阅读说明：本技术 一种动力集中动车组主压缩机控制方法及系统 (Control method and system for main compressor of power-concentrated motor train unit ) 是由 舒畅 方长征 李辉 谢仕川 李振民 于 2020-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种动力集中动车组主压缩机控制方法及系统,不仅采用动力车第一总风缸的压力值作为主压缩机启停判断依据,还采用动力车第二总风缸和控制车第二总风缸的压力值作为主压缩机启停判断依据,避免了由于控制车第二总风缸远离风源导致总风压力不足而易触发车组牵引封锁的情况；同时,当本车第一总风缸和第二总风缸的压力值均高于第二预设值,且其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值时,控制该本车的主压缩机停止,避免了动力车第一总风缸和第二总风缸压力值过高导致车辆用风设备损坏的问题。(The invention discloses a control method and a control system for a main compressor of a power-concentrated motor train unit, which not only adopt the pressure value of a first main air cylinder of a power vehicle as the start-stop judgment basis of the main compressor, but also adopt the pressure values of a second main air cylinder of the power vehicle and a second main air cylinder of a control vehicle as the start-stop judgment basis of the main compressor, thereby avoiding the situation that the traction lock of a train set is easily triggered due to insufficient total air pressure caused by the fact that the second main air cylinder of the control vehicle is far away from an air source; meanwhile, when the pressure values of the first main air cylinder and the second main air cylinder of the vehicle are higher than the second preset value and the pressure values of the second main air cylinders of other vehicles are higher than the third preset value, the main compressor of the vehicle is controlled to stop, and the problem that the air equipment for the vehicle is damaged due to the fact that the pressure values of the first main air cylinder and the second main air cylinder of the vehicle are too high is solved.)

一种动力集中动车组主压缩机控制方法及系统

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种动力集中动车组主压缩机控制方法及系统。

背景技术

近年来，随着动车组技术的发展，动力集中动车组以其编组灵活，制造、运用、检修成本比动力分散动车组低，舒适性较高等优势，开始在国内普及。

根据动力集中动车组的配置，仅动力车配置主压缩机，且动力车位于车组的首端或尾端，使车组总风管系压力分布特点为：距离风源（即主压缩机）越远、总风压力越低；尤其当控制车主控时，控制车第二总风缸负责列车管的充风缓解，其总风缸压力下降最为迅速。由于其他机车，例如重联机车每节车均配置有主压缩机和总风缸，因此不存在因为总风缸远离风源而导致总风压力不足的问题。动力车是指带牵引电机、受电弓以及司机驾驶室，而不带乘客室的一节车，控制车是指不带牵引电机和受电弓，带司机驾驶室和乘客室的一节车。

根据动力集中动车组的配置，第一总风缸与第二总风缸供风对象不同、耗风特点不同，且两个总风缸之间设置了逆流止回阀，由此带来的问题是即便是同一台动力车的第一总风缸与第二总风缸之间都会出现较大压差。例如车组实际运行中，车辆用风设备如空气弹簧始终在用风，而列车管大部分时间不用风，即正常情况下会出现第一总风缸压力低于第二总风缸压力的情况。当车组缓解制动时，第二总风缸大流量地向列车管充风，此时第二总风缸压力低于第一总风缸压力。然而，总风压力不足存在一定的风险，将触发车组牵引封锁，影响车组正常运用。

因此，如何安全有效地根据车组总风压力控制主压缩机启停、避免发生总风压力不足的情况、维持车组正常运用，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力集中动车组主压缩机控制方法及系统，以解决总风压力不足易触发车组牵引封锁，影响车组正常运用等问题。

本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种动力集中动车组主压缩机控制方法，包括：

获取动力车第一总风缸、动力车第二总风缸以及控制车第二总风缸的压力值；

判断所述动力车第一总风缸的压力值是否低于第一预设值，动力车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值，以及控制车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值；如果动力车第一总风缸、动力车第二总风缸以及控制车第二总风缸中任意一个的压力值低于第一预设值，则控制所有动力车的主压缩机启动；

判断本车第一总风缸的压力值是否高于第二预设值，本车第二总风缸的压力值是否高于第二预设值，以及其他车第二总风缸的压力值是否高于第三预设值；如果本车第一总风缸、本车第二总风缸的压力值均高于第二预设值，且其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值，则控制该本车的主压缩机停止；

