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一种超高速磁悬浮列车运行控制系统和方法与流程

时间:2023-05-01 09:53:53

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一种超高速磁悬浮列车运行控制系统和方法与流程

本发明涉及超高速磁悬浮列车领域,尤其是涉及一种超高速磁悬浮列车运行控制系统和方法。

背景技术:

铁路运输一直在追求更高效、更快速、更安全的技术解决方案。目前阶段高速铁路的形式主要有两种,基于轮轨技术的高速铁路和基于磁悬浮技术的高速铁路,时速超过300公里以上时,高速运行的列车所受到的阻力超过90%是空气阻力,其次是车轮与轨道之间的摩擦阻力,因此为了进一步提高运行速度,人们开始瞄准真空管道超高速磁悬浮列车技术,通过真空管道或者低真空管道可以显著减少空气阻力,通过磁悬浮技术则可以避免车辆与轨道的摩擦力,进一步提高速度,理论速度可达1000~4000km/h。声音在空气中的传播速度是340米/秒,即1224公里/小时,采用真空管道磁悬浮技术的列车,可以以超音速运行,我们称这类列车为超高速列车。在这样的速度下运行,现有的列车运行控制系统已经不能适应,本发明提出了一种适用于1000km/h以上速度的新的列车运行控制系统,用于超高速磁悬浮列车。

现有的CTCS或CBTC列控系统,基于车地通信,根据行车计划、调度命令、线路情况数据等,由车载系统计算速度距离曲线,由司机操纵或计算机控制车辆的动力牵引和制动系统,控制车辆速度,确保车辆在各种运行工况下的安全行驶。而当车辆速度超过1000km/h时,现有的几种车地通信方式无论GSM-R还是4G_LTE、5G均无法保证如此高的速度下的可靠通信,传统的测速定位传感器也无法适应如此超高速条件,因此原有基于车地通信的列控系统从整体架构上面临颠覆。根据磁悬浮列车的工作原理,本发明提出一种完全由轨旁系统控制的超高速列车的列控系统方案。对真空管道磁悬浮超高速列车,还需要考虑对真空管道中气压的控制,乘降旅客,以及应急救授等多种场景下对列控系统的需求。

技术实现要素:

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的局限而提供一种超高速磁悬浮列车运行控制系统和方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,该系统包括调度中心、测速定位系统、牵引控制系统、用于控制真空管道状态的真空控制系统、车载系统和通信系统;

所述的真空管道分为N个调度区间,所述的调度区间之间通过真空隔离门分隔;

所述的调度中心有N个,每个调度中心负责一个或多个调度区间;

所述的通信系统分别连接调度中心、真空控制系统、测速定位系统和牵引控制系统,所述的真空控制系统通过通信系统接收调度中心的指令,负责各调度区间的真空状态维持;

所述的测速定位系统安装在真空管道中,将测量到的列车当前速度和列车位置分别发送至调度中心和牵引控制系统;

所述的牵引控制系统根据调度中心下达的指令,判断列车速度与位置是否达到预期值,从而进行相应的加减速操作;

所述的调度中心负责监控列车的位置和速度,判断列车运行区间的占用与出清,实现闭塞控制,协调牵引控制系统和真空控制系统;

所述的车载系统负责控制、显示列车上相关设备、生命维持控制系统的运行及状态,并可控制车上紧急制动触发设备,在需要时,主动降速和紧急制动。

优选地,所述的真空管道中设有用于供乘客上下车的站台区;

所述的站台区为真空管道中两个真空隔离门之间的区域,所述的真空隔离门只有在上下客时才关闭,并在站台区加注空气;平时所述的站台区抽真空,真空隔离门打开,所述的站台区与主线管道为一体;

所述的真空控制系统负责站台区真空的维持与消除,所述的调度中心控制真空隔离门的开关。

优选地,所述的牵引控制系统还负责磁悬浮列车的悬浮与放下操作,当列车即将驶入某一段调度区间时,负责该区段供电的牵引控制系统为轨道提供悬浮供电及牵引供电,当列车行驶过该区间时,牵引控制系统关闭供电系统,以节约电源。

优选地,所述的列车运行阶段包括低速阶段及高速阶段,所述的低速阶段内列车运行速度不超过500公里/小时,所述的高速阶段内列车运行速度大于500公里/小时;

