制动切换装置、方法及相关产品与流程

1.本发明涉及列车运行控制技术领域，尤其涉及制动切换装置、方法及相关产品。


背景技术：

2.不同等级的列车运行控制系统只能运行在对应制式等级的轨道线路上。当列车需要同时具备运行在不同制式等级的轨道线路上的能力时，需安装两种以上不同等级的列车运行控制系统。
3.目前，实现跨不同闭塞制式区间运行情况下列车运行控制信号的自动切换，一般借用高等级列控设备(例如ctcs-2级列车运行控制系统)链路输出控制指令，低等级列控设备(例如ctcs-0级列车运行控制系统)的控制指令不能直接输出到列车，而需要高等级列控设备判断后决定是否输出。高等级列控设备通过采集和判断地面信号，判断列车是否运行到了两种闭塞制式区间切换点处，再通过判断自身的运行情况以及制动信号输出情况，采集低等级列控设备运行准备情况，并与低等级列控设备进行相关信息的交互和同步，最终确定是否移交控制权给予低等级列控设备，以及旁路自身的控制输出功能，改为由低等级列控设备输出制动控制信号。
4.但是，本技术发明人在实现本技术实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术方案至少存在如下技术问题：
5.而当列车运行到低等级轨道线路上，高等级列控设备无法工作时，限制了低等级列控设备的工作能力，限制了列车在一些既有低等级轨道线路上运行，降低了运行效率和轨道线路的复用率。


技术实现要素：

6.本发明公开的技术方案用于跨不同闭塞制式区间的列控设备自动切换，实现跨不同闭塞制式区间的列控设备制动控制信号的自动切换，当列控设备出现故障时，可以保持故障前列控设备制动控制信号的输出状态，确保列车的安全运行；同时，实现跨不同闭塞制式区间的列控设备制动控制信号的自动切换，无需变更列控设备的控制软件和内部电路，引起产品变更，有利于降低成本；再者，实现两种列控设备在跨不同闭塞制式区间情况下列车运行中可无缝快速自动切换，有利于提升列车运行效率和列车轨道线路复用率；解决了现有技术中因借用高等级列控设备链路输出控制指令而导致的列车运行效率和轨道线路复用率低的技术问题。
7.主要通过以下技术方案实现上述发明目的：
8.第一方面，制动切换装置，包括若干相互连接的双稳态继电器；每个所述双稳态继电器包括第一组控制线圈和第二组控制线圈，所述第一组控制线圈的输入端与atp列车运行控制系统的第一控制信号输出端连接，所述第二组控制线圈的输入端与atp列车运行控制系统的第二控制信号输出端连接；所述双稳态继电器包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与列车车辆接口连接，所述第二输出端通过lkj列车运行控制系统与列车车
辆接口连接；
9.atp列车运行控制系统实时监测第一控制信号和第二控制信号的状态；所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统基于实时监测结果而发送的指令，用以控制双稳态继电器的导向状态。
10.第二方面，利用上述制动切换装置进行制动切换的方法，包括：根据atp列车运行控制系统实时监测的第一控制信号和第二控制信号状态，控制双稳态继电器的导向状态。
11.第三方面，制动切换系统，包括上述制动切换装置、atp列车运行控制系统以及lkj列车运行控制系统。
12.第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述制动切换方法的部分或全部步骤。
13.相较于现有技术的有益效果：本发明通过atp列车运行控制系统实时监测第一控制信号和第二控制信号的状态，根据监测的结果发送相应的指令给所述装置，双稳态继电器接收到atp列车运行控制系统基于实时监测结果而发送的指令时，控制双稳态继电器的导向状态；实现跨不同闭塞制式区间的列控设备制动控制信号的自动切换，保证了列车运营效率，有利于提升列车运行效率和列车轨道线路复用率；解决了现有技术中因借用高等级列控设备链路输出控制指令而导致的列车运行效率和轨道线路复用率低的技术问题；同时，利用本发明公开的制动切换装置实现跨不同闭塞制式区间的列控设备制动控制信号的自动切换，而无需变更列控设备的控制软件和内部电路，引起产品变更，有利于降低成本。
附图说明
14.图1为本发明实施例提供的制动切换系统的结构示意图；
15.图2为本发明实施例提供的制动切换装置的结构示意图；
16.图3为本发明实施例提供的atp回检电路以及lkj回检电路的结构示意图；
17.图4为本发明实施例提供的制动切换装置的原理示意图。