其中，第一预设值＜第三预设值＜第二预设值。

本车是指在停止控制时主压缩机所对应的动力车，其他车则是除了本车以外的所有车。

本发明所述主压缩机控制方法，不仅采用动力车第一总风缸的压力值作为主压缩机启停判断依据，还采用动力车第二总风缸和控制车第二总风缸的压力值作为主压缩机启停判断依据；当动力车第二总风缸和/或控制车第二总风缸的压力值低于第一预设值时，也能够启动主压缩机，避免了由于控制车第二总风缸远离风源导致总风压力不足而易触发车组牵引封锁的情况；当本车第一总风缸和第二总风缸的压力值均高于第二预设值，同时其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值时，控制该本车的主压缩机停止，由于第一总风缸与第二总风缸之间有一定的压力差，如果其他车第二总风缸的压力值高于第二预设值才控制本车主压缩机停止，可能使本车第一总风缸和/或第二总风缸内的压力值等于第二预设值+压力差，为了保护本车第一总风缸和/或第二总风缸，会使安全阀打开，实现本车第一总风缸和/或第二总风缸的放风，如果没有安全阀，可能会因超过车辆用风设备的耐压值而导致设备损坏，本发明的方法避免了动力车第一总风缸和第二总风缸压力值过高导致车辆用风设备损坏的问题。

进一步地，所述第一预设值为750kPa±20kPa，所述第二预设值为900kPa±20kPa，所述第三预设值为第二预设值与最大压差之差，所述最大压差为50kPa。

进一步地，所述方法还包括判断动力车第二总风缸的压力值是否高于第四预设值，以及动力车第一总风缸的压力值是否低于第二预设值，如果动力车第二总风缸的压力值高于第四预设值，且动力车第一总风缸的压力值低于第二预设值，则判断该动力车第一总风缸的压力采集装置发生故障；其中，第二预设值＜第四预设值。

进一步地，所述第四预设值为所述动力车第一总风缸的安全阀开启压力，第四预设值优选为930kPa。

本发明还提供一种动力集中动车组主压缩机控制系统，包括设于动力车第一总风缸内的压力开关、设于动力车第二总风缸内的第一压力传感器、设于控制车第二总风缸内的第二压力传感器、以及设于动力车内的第一CCU（Central Control Unit，中央控制单元）和设于控制车内的第二CCU；所述动力车第一总风缸与该动力车的主压缩机连通，所述动力车第一总风缸通过逆流止回阀与该动力车第二总风缸、控制车第二总风缸连通，所述压力开关、第一压力传感器以及主压缩机分别与第一CCU连接，所述第二压力传感器与第二CCU连接，所述第一CCU与第二CCU通讯连接，其特征是：

所述第二CCU，用于获取与该第二CCU对应的控制车第二总风缸的压力值，判断控制车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值，并将该第一判断结果发送给第一CCU；判断控制车第二总风缸的压力值是否高于第三预设值，并将该第二判断结果发送给第一CCU；

所述第一CCU，用于获取与该第一CCU对应的动力车第一总风缸和第二总风缸的压力值，判断动力车第一总风缸的压力值是否低于第一预设值，动力车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值，如果动力车第一总风缸的压力值低于第一预设值、或动力车第二总风缸的压力值低于第一预设值、或第一判断结果为是时，控制所有主压缩机启动；

还用于判断动力车第一总风缸的压力值是否高于第二预设值，动力车第二总风缸的压力值是否高于第二预设值，以及动力车第二总风缸的压力值是否高于第三预设值；如果动力车第一总风缸的压力值高于第二预设值，动力车第二总风缸的压力值高于第二预设值，其他动力车第二总风缸的压力值高于第三预设值以及第二判断结果为是时，控制该动力车的主压缩机停止；

其中，第一预设值＜第三预设值＜第二预设值。

进一步地，所述第一CCU还用于判断动力车第二总风缸的压力值是否高于第四预设值，动力车第一总风缸的压力值是否低于第二预设值，如果动力车第二总风缸的压力值高于第四预设值，且动力车第一总风缸的压力值低于第二预设值，则判断该动力车第一总风缸的压力开关发生故障；其中，第二预设值＜第四预设值。