当列车运行在低速阶段时,所述的车载系统可通过无线车地通信连接牵引控制系统。

优选地,当列车运行在低速阶段时,采用磁极脉冲和定位信标或激光定位的方式对列车进行定位;当列车运行在高速阶段时,采用激光定位的方式对列车进行定位。

优选地,所述的真空管道上设有紧急制动检测导体,所述的列车上设有连接导体,所述的车载系统控制连接导体的升降,所述的紧急制动检测导体连接牵引控制系统,当连接导体升起时,接触紧急制动检测导体使其导通,所述的牵引控制系统检测到导通信号即进行车辆紧急制动操作。

优选地,所述的紧急制动检测导体为布设于真空管道上方的两根与轨道平行的铜线导体,并贯通整个运行区间,所述的两根铜线导体分别接正负极,所述的连接导体为设于列车车顶的短接碳刷弓;

短接碳刷弓升起时间的长短,用于区分两种不同情况下的停车方式;

当短接碳刷弓升起,导致“紧急制动检测导体”被短接时,牵引供电控制系统,立即从牵引工况切换到制动工况,牵引力变为制动力;同时,牵引供电控制系统内部对检测“紧急制动检测导体”被短接的时间进行计数,若短接时间大于2秒,则按“立即停车”处理,制动列车直至速度为0,列车停稳;若短接时间小于2秒,则按“维持运行到下一停车点”处理,牵引控制系统控制列车降速到500km/h以下,并维持运行到下一停车点停车,降速后,可通过车地通信由调度中心对车辆进行进一步的复杂控制。

一种采用所述的超高速磁悬浮列车运行控制系统的方法,所述的方法包括列车的工作过程,所述的列车工作过程包括以下步骤:

步骤1、始发站,列车停在站台区,站台区两侧的真空隔离门关闭,站台区与外界互通,乘客上车;

步骤2、乘客上车完毕后,关闭列车车厢门,此时乘客进入密闭列车车厢,车厢里的供氧由列车负责;

步骤3、站台区门关闭,真空控制系统启动,对站台区进行抽真空,完成后,真空隔离门打开;

步骤4、站台区的牵引控制系统供电,列车浮起,并且进行加速,驶离始发站,列车由0速度经历低速行驶区段后,进入高速行驶区段;

步骤5、轨旁的测速控制系统不断测量列车位置及速度,上报调度中心及牵引控制系统,据此进行加减速操作;

步骤6、调度中心切换:在列车驶出调度中心的管辖范围后,相邻两个调度中心对列车调度进行交接,由下一个调度中心负责列车的调度跟踪;

步骤7、调度中心通知中间站,准备接车,调度中心通知牵引控制系统,定点停车位置,牵引控制系统进行减速操作;

步骤8、列车进入低速行驶区段,车地通信恢复,列车与地面进行信息交换,并且启用低速阶段精确定位方案,列车依靠车载列车控制系统,准确停靠中间站站台;

步骤9、列车停靠中间站站台区后,两侧真空隔离门关闭,站台区开始充气,恢复大气压;

步骤10、站台区气压正常后,站台区门开启,列车门开启,乘客上下车;

步骤11、从步骤2开始,重复相同的操作,直至步骤10,从步骤7开始的中间站换成终点站,完成相同的操作;

步骤12、列车到达终点站后,列车运行结束。

优选地,所述的方法还包括列车的紧急制动过程,该列车的紧急制动过程包括以下步骤:

步骤a、通过操作车载系统,升起短接碳刷弓,短接两根紧急制动检测导体,主动触发紧急制动;

步骤b、轨旁牵引控制系统检测到两根紧急制动导体被短路后,立即把牵引状态切换为制动状态,最终停车;

步骤c、如有必要在区间进行乘客疏散,则执行区间应急疏散流程,否则结束;

短接碳刷弓升起时间的长短,用于区分两种不同情况下的停车方式;