具体实施方式
18.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
19.制动切换系统，如图1所示，包括本发明所述的制动切换装置、atp列车运行控制系统以及lkj列车运行控制系统，用于实现跨不同闭塞制式区间运行情况下列车运行制动控制信号的自动切换。
20.制动切换装置，包括若干相互连接的双稳态继电器j(j1，j2，j3......jn，n取正整数)；每个所述双稳态继电器包括第一组控制线圈(a组)和第二组控制线圈(b组)，atp提供两路独立的dc110v电平信号来分别控制a组和b组的所有线圈，如图2所示，a组控制线圈的输入端与atp的一路控制信号x1(即安全输出1)输出端连接，b组控制线圈的输入端与atp的另一路控制信号x2(即安全输出2)输出端连接；所述双稳态继电器包括第一输出端c1和第
二输出端c2，所述第一输出端与列车车辆接口连接，所述第二输出端通过lkj列车运行控制系统与列车车辆接口连接；atp列车运行控制系统实时监测第一控制信号和第二控制信号的状态；所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统基于实时监测结果而发送的指令，用以控制双稳态继电器的导向状态。
21.需要说明的是，所述双稳态继电器包括常闭触点和常开触点，常闭触点与列车车辆接口连接，常开触点通过lkj列车运行控制系统与列车车辆接口连接，此时由atp控制列车运行。当然也可通过a组控制线圈的输入端与atp的安全输出2输出端连接，b组控制线圈的输入端与atp的安全输出1输出端连接，常闭触点与通过lkj列车运行控制系统与列车车辆接口连接，常开触点与列车车辆接口连接，则此时由lkj控车。
22.atp实时监测安全输出1和安全输出2的状态；当监测到安全输出1为高电平，安全输出2为低电平时，发送切换指令以控制双稳态继电器的电路导向第一、第二输出端，即，此时将列车的实际电路控制权导向atp或lkj其中任何一方均可，具体取决于上述的连接关系以及根据应用场景设定的规则，此处不作限定。
23.所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统基于实时监测结果而发送的指令，用以控制双稳态继电器的导向状态。具体的，若监测到安全输出1为低电平，安全输出2为高电平时，此时，应将列车的实际电路控制权导向相反的另一方，例如，当监测到安全输出1为高电平，安全输出2为低电平时，将列车的实际电路控制权导向atp；当监测到安全输出1为低电平，安全输出2为高电平时，应将列车的实际电路控制权导向lkj。
24.在一个优选地实施例中，所述装置还包括atp回检电路d1以及lkj回检电路d2，atp回检电路由所述若干双稳态继电器的第一输出端串联组成，lkj回检电路由所述若干双稳态继电器的第二输出端串联组成；所述双稳态继电器基于所述第二指令控制电路导向所述第二输出端之后，所述atp回检电路用于监测atp回检信号，所述lkj回检电路用于监测lkj回检信号；atp列车运行控制系统根据监测到的所述atp回检信号确定所述双稳态继电器导向所述第一输出端无效，且，lkj列车运行控制系统根据监测到的所述lkj回检信号确定所述双稳态继电器导向所述第二输出端有效；否则，所述双稳态继电器用于执行所述第一指令。
25.atp需实时监测切换装置的状态，以确保当前的列车控制权是已知的，保证列车运行安全，切换装置的状态回检电路如图3所示。将所有双稳态继电器的一组常闭触点串联、一组常开触点串联，用于回检继电器的导向状态。具体的，当atp发出指令以控制双稳态继电器导向lkj控车后，atp需回检确认“双稳态继电器导向lkj控车”为有效，且“双稳态继电器导向atp控车”为无效，才能确认为双稳态继电器导向电路已导向lkj，否则，电路导向lkj失败，此时，atp将继续进行列车控制。
26.例如，atp输出的控制信号1(安全输出1)为“1”，控制信号2为“0”，则atp控制软件对应应采集到atp回检信号应为“0”，lkj回检信号应为“1”。若采集到的回采信号不满足上诉状态，atp控制软件判断此时制动切换装置电路导向lkj失败，切换失败，则继续维持atp的列车控制状态。
27.在一个优选地实施例中，lkj也可以主动采集机车运行状态，当具备自身制动输出条件时，同时输出制动信号。
28.在一个优选地实施例中，所述atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号和