有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种动力集中动车组主压缩机控制方法及系统，不仅采用动力车第一总风缸的压力值作为主压缩机启停判断依据，还采用动力车第二总风缸和控制车第二总风缸的压力值作为主压缩机启停判断依据，避免了由于控制车第二总风缸远离风源导致总风压力不足而易触发车组牵引封锁的情况；同时，当本车第一总风缸和第二总风缸的压力值均高于第二预设值，且其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值时，控制该本车的主压缩机停止，避免了动力车第一总风缸和第二总风缸压力值过高导致车辆用风设备损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中短编动车组的结构示意图；

图2是本发明实施例中短编动车组的电气原理图；

图3是本发明实施例中短编重联动车组的结构示意图；

图4是本发明实施例中短编重联动车组的电气原理图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提供的一种动力集中动车组主压缩机控制方法，包括：

1、获取动力车第一总风缸、动力车第二总风缸以及控制车第二总风缸的压力值。

如图1所示，对于短编动车组，其包括动力车、控制车以及多节中间车，动力车或控制车设于动车组的首端或尾端，如果动力车在首端，控制车则在尾端，如果动力车在尾端，则控制车在首端，使控制车远离动力车内的风源（即主压缩机）。在动力车内设有主压缩机、第一总风缸、第二总风缸以及机车制动机，在控制车内设有车辆总风缸、车辆用电设备、副风缸、车辆制动机、第二总风缸以及机车制动机，在每节中间车内均设有车辆总风缸、车辆用电设备、车辆制动机以及副风缸；主压缩机与第一总风缸连通，第一总风缸通过两个逆流止回阀分别与动力车第二总风缸、控制车第二总风缸连通，第一总风缸还通过多个单向阀分别与中间车车辆总风缸、控制车车辆总风缸连通；动力车第二总风缸与动力车机车制动机连接，动力车机车制动机与列车管连接，该列车管又分别与每节中间车的车辆制动机、控制车车辆制动机以及控制车机车制动机连接；中间车车辆总风缸与其车辆用风设备连接，中间车车辆制动机与其副风缸连接；控制车车辆总风缸与其车辆用风设备连接，控制车车辆制动机与其副风缸连接，控制车机车制动机与第二总风缸连接。在第一总风缸内设置压力开关，通过压力开关检测第一总风缸内的压力，在动力车第二总风缸内设置第一压力传感器，通过第一压力传感器检测动力车第二总风缸内的压力，在控制车第二总风缸内设置第二压力传感器，通过第二压力传感器检测控制车第二总风缸内的压力，在动力车内设有第一CCU，在控制车内设有第二CCU，第一CCU和第二CCU为控制单元，用于进行数据处理与判断；压力开关、第一压力传感器以及主压缩机分别与第一CCU连接，第二压力传感器与第二CCU连接，第一CCU与第二CCU通过WTB通讯连接，如图2所示。

仅动力车配置主压缩机作为风源向第一总风缸供风，第一总风缸下游分为2路气路，一路依次经单向阀、车辆总风缸向车辆用风设备供风；另一路依经逆流止回阀、第二总风缸、机车制动机向、列车管供风、车辆制动机向副风缸供风。

如图3所示，对于短编重联动车组，至少由两个短编动车组构成，每个短编动车组的结构如图1所示，每个短编动车组的总风管相互连通，每个短编动车组的列车管相互连通，每个动力车均设有第一CCU，即动力车1和动力车2内均设有第一CCU，每个控制车均设有第二CCU，即控制车1和控制车2内均设有第二CCU，如图4所示。

2、数据处理与判断，并根据处理与判断结果控制主压缩机的启动和停止。

第一CCU和第二CCU进行数据处理与判断，处理与判断后的结果均上传至WTB，实现处理与判断结果的共享，即第二CCU可以通过WTB获取第一CCU的处理与判断结果，第一CCU也可以通过WTB获取第二CCU的处理与判断结果，当有多节动力车和多节控制车时（如图3所示，短编重联动车组），对应有多个第一CCU和多个第二CCU，第一CCU和第二CCU分别处理对应动力车和控制车的数据，再通过WTB实现所有处理与判断结果的共享。

