一种地铁车辆空气制动补充方法及装置与流程

本发明涉及列车制动控制领域，具体涉及一种地铁车辆空气制动补充方法及装置。

背景技术：

地铁车辆在正常运行过程停车阶段存在电制动与空气制动两种制动力。一般而言，列车在制动时会优先使用电制动力，当列车低于一定速度后电制动会退出，同时施加空气制动直到停车。在该过程中，电制动与空气制动之间的配合会直接影响列车的制动效果。虽然列车制动性能在列车运行前已经进行过测试和校正，但由于环境温度、闸瓦摩擦系数等不确定因素的影响，列车的电制动与空气制动之间的配合无法保持始终一致，因此会经常发生电制动呈断崖式降低，列车的减速度突然变小的情况。

技术实现要素：

为解决背景技术中现有地铁车辆电制动与空气制动之间的配合无法保持始终一致，导致电制动呈断崖式降低，列车的减速度突然变小的问题，本发明提供了一种地铁车辆空气制动补充方法，具体技术方案如下。

一种地铁车辆空气制动补充方法，包括如下步骤：

s1、根据如下公式计算a带1：a带1＝a初-a终；

其中a初为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动开始退出时电制动的减速度值，a终为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动完全退出时列车的减速度值；

s2、将a带1与预设减速度差值带δa进行比较，若a带1≥δa，则将空气制动力增加a调，其中a调＝a带1+(δa/2)。

预设减速度差值带δa为多次电空配合试验中，电制动与气制动减速度差值的最大差值。电制动力退出时，会提前发送电制动淡出信号给车辆控制网络，车辆控制系统将该信号发送车辆空气制动系统，空气制动系统会在接收到信号后，施加空气制动力。电制动力退出时提前发送电制动淡出信号的时间值为空气制动的响应时间。

电空配合试验：列车在停车过程低速阶段中，随着车辆速度降低电制动力能力降低，无法满足车辆需要的减速度要求，列车通过空气制动补充，这个过程称为电空配合试验过程。因为空气制动为机械制动需要响应时间，牵引系统与空气制动系统协商，电制动力下降前的一段时间提前发送“电制动力淡出”信号，制动系统在接收到该信号后开始补充空气制动力，在空气制动力发挥作用时，电制动力值开始下降，电制动与空气制动叠加效果保证车辆的减速度平稳不变。电空配合试验的具体内容可参考文献《重庆地铁列车牵引系统与制动系统的配合分析》，黄显武、张宾、毛康鑫，《机车电传动》2016年05期。

上述方法通过比较a带1和δa来识别电制动是否呈断崖式降低，即当a带1≥δa时，判断为电制动呈断崖式降低，并及时增加空气制动力，从而解决列车减速度突然变小的问题。此外，由于制动系统闸瓦的特性与温度、湿度等环境因素密切相关，通过采用上述方法，可以动态调整列车的减速度差值，根据闸瓦的最接近特性来调整列车输出的制动力。另一方面，列车制动性能试验验证是在某辆列车上进行的，而不同车辆会存在差异，通过上述方法可以动态调整列车减速度差值，从而依据每列车的特性调整最适合该辆列车的制动性能。

优选地，s1和s2之间还包括如下步骤：

s11、根据如下公式计算a带2：a带2＝v电0²/2s，其中s为列车允许的停车距离偏差，v电0为电制动完全退出时列车的速度；若a带2＜a带1，则将a带2的值作为新的a带1。由此，可将列车停车距离偏差与列车控制程序关联，确保调整精度满足列车运行要求。

优选地，步骤s2中，在空气制动力增加a调的时段中，列车降低减速度命令失效，列车升高减速度命令有效。由此，可降低空气制动因为客观存在的机械响应速度慢而引起的列车控制系统频繁调整控制级位。

优选地，步骤s2中，若a带1＜δa，列车升高/降低减速度命令均有效。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种地铁车辆空气制动补充装置，包括：

第一计算单元，用于根据如下公式计算a带1：a带1＝a初-a终；其中a初为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动开始退出时电制动的减速度值，a终为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动完全退出时列车的减速度值；