第二控制信号同时均为高电平或低电平时，所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统发送的第三指令，所述第三指令用以控制所述双稳态继电器电路导向维持监测前的导向状态不变。
29.当atp设备故障，控制信号1和控制信号2均为低电平或均为高电平时，双稳态继电器的导向状态不会发生变化，此时双稳态继电器电路导向维持监测前(即atp出现故障之前)的导向状态不变，确保列车的安全运行。
30.为保证atp和lkj对列车控制权的稳定性，本发明切换装置内部选用双稳态继电器，作为输出信号的切换继电器，可确保若atp设备异常或失电时，双稳态继电器的导向状态不发生变化，切换装置维持在atp未故障时的导向状态，其原理图如图4所示。
31.例如，atp故障前，制动切换装置导向atp，制动切换装置直接输出atp的控制制动信号，列车直接制动，列车导向安全侧。如atp发生故障后，制动切换装置导向lkj，制动切换装置旁路掉atp的制动输出信号，维持由lkj控制列车正常运行，直到lkj输出列车制动信号。由此确保列车不会因为制动切换装置的故障带来安全隐患。atp控制切换装置的输出状态，确保当atp控车时，控制指令由atp输出至列车，当lkj控车时，控制指令由lkj输出至列车。
32.在一个优选地实施例中，所述装置还包括第一切换开关k1和第二切换开关k2；所述第一输出端通过第一切换开关与列车车辆接口连接；所述第二输出端连接lkj列车运行控制系统的输入端，lkj列车运行控制系统的输出端通过第二切换开关与列车车辆接口连接；所述第一切换开关和第二切换开关为互斥状态，所述第一切换开关默认闭合，所述第二切换开关默认开启，闭合所述第二切换开关，则所述第一切换开关开启。
33.为了提升设备的安全性，制动切换装置除具备自动切换功能以外，还应具备自动功能的旁路功能。例如，上述实施例中，当atp控制软件判断制动切换装置出现电路导向lkj失败，自动切换功能故障时，和/或，当atp故障时，通过手动人工介入的方式，物理按压闭合第二切换开关，则此时，所述第一切换开关开启(断开)，切换至lkj控车，保证至少有一种列控设备可有效的控制列车运行，保证列车运行安全。
34.在一个优选地实施例中，所述第二切换开关安装于列车司机操控台上，以便应对突发情况，降低操作时间，提高安全性。
35.相较于现有技术的有益效果：本发明中为保证atp和lkj对机车控制权的稳定性，自动切换装置内部选用双稳态继电器，作为输出信号的切换继电器，实现选择输出atp系统列车运行制动信号，或者选择输出lkj系统列车运行制动信号，实现跨不同闭塞制式区间运行情况下列车运行制动控制信号的自动切换，保证了列车运营效率，有利于提升列车运行效率和列车轨道线路复用率；解决了现有技术中因借用高等级列控设备链路输出控制指令而导致的列车运行效率和轨道线路复用率低的技术问题；同时，利用本发明公开的制动切换装置即可实现跨不同闭塞制式区间的列控设备制动控制信号的自动切换，而无需变更列控设备的控制软件和内部电路，引起产品变更，有利于降低成本；再者，在切换指令输入设备故障的情况下，可以保持上一次的输出状态，或者，通过手动人工介入的方式，物理按压闭合第二切换开关，切换至lkj控车，保证至少有一种列控设备可有效的控制列车运行，提高了列车运营安全。
36.制动切换方法，利用本发明上述制动切换装置进行制动切换，包括：根据atp列车
运行控制系统实时监测的第一控制信号和第二控制信号状态，控制双稳态继电器的导向状态。
37.在一个优选地实施例中，若atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号为高电平，且第二控制信号为低电平时，则接收atp列车运行控制系统发送的第一指令，所述第一指令用以控制所述双稳态继电器电路导向所述第一输出端；或者，若所述atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号为低电平，且第二控制信号为高电平时，则接收atp列车运行控制系统发送的第二指令，所述第二指令用以控制所述双稳态继电器电路导向所述第二输出端。
38.在一个优选地实施例中，通过atp回检电路监测atp回检信号，以及，通过lkj回检电路监测lkj回检信号；判断所述atp回检信号和lkj回检信号是否满足预设条件；若不满足，则执行所述第一指令。预设条件为：atp回检信号满足所述双稳态继电器导向所述第一输出端无效，以及，lkj回检信号满足所述双稳态继电器导向所述第二输出端有效。