如图3和4所示，动力车1内的第一CCU处理动力车1内压力开关和第一压力传感器反馈的数据，并进行动力车1第一总风缸的压力值是否低于第一预设值以及动力车1第二总风缸的压力值是否低于第一预设值的判断，将该处理与判断结果上传至WTB；动力车2内的第一CCU处理动力车2内压力开关和第一压力传感器反馈的数据，并进行动力车2第一总风缸的压力值是否低于第一预设值以及动力车2第二总风缸的压力值是否低于第一预设值的判断，将该处理与判断结果上传至WTB；控制车1内的第二CCU处理控制车1内第二压力传感器反馈的数据，并进行控制车1第二总风缸的压力值是否低于第一预设值的判断，将该处理与判断结果上传至WTB；控制车2内的第二CCU处理控制车2内第二压力传感器反馈的数据，并进行控制车2第二总风缸的压力值是否低于第一预设值的判断，将该处理与判断结果上传至WTB；以此类推，每个动力车内的第一CCU进行对应动力车的数据处理与判断，每个控制车内的第二CCU进行对应控制车的数据处理与判断，所有处理与判断结果均上传至WTB，实现所有处理与判断结果的共享。

2.1 主压缩机的启动控制

第一CCU判断动力车第一总风缸的压力值是否低于第一预设值，动力车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值，以及第二CCU判断控制车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值；如果动力车第一总风缸、动力车第二总风缸以及控制车第二总风缸中任意一个的压力值低于第一预设值，则控制所有动力车的主压缩机启动。

只要任意一个第一总风缸或第二总风缸的压力值低于第一预设值，则启动所有主压缩机。本发明中，第一总风缸包括每个动力车内的第一总风缸，第二总风缸包括每个动力车内的第二总风缸和每个控制车内的第二总风缸，只要任意一个的压力值低于第一预设值，则控制所有动力车内主压缩机均开启。本实施例中，第一预设值为750kPa±20kPa。因为列车管定压为600 kPa，理论上第一预设值不低于600 kPa即可，当总风管的压力低于600kPa时不能给列车管充风至600 kPa，会导致施加制动。第一预设值设为750kPa±20kPa是为了保留余量，如果第一预设值设为600 kPa，当总风管压力为600 kPa时再启动主压缩机，可能来不及给列车管充风。

2.2 主压缩机的停止控制

第一CCU判断本车第一总风缸的压力值是否高于第二预设值，本车第二总风缸的压力值是否高于第二预设值，以及第一CCU和/或第二CCU判断其他车第二总风缸的压力值是否高于第三预设值；如果本车第一总风缸、本车第二总风缸的压力值均高于第二预设值，且其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值，则控制该本车的主压缩机停止；其中，第一预设值＜第三预设值＜第二预设值。

在主压缩机停止控制时，并不是控制所有主压缩机同时停止，而是通过本车第一总风缸和第二总风缸的压力值来控制该本车对应的主压缩机停止。本车是指在停止控制时主压缩机所对应的动力车，其他车则是除了本车以外的所有车。例如，控制动力车1的主压缩机停止，则动力车1为本车，控制车1、控制车2以及动力车2均为其他车。在主压缩机停止控制时，所有判断条件需要同时满足，判断条件不仅包括本车第一总风缸和第二总风缸的压力值，还包括其他车第二总风缸的压力值，只要其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值（即当控制车或动力车第二总风缸的压力高于第三预设值后，不再控制除该控制车或动力车以外的其他车主压缩机），且本车第一总风缸和第二总风缸的压力值高于第二预设值，则控制本车的主压缩机停止，并不需要其他车第二总风缸的压力值高于第二预设值才控制本车的主压缩机停止。这是因为动力车第一总风缸与控制车第二总风缸之间有一定的压力差，如果控制车第二总风缸的压力值高于第二预设值才控制本车主压缩机停止，可能使本车第一总风缸和/或第二总风缸内的压力值等于第二预设值+压力差，为了保护本车第一总风缸和/或第二总风缸，会使第一总风缸和/或第二总风缸的安全阀打开，实现本车第一总风缸和/或第二总风缸的放风，如果没有安全阀，可能会因超过车辆用风设备的耐压值而导致设备损坏，因此为了避免此情况的发生，只要其他车第二总风缸的压力值高于第三预设值，则再由本车第一总风缸和第二总风缸的压力值来控制该本车对应的主压缩机停止。

