运行模块前端与第二单元中的第二信号控制主机柜内对应的运行模块前端分别电性连接。
32.一种地铁车辆dto模式运行方法，列车进入dto模式后，列车的信号系统能够按照如下步骤对车辆进行自动控制：
33.s1)列车进站对位停车后，自动开启列车车门和站台门；
34.s2)停站结束后，自动关闭站台门和列车门，列车收到移动授权，从站台自动发车；
35.s3)如果列车在区间因超速产生紧急制动，列车在停车后dto模式运行条件仍满足，列车将自动缓解紧急制动继续运行；
36.s4)列车继续运行至折返站台自动进行折返作业。
37.所述自动进行折返作业的步骤为：
38.步骤1)列车在折返站台停稳后，列车车门和站台门打开；
39.步骤2)停站时间结束后，列车车门和站台门关闭；
40.步骤3)在折返点转换运行方向；
41.步骤4)在车门关闭并锁闭后发出牵引命令折返运行。
42.与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过增加dto模式继电器并在列车的信号
控制主机柜内增加dto模式运行模块，当激活dto模式继电器之后，常开触点dⅰ和常开触点dⅳ闭合，常闭触点dⅱ和常闭触点dⅲ断开，车辆进入dto模式运行，此时列车在有人值守下无人驾驶工况下自动运行，无需人工操作，在列车现有线路的基础上，以最小的改动实现列车的功能升级，实现dto功能。
附图说明
43.图1为现有的地铁车辆ato列车模式建立电路图；
44.图2为本发明dto列车模式建立电路图；
45.图3为本发明各操作模式的真值表。
具体实施方式
46.下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
47.实施例1
48.如图2所示，本发明实施例提供的一种地铁车辆dto电路及dto模式运行方法，能够将图1这种原ato最高运行等级车辆电路改造为dto最高运行等级车辆电路。
49.如图1和图2所示，现有的ato列车和本发明改进得到的dto列车的运行模式有以下几种：
50.mode1为ato模式运行模块，即列车自动控制模式；
51.mode2为cm模式运行模块，即atp防护手动驾驶模式；
52.mode3为wm模式运行模块，即洗车模式；
53.mode4为rmf模式运行模块，即限制向前模式；
54.mode5为off模式运行模块，即关闭模式；
55.mode6为rmr模式运行模块，即限制向后模式；
56.mode7为dto模式运行模块，即有人值守无人驾驶模式。
57.每种运行模块，均能够输入相应的运行指令，对列车进行相应模式的控制。
58.列车运行模式分成两种基本等级，分别为atc模式和手动模式。其中atc模式包含ato模式和dto模式，手动模式包含atp防护手动驾驶模式(即mode2)、限制人工模式(rmf模式/rmr模式)、切除模式(切除atc旁路，也叫非限制的人工模式)。
59.在图1和图2中，单元1和单元2指列车的双端冗余系统的两个对称单元。atc柜1和atc柜2分别为单元1和单元2中的信号控制主机柜。dtomr1-1和dtomr1-4是单元1中的dto模式继电器dtomr1的常开型触点，dtomr1-2和dtomr1-3是单元1中dto模式继电器dtomr1的常闭型触点；
60.dtomr2-1和dtomr2-4是单元2中的dto模式继电器dtomr2的常开型触点，dtomr2-2和dtomr2-3是单元2中dto模式继电器dtomr2的常闭型触点；
61.图1中的dmer1和dmer2分别为单元1和单元2中的自动折返继电器dmer1包括常开触点dmer1-1、常开触点dmer1-2和常开触点dmer1-3，dmer2包括常开触点dmer2-1、常开触
点dmer2-2和常开触点dmer2-3。
62.ksr1和ksr2分别为单元1和单元2中的列车钥匙继电器；
63.cor1和cor2分别为单元1和单元2中的列车激活继电器；
64.atcis1和atcis2分别为单元1和单元2中的atc切除开关。
65.atc切除开关断开时，列车进入切除模式。司机控制器1和司机控制器2分别为单元1和单元2中的司控器，司控器上集成了mode1至mode6的档位以及主控制手柄，主控制手柄具有牵引、惰性和制动三个档位。
66.司机控制器1和司机控制器2上均设置有ato、cm、wm、rmf、off和rmr共六个模式档位以及司控台上设置一个dto模式按钮，act柜1和act柜2上均设置有mode1、mode2、mode3、mode4、mode5、mode6和mode7共七种模式运行运行模块，而atc柜1和atc柜2相同模式运行模块的指令输入前端进行电性连接，列车两端的司机控制器均能够向两个信号控制主机柜发出指令，从而实现冗余控制，提高系统运行安全性。