当短接碳刷弓升起,导致“紧急制动检测导体”被短接时,牵引供电控制系统,立即从牵引工况切换到制动工况,牵引力变为制动力;同时,牵引供电控制系统内部对检测“紧急制动检测导体”被短接的时间进行计数,若短接时间大于2秒,则按“立即停车”处理,制动列车直至速度为0,列车停稳;若短接时间小于2秒,则按“维持运行到下一停车点”处理,牵引控制系统控制列车降速到500km/h以下,并维持运行到下一停车点停车,降速后,可通过车地通信由调度中心对车辆进行进一步的复杂控制。

优选地,所述的步骤c中的区间应急疏散流程包括以下步骤:

步骤c.1、等车辆停稳后,通过车地通信,控制车辆所在调度区间两侧真空密闭门关闭;

步骤c.2、控制本区间进气阀打开,等待本区间内气压与外界一致;

步骤c.3、控制打开本区间应急疏散门和速降梯;

步骤c.4、上述步骤确认无误后,打开车门,组织乘客疏散。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

1、提出了一种可以适应1000km/h~4000km/h超高速条件下的列车运行控制系统方案。

2、提出了一种不依赖车地通信的,由轨旁系统控制为主的列车运行控制系统解决方案。

3、将系统划分为调度中心,轨旁测速定位系统、牵引供电控制系统、道岔控制系统、真空控制系统、车上设备控制系统、通信系统(仅用于500km/h速度以下时段的车地通信和控制)等子系统。

4、提出了高速区段和低速区段的划分,对不同区段采用不同的列车控制方案。

5、提出了基于超高速条件下的特殊测速定位技术和牵引供电分区控制技术条件下,完整的列车牵引、制动运行控制方案。

6、提出了一种在超高速条件下,不依赖车地通信的车辆主动触发紧急制动的方案。

7、提出了一种在真空管道线路条件下,进行紧急疏散的方案。

附图说明

图1为本发明的运行控制系统结构示意图;;

图2为本发明的站台区划分示意图;

图3为本发明正常牵引工况的示意图;

图4为本发明触发紧急制动的示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。

本发明的原理:一个闭塞区间的每一个测速定位检测点,把数据汇总到了分区控制器,分区控制器对列车的位置、速度进行全面的跟踪,并根据调度指挥系统的要求以及限速指令,对列车的牵引、制动进行控制,把列车的运行速度严格按计算出的最佳速度曲线来进行控制。磁悬浮列车的悬浮、牵引与制动、调速操纵的控制系统也是设在轨旁的,变流系统根据运行控制系统的要求,通过大功率变流系统对输出电压和电流的幅值、频率与相位进行实时的调节,并通过馈电电缆和轨旁开关分段对磁浮列车所在的长定子直线电机供电,从而实现对磁浮列车牵引力的有效控制,完成启动、恒速运行、以及制动停车等各种运行要求,使磁浮列车严格地按照设定的“距离/速度”曲线高速、安全和舒适地运行。

设在轨旁的“测速定位采集系统”每隔一段距离分布一个,由这些测速定位点把全线分成多段闭塞区间,在区间内,由于真空环境下不考虑空气阻力,且磁悬浮不存在摩擦,因此,其速度可以由轨旁的牵引制动控制系统准确地进行控制,通过计算牵引励磁电流强度与当前速度,可以准确计算出加速度,并进一步推算出列车在两个测速定位点之前的速度和位置,推算产生的误差,可以在列车越过下一定位点时,得到修正,并在后续的牵引制动控制中得到补偿修正。

车上设备控制系统:

车辆上的车载设备,不再负责牵引、制动以及运行调速控制,因此车载系统得到部分简化。需安装紧急停车触发装置,用于在紧急情况下的主动停车。车载系统需要采集车辆各子系统设备状态,按一定的周期进行安全完整性自检,如有严重故障,则需要自动触发停车。车辆设备的自检信息,以及当前运行的各项参数,可以显示在车载的人机接口显示屏上。对于真空管道磁悬浮列车来说,车上的供氧以及其它生命维持系统至关重要,是列控系统的车上设备最主要的监控对象,如发现生命维持系统出现故障应立即触发停车,必要时,需进行乘客疏散。

车上可以执行的操作有:

1、紧急停车,又分为【立即停车】(用于紧急事故)和【运行到下一停车点停车】(用于车辆尚可维持运行,但需要维护或便于疏散的情况下)