以短编重联动车组为例，控制动力车1主压缩机停止的判断条件为：动力车1第一总风缸的压力值高于第二预设值、动力车1第二总风缸的压力值高于第二预设值、控制车1第二总风缸的压力值高于第三预设值、控制车2第二总风缸的压力值高于第三预设值以及动力车2第二总风缸的压力值高于第三预设值。

本实施例中，第二预设值为900kPa±20kPa，第三预设值为850 kPa±20kPa。根据大量的试验数据得出，动力车第一总风缸与控制车第二总风缸的最大压差为46 kPa，因此，第三预设值为第二预设值与最大压差之差，最大压差取值为50kPa，则第三预设值为850kPa±20kPa。

本发明的一种动力集中动车组主压缩机控制方法还包括：第一CCU判断动力车第二总风缸的压力值是否高于第四预设值，以及动力车第一总风缸的压力值是否低于第二预设值，如果动力车第二总风缸的压力值高于第四预设值，且动力车第一总风缸的压力值低于第二预设值（动力车第一总风缸的压力开关仍然请求主压缩机启动），则判断该动力车第一总风缸的压力开关发生故障；其中，第二预设值＜第四预设值。

动力车第一总风缸与主压缩机直接连通，当动力车第二总风缸的压力值高于第四预设值，而动力车第一总风缸的压力值却低于第二预设值，则认为用于采集该动力车第一总风缸压力值的压力开关发生故障，不再信任该压力开关的采集值，并通过第一CCU发出故障信息，以便及时处理故障。当动力车第二总风缸压力被充至第四预设值时，说明此时动力车第一总风缸压力高于第四预设值，因为流体总是从高压力流向低压力，而动力车第一总风缸的压力开关故障判断逻辑的设置可有效地识别出故障，避免了压力开关的错误信号影响主压缩机的正常控制，导致主压缩机不能正常停机。由于动力车第一总风缸安全阀的开启压力一般为950kPa±20kPa，因此，第四预设值取值为930kPa。

如图1-4所示，本发明还提供一种动力集中动车组主压缩机控制系统，包括设于动力车第一总风缸内的压力开关、设于动力车第二总风缸内的第一压力传感器、设于控制车第二总风缸内的第二压力传感器、以及设于动力车内的第一CCU和设于控制车内的第二CCU；所述动力车第一总风缸与该动力车的主压缩机连通，所述动力车第一总风缸通过逆流止回阀与该动力车第二总风缸、控制车第二总风缸连通，所述压力开关、第一压力传感器以及主压缩机分别与第一CCU连接，所述第二压力传感器与第二CCU连接，所述第一CCU与第二CCU通讯连接。

所述第二CCU，用于获取与该第二CCU对应的控制车第二总风缸的压力值，判断控制车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值，并将该第一判断结果发送给第一CCU；判断控制车第二总风缸的压力值是否高于第三预设值，并将该第二判断结果发送给第一CCU；

所述第一CCU，用于获取与该第一CCU对应的动力车第一总风缸和第二总风缸的压力值，判断动力车第一总风缸的压力值是否低于第一预设值，动力车第二总风缸的压力值是否低于第一预设值，如果动力车第一总风缸的压力值低于第一预设值、或动力车第二总风缸的压力值低于第一预设值、或第一判断结果为是时，控制所有主压缩机启动；

所述第一CCU，还用于判断动力车第一总风缸的压力值是否高于第二预设值，动力车第二总风缸的压力值是否高于第二预设值，以及动力车第二总风缸的压力值是否高于第三预设值；如果动力车第一总风缸的压力值高于第二预设值，动力车第二总风缸的压力值高于第二预设值，其他动力车第二总风缸的压力值高于第三预设值以及第二判断结果为是时，控制该动力车的主压缩机停止；其中，第一预设值＜第三预设值＜第二预设值。

所述第一CCU还用于判断动力车第二总风缸的压力值是否高于第四预设值，动力车第一总风缸的压力值是否低于第二预设值，如果动力车第二总风缸的压力值高于第四预设值，且动力车第一总风缸的压力值低于第二预设值，则判断该动力车第一总风缸的压力开关发生故障；其中，第二预设值＜第四预设值。

以上所揭露的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，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。