67.dto模式继电器dtomr1的线圈一端与atc柜1电性连接，另一端与电源负极电性连接。
68.atc柜1输出端口电性连接有atc列车激活继电器atc-cor1的线圈，atc列车激活继电器atc-cor1的线圈一端与电源负极电性连接。
69.列车激活继电器cor1与电源正极之间并联有atc列车激活继电器atc-cor1的常开触点atc-cor1-1和列车钥匙继电器ksr1的常开触点ksr1-1，列车激活继电器cor1与电源负极电性连接。
70.列车激活继电器cor1包括常开触点cor1-1、常开触点cor1-2、常开触点cor1-3、常开触点cor1-4和常开触点cor1-5。
71.司机控制器1的ato模式ato档位与atc柜1的ato模式运行模块mode1的前端之间依次串联着列车激活继电器cor1的常开触点cor1-1、atc切除开关atcis1和常闭触点dtomr1-3；
72.常开触点dtomr1-1的输入端与电源正极电性连接，另一端与atc切除开关atcis1的输入端电性连接；常开触点dtomr1-4的一端与所述atc切除开关atcis1的输出端电性连接，另一端与dto模式运行模块mode7的前端电性连接；
73.off模式off档位与off模式运行模块mode5的前端之间依次串联着列车钥匙继电器ksr1的常开触点ksr1-2和常闭触点dtomr1-2。
74.司机控制器1的cm模式档位与atc柜1的atp防护手动驾驶模式运行模块mode2的前端之间串联有常开触点cor1-2。
75.司机控制器1的wm模式档位与atc柜1的洗车模式运行模块mode3的前端之间串联有常开触点cor1-3。
76.司机控制器1的rmf模式档位与atc柜1的限制向前模式运行模块mode4前端之间串联有常开触点cor1-4。
77.司机控制器1的off模式档位与atc柜1的关闭模式运行模块mode5前端之间依次串联有常开触点ksr1-2和常闭触点dtomr1-2。
78.司机控制器1的rmr模式档位与atc柜1的限制向后模式运行模块mode6前端之间串联有常开触点cor1-5。
79.从图2可以看出，单元2的电路结构与单元1相同，在此不再赘述。
80.信号控制主机柜进入相应模式的前提必须满足图3的操作模式真值表要求，进入某一种有效模式时，此模式为1时，其他模式均为0：即进入ato模式需满足mode1＝1；进入cm模式需满足mode2＝1；进入rmf模式需满足mode3＝1；进入wm模式需满足mode4＝1；进入off模式需满足mode5＝1；进入rmr模式需满足mode6＝1；进入dto模式需满足mode7＝1。
81.如图1所示的原电路中，每种模式前端增加cor激活信号目的是保证只有列车激活端的司控器输出有效，因此电路dto改造时此cor逻辑不可删除。
82.模式档位开关与主控制手柄转动前提是需将司控器钥匙插入“on”位，列车钥匙继电器ksr1或ksr2激活，ksr1-1或ksr2-1触点闭合，列车激活后列车激活继电器cor1或列车激活继电器cor2常开触点闭合。
83.当实现mode1的ato模式时需将列车钥匙激活，司控器模式开关至于ato挡位；
84.当实现mode2的cm模式时，需将司控器模式开关至于cm挡位；当实现mode3的rmf模式时，需将司控器模式开关至于rmf挡位；
85.当实现mode3的wm模式时，需将司控器模式开关至于wm挡位；
86.当实现mode4的rmf模式时，需将司控器模式开关至于rmf挡位；
87.当实现mode5的off模式时，需将司控器模式开关至于off挡位；
88.当实现mode6的rmr模式时，需将司控器模式开关至于rmr挡位；
89.当实现mode7的dto模式时，需将模式开关至于off挡位，信号屏显示dto模式可用，同时激活驾驶台上的dto模式按钮，进入dto模式输出dto模式继电器指令及atc-cor1/2继电器指令，再拔出钥匙令ksr1或ksr2的常开触点断开，从而mdoe5对应的off模式失效，此时只有mode7＝1，列车进入dto模式。
90.系统保留cm/ato模式，以便于列车故障时人工干预时使用。司机可以通过插入钥匙转动“on”档退出dto模式。