比较执行单元，与所述第一计算单元通信，用于将a带1与预设减速度差值带δa进行比较，若a带1≥δa，则将空气制动力增加a调；其中a调＝a带1+(δa/2)。

预设减速度差值带δa为多次电空配合试验中，电制动与气制动减速度差值的最大差值。通过上述结构，可通过比较a带1和δa来识别电制动是否呈断崖式降低，即当a带1≥δa时，判断为电制动呈断崖式降低，并及时增加空气制动力，从而解决列车减速度突然变小的问题。此外，由于制动系统闸瓦的特性与温度、湿度等环境因素密切相关，通过采用上述方法，可以动态调整列车的减速度差值，根据闸瓦的最接近特性来调整列车输出的制动力。另一方面，列车制动性能试验验证是在某辆列车上进行的，而不同车辆会存在差异，通过上述方法可以动态调整列车减速度差值，从而依据每列车的特性调整最适合该辆列车的制动性能。

优选地，还包括第二计算单元，与所述第一计算单元通信，用于根据如下公式计算a带2：a带2＝v电0²/2s，其中s为列车允许的停车距离偏差，v电0为电制动完全退出时列车的速度；若a带2＜a带1，则将a带2的值作为新的a带1。由此，可将列车停车距离偏差与列车控制程序关联，确保调整精度满足列车运行要求。

优选地，还包括第一执行单元，与所述比较执行单元通信，用于在空气制动力增加a调的时段中，使列车降低减速度命令失效，使列车升高减速度命令有效。由此，可降低空气制动因为客观存在的机械响应速度慢而引起的列车控制系统频繁调整控制级位。

优选地，还包括第二执行单元，与所述比较执行单元通信，用于当所述比较执行单元的比较结果为a带1＜δa时，使列车升高/降低减速度命令均有效。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明通过比较a带1和δa来识别电制动是否呈断崖式降低，即当a带1≥δa时，判断为电制动呈断崖式降低，并及时增加空气制动力，从而解决列车减速度突然变小的问题。此外，由于制动系统闸瓦的特性与温度、湿度等环境因素密切相关，通过采用本发明的方法，可以动态调整列车的减速度差值，根据闸瓦的最接近特性来调整列车输出的制动力。另一方面，列车制动性能试验验证是在某辆列车上进行的，而不同车辆会存在差异，通过本发明的方法可以动态调整列车减速度差值，从而依据每列车的特性调整最适合该辆列车的制动性能。

附图说明

图1为本发明地铁车辆空气制动补充方法的流程示意图；

图2为本发明地铁车辆空气制动补充装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参见图1，一种地铁车辆空气制动补充方法，包括如下步骤：

s1、根据如下公式计算a带1：a带1＝a初-a终；

其中a初为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动开始退出时电制动的减速度值，a终为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动完全退出时列车的减速度值；

s11、根据如下公式计算a带2：a带2＝v电0²/2s；，其中s为列车允许的停车距离偏差，v电0为电制动完全退出时列车的速度；若a带2＜a带1，则将a带2的值作为新的a带1。

s2、将a带1与预设减速度差值带δa进行比较；

若a带1≥δa，则将空气制动力增加a调，同时使列车降低减速度命令失效，列车升高减速度命令有效；其中a调＝a带1+(δa/2)；

若a带1＜δa，使列车升高/降低减速度命令均有效。

预设减速度差值带δa为多次电空配合试验中，电制动与气制动减速度差值的最大差值。

实施例2

参见图2，一种地铁车辆空气制动补充装置，包括：

第一计算单元，用于根据如下公式计算a带1：a带1＝a初-a终；其中a初为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动开始退出时电制动的减速度值，a终为前一次电制动和空气制动配合过程中，电制动完全退出时列车的减速度值；

第二计算单元，与所述第一计算单元通信，用于根据如下公式计算a带2：a带2＝v电0²/2s，其中s为列车允许的停车距离偏差，v电0为电制动完全退出时列车的速度；若a带2＜a带1，则将a带2的值作为新的a带1；

比较执行单元，与所述第一计算单元通信，用于将a带1与预设减速度差值带δa进行比较，若a带1≥δa，则将空气制动力增加a调；其中a调＝a带1+(δa/2)；

第一执行单元，与所述比较执行单元通信，用于在空气制动力增加a调的时段中，使列车降低减速度命令失效，使列车升高减速度命令有效；

第二执行单元，与所述比较执行单元通信，用于当所述比较执行单元的比较结果为a带1＜δa时，使列车升高/降低减速度命令均有效。预设减速度差值带δa为多次电空配合试验中，电制动与气制动减速度差值的最大差值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。