短接碳刷弓升起时间的长短,用于区分这两种不同情况下的停车方式。

当短接碳刷弓升起,导致“紧急制动检测导体”被短接时,牵引供电控制系统,立即从牵引工况切换到制动工况,牵引力变为制动力。同时,牵引供电控制系统内部对检测“紧急制动检测导体”被短接的时间进行计数,如短接时间大于2秒,则按“立即停车”处理,制动列车直至速度为0,列车停稳;如短接时间小于2秒,则按“维持运行到下一停车点”处理,牵引控制系统控制列车降速到500km/h以下,并维持运行到下一停车点。降速后,可通过车地通信由调度中心对车辆进行进一步的复杂控制。

2、停车后,遥控操作本区段两端气密门关闭。再遥控进行空气注入。

3、在真空管道内外压力一致后,控制距停车位置最近的应急疏散门打开,进行旅客疏散。

基于直线电机的原理,磁浮列车相当于转子,轨道相当于定子,轨旁长定子侧,可以获取列车通过时的脉冲,从而连续获得列车的速度与位置信息。

磁悬浮列车的制动,采用改变直线电机长定子绕组中的电流相位,把牵引力变为制动力而实现。此时,制动的控制,也是由轨旁的牵引供电系统来控制实现的。

同时保留机械摩擦制动的后备手段,但在超高速条件下,机械手段代价高昂,一般仅用于速度降低到一定程度之后使用。

真空控制系统负责对列车行驶线路区间的真空系统进行控制。列车完成整个行程时,需要经历“有空气段”、“真空段”、“有空气段”的切换,真空段的距离随着不同列车车次的变化而变化,如中间站,在有列车经停时是“空气段”,在列车经过不停车时则是“真空段”的一部分,因此,线路区间需要根据行车调度计划动态切换真空状态。真空状况的切换由真空控制系统完成。在超高速列车初始建设阶段,为了减少系统的复杂度,并减少抽真空而带来的能量消耗,拟采用列车停稳后进行“真空转换”的操作。具体过程为,在车站两端设真空隔离门,把主线真空区段与车站区段可靠隔开。在乘降旅客时,车站空间这一段管道充气,保持正常大气压。等旅客上车完毕,车门密闭,车内供气系统正常工作后,车站区间这一段管道开始抽真空,达到与主线区段两端气压基本一致时,真空隔离门开启,列车驶出。沿途一直保持真空高速状态运行。

接近目的地时,目的地车站站台保持真空,并打开与主线真空区段的隔离门,列车减速停稳在车站站台后,车站两端真空隔离门关闭,车站区段管道缓慢注入空气,直到气压达到正常大气压,车门开启,旅客乘降。

这一过程的控制采用气压传感器,位置传感器等与真空控制系统主机相连,与分区牵引制动控制系统联动。

如图1所示,一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,该系统包括调度中心,测速定位系统、牵引控制系统、真空控制系统、车载系统和通信系统,所述的真空管道分为N个调度区间,所述的调度区间之间通过真空隔离门分隔,所述的调度中心有N个,每个调度中心负责一个或多个调度区间;所述的通信系统连接调度中心、真空控制系统、测速定位系统和牵引控制系统,所述的真空控制系统通过通信系统接收调度中心的指令,负责各调度区间的真空状态维持;所述的测速定位系统安装在真空管道中,将测量到的列车当前速度和列车位置发送至调度中心和牵引控制系统;所述的牵引控制系统根据调度中心下达的指令,判断列车速度与位置是否达到预期值,从而进行相应的加减速操作;所述的调度中心负责监控列车的位置和速度,判断列车运行区间的占用与出清,实现闭塞控制,协调牵引控制系统和真空控制系统,所述的车载系统负责控制、显示列车上相关设备、生命维持控制系统的运行及状态。

如图2所示,所述的真空管道中设有站台区,用于供乘客上下车。

所述的站台区为真空管道中两个真空隔离门之间的区域,所述的真空隔离门只有在上下客时才关闭,并在站台区加注空气;平时所述的站台区抽真空,真空隔离门打开,所述的站台区与主线管道为一体。

所述的真空控制系统负责站台区真空的维持与消除,所述的调度中心控制真空隔离门的开关。

所述的牵引控制系统还负责磁悬浮列车的悬浮与放下操作,当列车即将驶入某一段调度区间时,负责该区段供电的牵引控制系统为轨道提供悬浮供电及牵引供电,当列车行驶过该区间时,牵引控制系统关闭供电系统,以节约电源。