91.ato最高运行等级改造为dto最高运行等级车辆电路需增加dto模式输入，由于信号是双端冗余系统，信号主控端与司机室激活端可能不在同一端情况，因此需通过列车线将两端模式信号送给信号系统采集，但由于列车线需走列车底架线槽，重新增线需拆除底架设备拆下线槽增加线束，即浪费了人力也增加了列车线成本。
92.以实现功能同时简化变更为原则，设计了如图2所示电路，当信号主控端与司机室激活端不在同一端情况时，借助原有的图1逻辑中ato模式列车线既保证了保证上述逻辑同时也实现dto功能。
93.与此同时电路在设计过程中需考虑了dto电路与ato原车电路的控制逻辑的差异。如图1和图2所示，ato模式下需考虑无人自动折返工况，此工况司机需将模式开关及主控制手柄归到0位，拔下司机室钥匙，按压站台区域无人折返按钮触发折返继电器dmer1/2输出，dmer1/2的常开触点闭合，从而mode1＝1。
94.但对于dto模式时，折返点通过dto自动驾驶模式实现列车折返，无折返dmer指令输出，于是将dmer1/2指令更换为dtomr1/2信号，从而mode7＝1，实现折返点dto模式折返。
95.相对于图1的传统方案，图2中本发明将列车激活继电器触点cor移到信号输出dtomr前端，主要考虑dto工况，信号在折返点输出远端司机室激活信号，导致信号输出指令dto模式继电器与列车激活cor指令不在同一端情况，使得mode7的线路无法导通，因此将
cor触点移到前端保证ato+工况下，mode7＝1有效输入。
96.将图1中dmer与cor触点串联信号改为图2中的ksr指令，原因在于dto工况时，dmer指令无，且dto工况需将司机室模式开关至于off位、钥匙拔掉由信号输出列车激活指令，如果只是单一去除dmer，此时会通过司控器输出off对应的mode5＝1、mode7＝1同时有效情况，电路2将dmer与cor触点串联信号改为ksr指令后，由于两端司机室钥匙拔掉ksr失效，ksr1/2常开触点断开，从而保证了mode5＝0、mode7＝1有效条件。
97.mode1、mode5、mode7指令输入前端增加dto模式继电器指令触点，当在dto工况下，dto模式继电器得电，其常闭触点断开、常开触点闭合，保证mode1＝0、mode5＝0、mode7＝1有效状态。
98.此电路的改造已经在既有线路上得到可靠验证，实现了地铁公司dto功能，同时简化了车辆电路的变更，也保证了售后现场轻松执行。
99.实施例2
100.本发明新增的dto模式运行模块的运行方法如下：
101.列车进入dto后，信号系统同时控制运行方向(前向和后向)，列车的启动、加速、惰行、制动、精确停车由信号设备控制不需司机操作：
102.②
列车进站对位停车后，自动开启列车车门和站台门，乘客上下车；
103.②
停站结束后，自动关闭站台门和列车门，列车收到移动授权，从站台自动发车；
104.③
如果列车在区间因超速产生紧急制动，列车在停车后dto模式条件仍满足，列车将自动缓解紧急制动继续运行；
105.④
列车在折返站台自动进行折返作业：列车在折返站台停稳后，列车车门和站台门打开。停站时间结束后，列车车门和站台门关闭。在折返点转换运行方向，在车门关闭并锁闭后发出牵引命令。
106.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
107.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种地铁车辆dto电路，包括第一单元，第一单元包括第一司机控制器、第一信号控制主机柜和第一列车激活继电器，所述第一司机控制器设置有ato模式档位和off模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有ato模式运行模块和off模式运行模块，其特征在于，还包括dto模式继电器和设置在所述第一信号控制主机柜内的dto模式运行模块，所述dto模式继电器包括常开触点dⅰ、常闭触点dⅱ、常闭触点dⅲ和常开触点dⅳ，所述ato模式档位与ato模式运行模块的前端之间依次串联着列车激活继电器的常开触点cⅰ、atc切除开关和常闭触点dⅱ；所述常开触点dⅰ的输入端与电源正极电性连接，另一端与atc切除开关的输入端电性连接；所述常开触点dⅳ的一端与所述atc切除开关的输出端电性连接，另一端与dto模式运行模块的前端电性连接；所述off模式档位与off模式运行模块的前端之间依次串联着列车钥匙继电器的常开触点kⅰ和常闭触点dⅱ。2.如权利要求1所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，所述dto模式继电器的线圈的一端与第一信号控制主机柜输出端口连接，另一端与电源负极电性连接。