列车编组中的气动制动系统冗余的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及铁路列车的气动制动系统(pneumatic braking system)，并且具体地，涉及列车编组的气动制动系统。
【背景技术】
[0002]货物运输的列车编组包括直接彼此连接的至少第一和第二相邻车头，其后跟随有多个相互连接的车厢或货车。这种编组的第一个车头命名为引导车头(lead locomotive)，而编组的至少一个其他车头命名为拖拉车头(trail locomotive)。
[0003]在货物运输的现代列车中，这种编组的每个车头设置有电子控制气动制动系统(以下简称ECPBS)并且安装在驾驶室中的制动控制手柄装置根据列车驾驶员的命令向ECPBS提供电控制信号。
[0004]尽管即将引入新的ECP(电子控制气动)技术和长无线电分布功率技术(“通用电气”的车头同步操控”系统)，美国货运铁路操作的技术的当前状态仍主要基于由拉动多个连接的车辆的多个相邻车头形成的列车编组，其中，整个列车制动力专门由引导车头的ECPBS管理，从而根据来自引导车头的制动手柄的电信号控制延伸通过整个列车编组的制动管中的压力。根据压力变化，每个货车或汽车的气动制动系统将会单独施加有利于刹车的延迟力，整个列车减慢并且停止。
[0005]在引导车头的ECPBS中发生致命故障的情况下，整个列车可能会导致不能适当地制动，从而需要过程和动作来营救列车，或者例如通过交换车头与拖拉车头的位置来利用有效的车头替换出故障的引导车头。
【发明内容】
[0006]本发明整体涉及:
[0007]-铁路电控气动制动系统ECPBS，控制沿着列车编组延伸的制动管中的压力；
[0008]-引导车头制动手柄，提供制动命令作为电信号，通过延伸穿过列车编组中的至少前两个车头的通信层耦接至编组的引导车头和至少第一拖拉车头的ECPBS;以及
[0009]-单独启用/禁用引导车头和至少第一拖拉车头中的ECPBS的方法，所述ECPBS通过通信链路连接至引导车头制动手柄以根据来自引导车头的制动手柄的电信号控制制动管中的制动压力。
[0010]在根据本发明的列车编组中，在引导车头中ECPBS发生严重故障的情况下，由引导车头的制动手柄提供的信号可以通过延伸穿过编组的至少前两个相邻车头的通信链路或者通过使用已获得的AAR多机机组(在下文中MU)连接器上空闲的管脚、或者通过经由MU管脚使用电力线技术、或者通过使用专用定制连接器延伸至第一相邻拖拉车头的ECPBS。
[0011]以这种方法，仍通过来自引导车头中的制动手柄的电信号控制的相邻拖拉车头的气动制动系统将从引导车头中出故障的ECPBS接管控制，从而使得列车能够在没有为其操作带来很大不便的情况下完成服务。
【附图说明】
[0012]本发明的更多特征和优点将通过参照附图提供的实施方式的以下说明变得显而易见，其中:
[0013]图1是包括由引导车头和一个拖拉车头形成的列车编组的列车的示意图；
[0014]图2是示出了根据现有技术的ECPBS的结构的框图；
[0015]图3示出了根据现有技术的另一ECPBS的结构；
[0016]图4是示出了在根据本发明的列车编组中使用的ECPBS的结构的框图；
[0017]图5是示出了图4的ECPBS的实施方式的增强的变型的框图；
[0018]图6示出了图4的ECPBS的实施方式的另一个变型；
[0019]图7示出了图6的ECPBS的改进的变型；
[0020]图8是适于图5和图7的系统使用的制动控制手柄装置的实施方式的框图；以及
[0021]图9示出了图8的制动控制手柄装置的实施方式的变型。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了由拉动多个货车150的两个相邻的车头102和103形成的传统列车编组101。
[0023]引导车头102通过制动管将气动制动命令递送至拖拉车头103并通过MU连接器106和电缆105递送多机组命令。
[0024]引导车头102是列车操作员从其控制整个列车编组101的操作模式的车头。具体地，列车操作员通过引导车头102控制整个列车编组101的制动操作模式。
[0025]根据本发明，公开了一种常规车头制动架构和相关的可能的实施方式，从而允许列车操作员通过使用引导车头的制动手柄操作列车制动操作模式，该引导车头的制动手柄能够控制安装在引导车头102中的制动系统或者安装在拖拉车头103中的制动系统，从而根据引导车头制动系统的“健康”状态选择要激活的两个制动系统中的哪一个。
[0026]图2示出了现有ECPBS的当前状态的实例，包括气动歧管201，在该气动歧管上安装有一个或多个气动元件202 (例如，中继阀、止回阀、三通阀或分配阀)、电气制动器203 (例如，电磁阀和正比螺线阀)、以及传感器204(例如，压力开关和压力换能器)，并且通过用任何可能的不同的方式布线的电缆206由独立的电子控制单元(ECU) 205控制。
[0027]气动歧管201通过管道连接207连接至制动缸、制动管和均压管。
[0028]独立的电子控制单元205通过电缆208接收来自制动手柄209的制动命令。
[0029]流过电缆208的信号可以是模拟型(例如，4_20mA的电流)、编码数字类型信号、脉冲宽度调制类型信号、数据通信类型信号(例如，CAN、或Echelon、或RS485、或以太网信号)。
[0030]例如在独立的电子控制单元205或者电缆208中的单个故障不可恢复地阻止ECPBS适当地控制制动管中的压力，从而使得列车操作停止并且需要营救。
[0031]图3示出了现有技术的ECPBS的当前状态的实例，其包括气动歧管301，在气动歧管上安装有一个或多个气动元件302(例如，中继阀、止回阀、三通阀或分配阀)和由集成电子单元304 (例如，机械(mecha-troni c)或气动(pneuma-tronic)线路可置换单元)控制的电动气动模块303。
[0032]气动歧管301通过管道连接305连接至制动缸、制动管和均压管。
[0033]制动控制手柄装置306经由电缆307将制动命令发送至电子接口模块308(例如，网关、或接线盒、或桥)，该电子接口模块经由电缆309将制动命令转发至模块304的集成电子单元。
[0034]流过电缆307的信号可以是模拟型(例如，4_20mA的电流)、编码数字类型信号、脉冲宽度调制类型信号、或者数据通信类型信号(例如，CAN信号、Echelon信号、RS485信号、以太网信号)。
[0035]此外，流过电缆309的信号可以是模拟信号、编码数字信号、脉冲宽度调制类型信号以及数据通信信号的组合。
[0036]根据各种解决方案，电子接口模块308可以安装在制动歧管301上，或者可以是独立的。
[0037]例如在电子接口模块308或电缆307中的单个故障不可恢复地阻止ECPBS适当地控制制动管中的压力，从而使得列车操作停止并且需要营救。
[0038]图4的实施方式
[0039]图4示出了根据本发明的列车编组的多机组制动系统架构，包括:
[0040]-至少两个相邻车头，8卩，引导车头402和拖拉车头403；
[0041]-引导车头制动装置，包括制动控制手柄装置401和相关的启用/禁用装置406、以及电子控制气动制动系统(ECPBS)410;
[0042]-拖拉车头制动装置，包括制动控制手柄装置412和相关的启用/禁用装置413、以及电子控制气动制动系统(ECPBS)411;
[0043]-制动管418;以及
[0044]-通信层，包括通信链路415和416、车头制动接口(LB1)404和409以及车头连接电缆408。
[0045]来自制动控制手柄装置401的电气命令能够通过所述通信层到达ECPBS