所述的列车运行阶段包括低速阶段及高速阶段,所述的低速阶段内列车运行速度不超过500公里/小时,所述的高速阶段内列车运行速度大于500公里/小时。

当列车运行在低速阶段时,所述的车载系统可通过无线车地通信连接牵引控制系统。

当列车运行在低速阶段时,采用磁极脉冲和定位信标或激光定位的方式对列车进行定位;当列车运行在高速阶段时,采用激光定位的方式对列车进行定位。

如图3和4所示,所述的真空管道上设有紧急制动检测导体,所述的列车上设有连接导体,所述的车载系统控制连接导体的升降,所述的紧急制动检测导体连接牵引控制系统,当连接导体升起时,接触紧急制动检测导体使其导通,所述的牵引控制系统检测到导通信号即进行车辆紧急制动操作。

所述的紧急制动检测导体为布设于真空管道上方的两根与轨道平行的铜线导体,并贯通整个运行区间,所述的两根铜线导体分别接正负极,所述的连接导体为设于列车车顶的短接碳刷弓。

短接碳刷弓升起时间的长短,用于区分两种不同情况下的停车方式。

当短接碳刷弓升起,导致“紧急制动检测导体”被短接时,牵引供电控制系统,立即从牵引工况切换到制动工况,牵引力变为制动力。同时,牵引供电控制系统内部对检测“紧急制动检测导体”被短接的时间进行计数,如短接时间大于2秒,则按“立即停车”处理,制动列车直至速度为0,列车停稳;如短接时间小于2秒,则按“维持运行到下一停车点”处理,牵引控制系统控制列车降速到500km/h以下,并维持运行到下一停车点停车。降速后,可通过车地通信由调度中心对车辆进行进一步的复杂控制。

本发明采用所述的超高速磁悬浮列车运行控制系统的方法,所述的列车的工作流程包括以下步骤:

步骤1、始发站,列车停在站台区,站台区两侧的真空隔离门关闭,站台区与外界互通,乘客上车;

步骤2、乘客上车完毕后,关闭列车车厢门,此时乘客进入密闭列车车厢,车厢里的供氧由列车负责;

步骤3、站台区门关闭,真空控制系统启动,对站台区进行抽真空,完成后,真空隔离门打开;

步骤4、站台区的牵引控制系统供电,列车浮起,并且进行加速,驶离始发站。列车由0速度经历低速行驶区段后,进入高速行驶区段;

步骤5、轨旁的测速控制系统不断测量列车位置及速度,上报调度中心及牵引控制系统,据此进行加减速操作;

步骤6、调度中心切换:在列车驶出调度中心的管辖范围后,相邻两个调度中心对列车调度进行交接,由下一个调度中心负责列车的调度跟踪;

步骤7、调度中心通知中间站,准备接车,调度中心通知牵引控制系统,定点停车位置,牵引控制系统进行减速操作;

步骤8、列车进入低速行驶区段,车地通信恢复,列车与地面进行信息交换,并且启用低速阶段精确定位方案,列车依靠车载列车控制系统,准确停靠中间站站台;

步骤9、列车停靠中间站站台区后,两侧真空隔离门关闭,站台区开始充气,恢复大气压;

步骤10、站台区气压正常后,站台区门开启,列车门开启,乘客上下车;

步骤11、从步骤2开始,重复相同的操作,直至步骤10,从步骤7开始的中间站换成终点站,完成相同的操作;

步骤12、列车到达终点站后,一个典型的运行场景结束。

本发明列车的紧急制动流程包括以下步骤:

步骤1、通过操作车载系统,升起短接碳刷弓,短接两根紧急制动检测导体,主动触发紧急制动;

步骤2、轨旁牵引控制系统检测到两根紧急制动导体被短路后,立即把牵引状态切换为制动状态,最终停车;

步骤3、如有必要在区间进行乘客疏散,则执行区间应急疏散流程,否则结束。

所述的步骤3中的区间应急疏散流程包括以下步骤:

步骤3.1、等车辆停稳后,通过车地通信,控制车辆所在调度区间两侧真空密闭门关闭;

步骤3.2、控制本区间进气阀打开,等待本区间内气压与外界一致;

步骤3.3、控制打开本区间应急疏散门和速降梯;

步骤3.4、上述步骤确认无误后,打开车门,组织乘客疏散。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征:

1.一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,该系统包括调度中心、测速定位系统、牵引控制系统、用于控制真空管道状态的真空控制系统、车载系统和通信系统;

所述的真空管道分为N个调度区间,所述的调度区间之间通过真空隔离门分隔;

所述的调度中心有N个,每个调度中心负责一个或多个调度区间;

所述的通信系统分别连接调度中心、真空控制系统、测速定位系统和牵引控制系统,所述的真空控制系统通过通信系统接收调度中心的指令,负责各调度区间的真空状态维持;

所述的测速定位系统安装在真空管道中,将测量到的列车当前速度和列车位置分别发送至调度中心和牵引控制系统;

所述的牵引控制系统根据调度中心下达的指令,判断列车速度与位置是否达到预期值,从而进行相应的加减速操作;

所述的调度中心负责监控列车的位置和速度,判断列车运行区间的占用与出清,实现闭塞控制,协调牵引控制系统和真空控制系统;

所述的车载系统负责控制、显示列车上相关设备、生命维持控制系统的运行及状态,并可控制车上紧急制动触发设备,在需要时,主动降速和紧急制动。

2.根据权利要求1所述的一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,所述的真空管道中设有用于供乘客上下车的站台区;

所述的站台区为真空管道中两个真空隔离门之间的区域,所述的真空隔离门只有在上下客时才关闭,并在站台区加注空气;平时所述的站台区抽真空,真空隔离门打开,所述的站台区与主线管道为一体;

所述的真空控制系统负责站台区真空的维持与消除,所述的调度中心控制真空隔离门的开关。

3.根据权利要求1所述的一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,所述的牵引控制系统还负责磁悬浮列车的悬浮与放下操作,当列车即将驶入某一段调度区间时,负责该区段供电的牵引控制系统为轨道提供悬浮供电及牵引供电,当列车行驶过该区间时,牵引控制系统关闭供电系统,以节约电源。

4.根据权利要求1所述的一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,所述的列车运行阶段包括低速阶段及高速阶段,所述的低速阶段内列车运行速度不超过500公里/小时,所述的高速阶段内列车运行速度大于500公里/小时;

当列车运行在低速阶段时,所述的车载系统可通过无线车地通信连接牵引控制系统。

5.根据权利要求4所述的一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,当列车运行在低速阶段时,采用磁极脉冲和定位信标或激光定位的方式对列车进行定位;当列车运行在高速阶段时,采用激光定位的方式对列车进行定位。

6.根据权利要求1所述的一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,所述的真空管道上设有紧急制动检测导体,所述的列车上设有连接导体,所述的车载系统控制连接导体的升降,所述的紧急制动检测导体连接牵引控制系统,当连接导体升起时,接触紧急制动检测导体使其导通,所述的牵引控制系统检测到导通信号即进行车辆紧急制动操作。

7.根据权利要求6所述的一种超高速磁悬浮列车运行控制系统,其特征在于,所述的紧急制动检测导体为布设于真空管道上方的两根与轨道平行的铜线导体,并贯通整个运行区间,所述的两根铜线导体分别接正负极,所述的连接导体为设于列车车顶的短接碳刷弓;

短接碳刷弓升起时间的长短,用于区分两种不同情况下的停车方式;

当短接碳刷弓升起,导致“紧急制动检测导体”被短接时,牵引供电控制系统,立即从牵引工况切换到制动工况,牵引力变为制动力;同时,牵引供电控制系统内部对检测“紧急制动检测导体”被短接的时间进行计数,若短接时间大于2秒,则按“立即停车”处理,制动列车直至速度为0,列车停稳;若短接时间小于2秒,则按“维持运行到下一停车点”处理,牵引控制系统控制列车降速到500km/h以下,并维持运行到下一停车点停车,降速后,可通过车地通信由调度中心对车辆进行进一步的复杂控制。

