一种基于不同剩余动力的列车限速保护方法及装置与流程

本申请涉及列车控制，具体涉及一种基于不同剩余动力的列车限速保护方法及装置。

背景技术：

1、列车控制系统作为列车牵引、制动力和列车速度的控制中心将司机设置的牵引、制动力参考值和列车目标速度转化为牵引、制动参考传输给牵引系统。

2、列车采用架控的方式，即一个转向架的两台牵引电机由一个牵引变流器的电机变流器模块驱动控制。电机变流器模块将直流环节电压转换成可变电压、可变频率的三相变频电源供电牵引电机，直接实现三相异步牵引电机的运行控制。在动力制动时电机变流器模块又可将牵引电机发出的三相电转变成直流电，实现功率逆向传递。在功率转换过程中，电机变流器模块还具有故障检测和保护的功能。

3、目前传统的列车自动限速保护功能仅当列车诊断到重大故障时，通过列车限制最大运行速度实现对列车系统部件和列车行车安全的保护。当司机需要手动切除电机变流器模块或电机变流器模块发生内部故障时，导致列车部分动力丢失时，未采取自动限速保护措施。长期满功率运行且未采取限速，可能会导致电机超温故障问题。

4、因此，为满足实际需求，现提供一种基于不同剩余动力的列车限速保护技术。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种基于不同剩余动力的列车限速保护方法及装置，通过可用的电机变流器来判断剩余动力，进而基于单位运行基本阻力以及不同道路坡度对应的单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，并设定对应的列车限速值，从而对列车进行限速保护，以使得目标列车的车速不高于所述列车限速值。

2、为达到以上目的，本申请采取的技术方案是：

3、第一方面，本申请提供一种基于不同剩余动力的列车限速保护方法，所述方法包括以下步骤：

4、对目标列车的各电机变流器进行监测，判断处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量；

5、基于所述电机变流器可用数量，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度；

6、选定一所述道路坡度，将对应的所述列车平衡速度设定为列车限速值；

7、基于所述列车限速值，对目标列车进行限速保护，以使得目标列车的车速不高于所述列车限速值。

8、在上述技术方案的基础上，所述对目标列车的各电机变流器进行监测，判断处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量，包括以下步骤：

9、识别目标列车的各所述电机变流器的工作状态；

10、当所述电机变流器的工作状态为充电状态或启动状态时，判定所述电机变流器处于可用状态；

11、统计处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量。

12、在上述技术方案的基础上，所述基于所述电机变流器可用数量，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，包括以下步骤：

13、基于所述目标列车的车辆型号，计算获得单位运行基本阻力；

14、基于不同坡度的道路状况，计算获得不同的道路坡度对应的单位坡道附加阻力；

15、基于所述电机变流器可用数量、所述单位运行基本阻力以及不同道路坡度对应的所述单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度。

16、在上述技术方案的基础上，基于所述电机变流器可用数量、所述单位运行基本阻力以及不同道路坡度对应的所述单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，包括以下步骤：

17、基于所述电机变流器可用数量、所述单位运行基本阻力以及不同坡度对应的所述单位坡道附加阻力，绘制对应的牵引力曲线以及阻力曲线，获得曲线交点，进而获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度。

18、在上述技术方案的基础上，所述方法配置有单位运行基础阻力计算公式，所述单位运行基础阻力计算公式：

19、w＝a+bv+cv2；其中，

20、a为与所述目标列车的车型对应的第一参数，b为与所述目标列车的车型对应的第二参数，c为与所述目标列车的车型对应的第三参数，v为所述目标列车的车速。

21、在上述技术方案的基础上，所述方法配置有单位坡道附加阻力计算公式，所述单位坡道附加阻力计算公式：

22、wi＝i；其中，

23、i为道路坡度对应的坡度千分数。

24、第二方面，本申请提供一种基于不同剩余动力的列车限速保护装置，所述装置包括：

25、电机变流器监测模块，其用于对目标列车的各电机变流器进行监测，判断处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量；

26、列车平衡速度计算模块，其用于基于所述电机变流器可用数量，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度；

27、列车限速值计算模块，其用于选定一所述道路坡度，将对应的所述列车平衡速度设定为列车限速值；

28、列车限速保护模块，其用于基于所述列车限速值，对目标列车进行限速保护，以使得目标列车的车速不高于所述列车限速值。

29、在上述技术方案的基础上，所述电机变流器监测模块还用于识别目标列车的各所述电机变流器的工作状态；

30、所述电机变流器监测模块还用于当所述电机变流器的工作状态为充电状态或启动状态时，判定所述电机变流器处于可用状态；

31、所述电机变流器监测模块还用于统计处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量。

32、在上述技术方案的基础上，所述列车平衡速度计算模块还用于基于所述目标列车的车辆型号，计算获得单位运行基本阻力；

33、所述列车平衡速度计算模块还用于基于不同坡度的道路状况，计算获得不同的道路坡度对应的单位坡道附加阻力；

34、所述列车平衡速度计算模块还用于基于所述电机变流器可用数量、所述单位运行基本阻力以及不同道路坡度对应的所述单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度。

35、在上述技术方案的基础上，所述列车平衡速度计算模块还用于基于所述电机变流器可用数量、所述单位运行基本阻力以及不同坡度对应的所述单位坡道附加阻力，绘制对应的牵引力曲线以及阻力曲线，获得曲线交点，进而获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度。

36、与现有技术相比，本申请的优点在于：

37、本申请通过可用的电机变流器来判断剩余动力，进而基于单位运行基本阻力以及不同道路坡度对应的单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，并设定对应的列车限速值，从而对列车进行限速保护，以使得目标列车的车速不高于所述列车限速值。

技术特征：

1.一种基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于，所述对目标列车的各电机变流器进行监测，判断处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量，包括以下步骤：

3.如权利要求1所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于，所述基于所述电机变流器可用数量，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于，基于所述电机变流器可用数量、所述单位运行基本阻力以及不同道路坡度对应的所述单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，包括以下步骤：

5.如权利要求3所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于，所述方法配置有单位运行基础阻力计算公式，所述单位运行基础阻力计算公式：

6.如权利要求3所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于，所述方法配置有单位坡道附加阻力计算公式，所述单位坡道附加阻力计算公式：

7.一种基于不同剩余动力的列车限速保护装置，其特征在于，所述装置包括：

8.如权利要求7所述的基于不同剩余动力的列车限速保护装置，其特征在于：

9.如权利要求8所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的基于不同剩余动力的列车限速保护方法，其特征在于：

技术总结
本申请公开了一种基于不同剩余动力的列车限速保护方法及装置，涉及列车控制技术领域，该方法包括以下步骤:对目标列车的各电机变流器进行监测，判断处于可用状态的电机变流器的数量，记作电机变流器可用数量；基于电机变流器可用数量，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度；选定一道路坡度，将对应的列车平衡速度设定为列车限速值；基于列车限速值，对目标列车进行限速保护，以使得目标列车的车速不高于列车限速值。本申请通过可用的电机变流器来判断剩余动力，基于单位运行基本阻力及不同道路坡度对应的单位坡道附加阻力，获得不同的道路坡度对应的列车平衡速度，并设定对应的列车限速值，从而对列车进行限速保护。

技术研发人员：马涛,周喜广,周海廷,高振泰,赵庆伟,范春燕,刘正明
受保护的技术使用者：青岛四方阿尔斯通铁路运输设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/23