一種基於TCMS控制的列車限速方法與流程
2023-09-24 05:11:55 4
本發明涉及一種主要針對地鐵列車的基於TCMS控制的列車限速方法。
背景技術：
現今城市軌道交通發展迅速，越來越多人選擇地鐵出行，地鐵列車運行的安全性至關重要。列車限速控制的精度和穩定性嚴重影響列車實時運行速度，列車速度直接影響地鐵列車運行的安全。通常具備列車自動控制系統ATC（Automatic Train Control）的列車在ATO（Automatic Train Operation）模式時，ATO基於ATP（Automatic Train Protection）生成的速度限制生成ATO限速曲線，並傳送相應的牽引指令或制動指令，從而實現列車跟蹤ATO速度曲線，保證列車不超過ATP速度限制。通常人工駕駛模式下的限速控制，則是通過TCMS系統計算出列車當前工況下的限速值，並將限速值發送給牽引控制單元，牽引控制單元檢測到TCMS系統(Train Control and Manager System, 機車微機控制監視系統)發送的限速值，則進入相應的限速模式。當由TCMS系統來協調分配牽引力和制動力時，分配的力值大小直接決定列車運行速度，在這種控制方式下，若不制定合適的限速控制曲線，將無法平滑且準確的控制列車速度，存在衝擊，超速的可能。這對列車運行速度、限速值、牽引力和制動力三者之間的控制算法提出了更高的要求。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：克服上述現有技術的缺陷，提供一種基於TCMS控制的列車限速方法。
為了解決以上技術問題，本發明的一種基於TCMS控制的列車限速方法，包括如下步驟：
步驟1、TCMS系統根據列車當前的運行工況和駕駛模式，對每一個列車的限速值設定一個限速區間[Vmin, Vmax],並且對應的設置超速限制值V1和超速限制值V2，V2>V1,Vmin為最小限速值，Vmax為最大限速值，
步驟2、TCMS系統控制牽引制動力值的分配，分為以下三種情況：
列車速度小於或等於最小限速值：
TCMS系統分配的牽引制動力值取決於司控器手柄的位置：當手柄在非制動位時，TCMS系統根據列車速度， TCMS輸出牽引制動力值百分數為100%；當手柄在制動位時，TCMS系統根據司控器手柄值來分配製動力；
列車速度大於最小限速值：
當列車速度介於最小限速值和最大限速值之間時，TCMS輸出的牽引制動力值為100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin），其中，V為列車當前速度；當列車速度上升達到最大限速值時，TCMS輸出牽引制動力值百分數為0，此時TCMS停止發送任何指令；當列車速度降低到最大限速值時，TCMS輸出的牽引制動力值為100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin）；
列車速度大於或等於最大限速值：
TCMS輸出牽引制動力值百分數為0；當列車速度介於超速限制值V1和超速限制值V2之間，TCMS輸出的牽引制動力值為-100%*（V–V1）/（V2-V1），V為列車當前速度;當列車速度大於V2時，TCMS輸出牽引制動力值百分數為-100%；當列車速度逐漸減小至小於超速限速值V1時，TCMS輸出牽引制動力值為0，在這個過程中制動指令激活，牽引、惰行指令不激活。
本發明還具有如下進一步的特徵：
當列車速度介於超速限制值V1和超速限制值V2之間，若手柄在制動位且列車司控器手柄輸出的列車制動力值大於100%*（V–V1）/（V2-V1）時，制動力根據司機手柄控制。
本發明解決基於TCMS系統分配牽引力和制動力控制方式存在列車限速控制精度不足及速度轉換不平滑的問題，其通過列車當前限速值以及列車運行速度和牽引制動力參考值跟蹤曲線即可分配合適的牽引力和制動力，在速度到達限速值之前進行牽引力的平滑過渡，並在速度超出限速值之後，根據控制曲線施加合適的制動力，從而提高列車限速控制的精度和穩定性，保證限速功能。
附圖說明
圖1為限速曲線圖。
圖2為超速曲線圖。
具體實施方式
下面結合實例對本發明作進一步詳細描述。但是本發明不限於所給出的例子。
本發明實施例一種基於TCMS控制的列車限速方法，包括如下步驟：
步驟1、TCMS系統根據列車當前的運行工況和駕駛模式，對每一個列車的限速值設定一個限速區間[Vmin, Vmax],並且對應的設置超速限制值V1和超速限制值V2，V2>V1,Vmin為最小限速值，Vmax為最大限速值，
步驟2、TCMS系統控制牽引制動力值的分配，分為以下三種情況：
列車速度小於或等於最小限速值：
TCMS系統分配的牽引制動力值取決於司控器手柄的位置：當手柄在非制動位時，TCMS系統根據列車速度， TCMS輸出牽引制動力值百分數為100%；當手柄在制動位時，TCMS系統根據司控器手柄值來分配製動力；
列車速度大於最小限速值：
當列車速度介於最小限速值和最大限速值之間時，TCMS輸出的牽引制動力值根據如圖1所示的限速曲線圖來獲得，TCMS輸出牽引制動力值為100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin），其中，V為列車當前速度；當列車速度上升達到最大限速值時，TCMS輸出牽引制動力值百分數為0，此時TCMS停止發送任何指令；當列車速度降低到最大限速值時，TCMS輸出牽引制動力值為100%*（Vmax-V）/（Vmax-Vmin）；
列車速度大於或等於最大限速值：
TCMS輸出牽引力值百分數為0；當列車速度介於超速限制值V1和超速限制值V2之間，TCMS輸出牽引制動力值根據如圖2所示的超速曲線圖來獲得，TCMS輸出牽引制動力值為-100%*（V–V1）/（V2-V1），V為列車當前速度，牽引制動力為正值時，代表輸出的牽引力，為負值是代表輸出的是制動力，數值的絕對值越大，代表輸出的力越大；若手柄在制動位且列車司控器手柄輸出的制動力值大於100%*（V–V1）/（V2-V1）時，則制動力根據司機手柄控制; 當列車速度大於V2時， TCMS輸出牽引制動力值百分數為-100%；當列車速度逐漸減小至小於超速限速值V1時，TCMS施加的制動力值為0，在這個過程中制動指令激活，牽引、惰行指令不激活。
除上述實施例外，本發明還可以有其它實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。