一种市域快轨车辆控制系统换网方法及控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力机车的控制方法及其部件装置，特别是一种既可适用于铁路电力机车牵引供电系统，又可适用城市轨道交通车辆牵引供电系统的市域快轨车辆的控制系统换网方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]随着世界城镇化加速发展，城市呈现多中心或者放射状发展趋势，与此同时，卫星城大量崛起，促使城市地域内部、中心城区外围、特定方向上(郊区新城或机场与中心城区之间)大量通勤交通的产生，交通拥堵问题成为制约城镇化进一步发展的瓶颈。为了打破这个困境，目前推出一种市域快轨车来解决此问题。所谓市域快轨交通，指的是大城市市域范围内的客运轨道交通线路，服务于城市与郊区、中心城市与卫星城、重点城镇间等，服务范围一般在100公里之内，市域快轨交通属于广义城市轨道交通的范畴。市域快轨交通以其高效，快捷，节能的特点正在更加广泛地应用于城市轨道交通领域，从单一线路到多条线路，从城内到城际，从单一的地下铁道系统到地下-地面-高架相结合的多元系统，电气化铁道建设越来越注重联网效益，以充分提高资源的利用率。
[0003]但是在推行市域快轨交通时也遇到一个麻烦，由于铁路电力机车牵引供电系统和城市轨道交通车辆牵引供电系统大都采用各自独立的单制式供电，且铁路电力机车采用27.5kV工频单相交流电，城市轨道交通车辆采用1500V/750V直流电。由于电压等级和电流制的不同，这就使得市域快轨列车必须采用双供电制式的受电弓，并且必须具有动态自动切换功能，才能使得受电弓能在25000伏的高速动车组和1500伏的地铁列车接触网中自由切换，列车既可运营在高速动车组轨道上，亦可与地铁线路共轨运营或换乘。
[0004]可是这样就需要车辆在市外时通过一种受电弓从接触网获取25kV、50Hz的单相工频交流电能，而进入市内则另一种受电弓从接触网获取1.5kV直流电供电，并需要两种不同的电压互感器或传感器来为受电弓之后的接触网电压测量显示、电能计算和设备控制保护功能提供可靠唯一的信号，造成车辆结构的复杂化，操作不便，很有必要对此加以改进。
[0005]通过国内专利文献检索没有发现与本发明技术相同的文献报道，只是有一些与本发明技术相关的文献报道，与本发明有关的主要有以下一些:
1、专利号为CN201010232689，名称为“车辆通信网络数据转换网关及其转换方法”的发明专利，该专利公开了一种车辆通信网络数据转换网关及其转换方法，所述车辆通信网络数据包括数据链路层的第一通信协议数据和第二通信协议数据，所述车辆通信网络数据的转换方法包括:将接收到的所述第一通信协议数据进行解码，写入数据缓存区；从所述数据缓存区读取所述解码数据，按所述第二通信协议要求进行编码后发送出去。本发明通过将一种通信协议数据解码后再编码成另一种通信协议数据，可实现具有不同通信协议网元之间的互联互通。
[0006]2、专利号为CN201010232689，名称为“车辆通信网络数据转换网关及其转换方法”的发明专利，该专利公开了一种车辆通信网络数据转换网关及其转换方法，所述车辆通信网络数据包括数据链路层的第一通信协议数据和第二通信协议数据，所述车辆通信网络数据的转换方法包括:将接收到的所述第一通信协议数据进行解码，写入数据缓存区；从所述数据缓存区读取所述解码数据，按所述第二通信协议要求进行编码后发送出去。本发明通过将一种通信协议数据解码后再编码成另一种通信协议数据，可实现具有不同通信协议网元之间的互联互通。