3.如权利要求1所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，所述第一信号控制主机柜输出端口连接有atc列车激活继电器的线圈，所述atc列车激活继电器的线圈的一端与电源负极电性连接。4.如权利要求3所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，所述列车激活继电器的线圈与电源正极之间并联有atc列车激活继电器的常开触点aⅰ和列车钥匙继电器的常开触点kⅱ，所述列车激活继电器的线圈与电源负极电性连接。5.如权利要求3所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，所述第一司机控制器上设置有atp防护手动驾驶模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有atp防护手动驾驶模式运行模块，所述第一司机控制器上atp防护手动驾驶模式档位和第一信号控制主机柜的atp防护手动驾驶模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点cⅱ。6.如权利要求3所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，所述第一司机控制器上设置有洗车模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有洗车模式运行模块，所述第一司机控制器上洗车模式档位和第一信号控制主机柜的洗车模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点cⅲ。7.如权利要求3所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，所述第一司机控制器上设置有限制向前模式档位和限制向后模式档位，所述第一信号控制主机柜内设置有限制向前模式运行模块和限制向后模式运行模块，所述第一司机控制器上限制向前模式档位和第一信号控制主机柜限制向前模式运行模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点cⅳ，所述第一司机控制器上限制向后模式档位和第一信号控制主机柜限制向后模式运行
模块的前端之间串联有列车激活继电器的常开触点c
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。8.如权利要求1所述的一种地铁车辆dto电路，其特征在于，还包括第二单元，所述第二单元的电路结构与第一单元相同，所述第一单元中的第一信号控制主机柜内的各个运行模块前端与第二单元中的第二信号控制主机柜内对应的运行模块前端分别电性连接。9.一种地铁车辆dto模式运行方法，其特征在于，列车进入dto模式后，列车的信号系统能够按照如下步骤对车辆进行自动控制：s1)列车进站对位停车后，自动开启列车车门和站台门；s2)停站结束后，自动关闭站台门和列车门，列车收到移动授权，从站台自动发车；s3)如果列车在区间因超速产生紧急制动，列车在停车后dto模式运行条件仍满足，列车将自动缓解紧急制动继续运行；s4)列车继续运行至折返站台自动进行折返作业。10.如权利要求9所述的一种地铁车辆dto模式运行方法，其特征在于，所述自动进行折返作业的步骤为：步骤1)列车在折返站台停稳后，列车车门和站台门打开；步骤2)停站时间结束后，列车车门和站台门关闭；步骤3)在折返点转换运行方向；步骤4)在车门关闭并锁闭后发出牵引命令折返运行。

技术总结
本发明公开了一种地铁车辆DTO电路及DTO模式运行方法，涉及地铁车辆电路设计技术领域，包括DTO模式继电器、DTO模式运行模块以及对列车原有电路的改造。本发明通过增加DTO模式继电器并在列车的信号控制主机柜内增加DTO模式运行模块，当激活DTO模式继电器之后，常开触点DⅠ和常开触点DⅣ闭合，常闭触点DⅡ和常闭触点DⅢ断开，车辆进入DTO模式运行，此时列车在有人值守下无人驾驶工况下自动运行，无需人工操作，在列车现有线路的基础上，以最小的改动实现列车的功能升级，实现DTO功能。实现DTO功能。实现DTO功能。


技术研发人员：赵虹 茅迿 陈伟 岳旭东
受保护的技术使用者：中车南京浦镇车辆有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/6/28