8.一种采用权利要求3所述的超高速磁悬浮列车运行控制系统的方法,其特征在于,所述的方法包括列车的工作过程,所述的列车工作过程包括以下步骤:

步骤1、始发站,列车停在站台区,站台区两侧的真空隔离门关闭,站台区与外界互通,乘客上车;

步骤2、乘客上车完毕后,关闭列车车厢门,此时乘客进入密闭列车车厢,车厢里的供氧由列车负责;

步骤3、站台区门关闭,真空控制系统启动,对站台区进行抽真空,完成后,真空隔离门打开;

步骤4、站台区的牵引控制系统供电,列车浮起,并且进行加速,驶离始发站,列车由0速度经历低速行驶区段后,进入高速行驶区段;

步骤5、轨旁的测速控制系统不断测量列车位置及速度,上报调度中心及牵引控制系统,据此进行加减速操作;

步骤6、调度中心切换:在列车驶出调度中心的管辖范围后,相邻两个调度中心对列车调度进行交接,由下一个调度中心负责列车的调度跟踪;

步骤7、调度中心通知中间站,准备接车,调度中心通知牵引控制系统,定点停车位置,牵引控制系统进行减速操作;

步骤8、列车进入低速行驶区段,车地通信恢复,列车与地面进行信息交换,并且启用低速阶段精确定位方案,列车依靠车载列车控制系统,准确停靠中间站站台;

步骤9、列车停靠中间站站台区后,两侧真空隔离门关闭,站台区开始充气,恢复大气压;

步骤10、站台区气压正常后,站台区门开启,列车门开启,乘客上下车;

步骤11、从步骤2开始,重复相同的操作,直至步骤10,从步骤7开始的中间站换成终点站,完成相同的操作;

步骤12、列车到达终点站后,列车运行结束。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括列车的紧急制动过程,该列车的紧急制动过程包括以下步骤:

步骤a、通过操作车载系统,升起短接碳刷弓,短接两根紧急制动检测导体,主动触发紧急制动;

步骤b、轨旁牵引控制系统检测到两根紧急制动导体被短路后,立即把牵引状态切换为制动状态,最终停车;

步骤c、如有必要在区间进行乘客疏散,则执行区间应急疏散流程,否则结束;

短接碳刷弓升起时间的长短,用于区分两种不同情况下的停车方式;

当短接碳刷弓升起,导致“紧急制动检测导体”被短接时,牵引供电控制系统,立即从牵引工况切换到制动工况,牵引力变为制动力;同时,牵引供电控制系统内部对检测“紧急制动检测导体”被短接的时间进行计数,若短接时间大于2秒,则按“立即停车”处理,制动列车直至速度为0,列车停稳;若短接时间小于2秒,则按“维持运行到下一停车点”处理,牵引控制系统控制列车降速到500km/h以下,并维持运行到下一停车点停车,降速后,可通过车地通信由调度中心对车辆进行进一步的复杂控制。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述的步骤c中的区间应急疏散流程包括以下步骤:

步骤c.1、等车辆停稳后,通过车地通信,控制车辆所在调度区间两侧真空密闭门关闭;

步骤c.2、控制本区间进气阀打开,等待本区间内气压与外界一致;

步骤c.3、控制打开本区间应急疏散门和速降梯;

步骤c.4、上述步骤确认无误后,打开车门,组织乘客疏散。

技术总结

本发明涉及一种超高速磁悬浮列车运行控制系统及方法,该系统包括调度中心、测速定位系统、牵引控制系统、真空控制系统、车载系统和通信系统;所述的通信系统分别连接调度中心、真空控制系统、测速定位系统和牵引控制系统,所述的真空控制系统通过通信系统接收调度中心的指令;所述的测速定位系统安装在真空管道中,将测量到的列车当前速度和列车位置分别发送至调度中心和牵引控制系统;所述的牵引控制系统根据调度中心下达的指令,进行相应的加减速操作;所述的调度中心负责监控列车的位置和速度,协调牵引控制系统和真空控制系统。与现有技术相比,本发明具有适应1000km/h~4000km/h超高速条件下的列车运行控制,不依赖车地通信等优点。

技术研发人员:蒋耀东;崔洪州;汪小勇

受保护的技术使用者:卡斯柯信号有限公司

技术研发日:.03.19

技术公布日:.09.27

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