[0007]3、专利号为CN201310014819，名称为“电子式电压互感器”的发明专利，该专利公开了一种电子式电压互感器，它包括其本体，位于本体上部设置有绝缘支柱，所述绝缘支柱内浇注有电阻分压部件，所述本体下部设置一空腔，空腔内容置有一次转换器，所述电阻分压部件电连接一次转换器，所述电阻分压部件和一次转换器均设置在所述本体上；本发明利用电阻分压原理测量电压，由一次转换器将电阻分压器的输出信号进行处理，通过光纤输出测量信号，其特点在于:(I)采用支柱式结构形式；(2)采用户外环氧树脂浇注结构绝缘，耐候性强；(3)采用一次转换器嵌入式安装方式；(4)采用光纤进行信号传输
4、专利号为CN201310014819，名称为“一种电力机车用电子式电压互感器及其使用方法”的发明专利，该专利公开了一种电力机车用电子式互感器及其使用方法，包括分压电路、过压保护电路、高压侧光电隔离处理单元电路、低压放大电路，所述分压电路器输出端连接过压保护电路和高压侧光电隔离处理单元电路的输入端，所述过压保护电路接地，所述高压侧光电隔离处理单元电路的输出端连接所述低压放大电路，所述分压电路从高压接触网取电，直接将高压分压成低压交流信号，经过高压侧光电隔离处理单元电路进行光电隔离、信号还原处理后同样变成低压交流信号，供后级低压放大电路使用，低压放大电路用于对光电隔离信号的整形，同时对线性光耦的正向输出进行反馈，使线性光耦的转换精度达到设计要求。
[0008]上述这些专利虽然涉及到了机车换网控制，可仔细分析可以看出，这些专利都只是在基于同一供电方式不同电网之间的换网，没有涉及如何解决市域快轨在两种不同供电制式的供电方式下，需要采用双供电制式的受电弓和两种不同的电压互感器或传感器所带来的不便，因此仍存在前面所述的问题，很有必要对此进一步加以改进。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于针对现有市域快轨列车必须采用双供电制式的受电弓，并需要两种不同的电压互感器或传感器来为受电弓之后的接触网电压测量显示、电能计算和设备控制保护功能提供可靠唯一的信号，造成车辆结构的复杂化，操作不便的不足，提供一种可以同时适应25kV交流或1.5kV直流的两种不同供电制式供电方式的市域快轨控制系统换网方法及系统装置，该系统可以只需一个电子高压互感器便可完成在两种接触网的情况下都可为受电弓之后的接触网电压测量显示、电能计算和设备控制保护功能提供可靠唯一的信号。
[0010]为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:一种市域快轨车辆控制系统换网方法，在通过受电弓获取到接触网输入的交流或直流高压电信号后，直接送入同一个交直流两用电子式电压互感器，由交直流两用电子式电压互感器经处理后，以直流或交流模拟量发送给机车相关设备，同时，也将交流或直流开关量信号发送给机车相关设备；作为检测供电电网的电压制式以及电网电压值唯一信号。
[0011 ] 进一步地，所述的由交直流两用电子式电压互感器经处理是将通过高压网得到的高电压通过一个由高压头部分和控制机箱部分组合形成的交直流两用电子式电压互感器处理，将电网的高电压通过高压头部分的降压和隔离处理后，输出适合由控制机箱分析的电信号，然后通过控制机箱的处理生成模拟信号和数字化信号，再通过列车线缆将模拟信号和数字化信号发送给相关车载设备进行控制。
[0012]进一步地，所述的电网的高电压通过高压头部分的降压和隔离处理是在高压头部分设有电阻分压器和光电隔离系统，由高压头部分内的电阻分压器将供电网输入的高压信号转换为控制机箱内控制器可识别的电压范围，经过光电隔离系统隔离处理后再输出给控制机箱内控制器。
[0013]进一步地，所述的通过控制机箱的处理生成模拟信号和数字化信号是，在控制机箱内设有自动检测装置，自动检测装置将高压头部分送入的电信号自动检测判断供电电网的电压制式以及电网电压值，然后通过控制机箱处理生成模拟信号和数字化信号，并通过列车线缆发送给相关车载设备。
[0014]进一步地，所述的通过列车线缆发送给相关车载设备是将电压相关信息进行编码以RS485的通讯形式发送给机车相关设备，同时也接收司机的指令对控制机箱进行相应的动作。
[0015]进一