39.在一个优选地实施例中，若所述atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号和第二控制信号同时均为高电平或低电平时，则接收atp列车运行控制系统发送的第三指令，所述第三指令用以控制所述双稳态继电器电路导向维持监测前的导向状态不变。
40.在一个优选地实施例中，闭合第二切换开关；所述第一输出端通过第一切换开关与列车车辆接口连接；所述第二输出端连接lkj列车运行控制系统的输入端，lkj列车运行控制系统的输出端通过第二切换开关与列车车辆接口连接；所述第一切换开关和第二切换开关为互斥状态，所述第一切换开关默认闭合，所述第二切换开关默认开启。
41.本发明实施例制动切换方法是对应上述实施例制动切换装置，实现相应的功能。由于上述实施例中已经对制动切换装置的结构和功能进行了详细的说明，故在本发明实施例中不再赘述。
42.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述制动切换方法的部分或全部步骤。
43.以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.制动切换装置，其特征在于，所述装置包括若干相互连接的双稳态继电器；每个所述双稳态继电器包括第一组控制线圈和第二组控制线圈，所述第一组控制线圈的输入端与atp列车运行控制系统的第一控制信号输出端连接，所述第二组控制线圈的输入端与atp列车运行控制系统的第二控制信号输出端连接；所述双稳态继电器包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与列车车辆接口连接，所述第二输出端通过lkj列车运行控制系统与列车车辆接口连接；atp列车运行控制系统实时监测第一控制信号和第二控制信号的状态；所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统基于实时监测结果而发送的指令，所述指令用以控制双稳态继电器的导向状态。2.如权利要求1所述的制动切换装置，其特征在于，所述atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号为高电平，且第二控制信号为低电平时，所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统发送的第一指令，所述第一指令用以控制所述双稳态继电器电路导向所述第一输出端；或者，所述atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号为低电平，且第二控制信号为高电平时，所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统发送的第二指令，所述第二指令用以控制所述双稳态继电器电路导向所述第二输出端。3.如权利要求2所述的制动切换装置，其特征在于，所述装置还包括atp回检电路以及lkj回检电路，atp回检电路由所述若干双稳态继电器的第一输出端串联组成，lkj回检电路由所述若干双稳态继电器的第二输出端串联组成；所述双稳态继电器基于所述第二指令控制电路导向所述第二输出端之后，所述atp回检电路用于监测atp回检信号，所述lkj回检电路用于监测lkj回检信号；atp列车运行控制系统根据监测到的所述atp回检信号确定所述双稳态继电器导向所述第一输出端无效，且，lkj列车运行控制系统根据监测到的所述lkj回检信号确定所述双稳态继电器导向所述第二输出端有效；否则，所述双稳态继电器用于执行所述第一指令。4.如权利要求1所述的制动切换装置，其特征在于，所述atp列车运行控制系统实时监测到第一控制信号和第二控制信号同时均为高电平或低电平时，所述双稳态继电器用于接收atp列车运行控制系统发送的第三指令，所述第三指令用以控制所述双稳态继电器电路导向维持监测前的导向状态不变。5.如权利要求1～4任一项所述的制动切换装置，其特征在于，所述装置还包括第一切换开关和第二切换开关；所述第一输出端通过第一切换开关与列车车辆接口连接；所述第二输出端连接lkj列车运行控制系统的输入端，lkj列车运行控制系统的输出端通过第二切换开关与列车车辆接口连接；所述第一切换开关和第二切换开关为互斥状态，所述第一切换开关默认闭合，所述第二切换开关默认开启，闭合所述第二切换开关，则所述第一切换开关开启。6.如权利要求5所述的制动切换装置，其特征在于，所述第二切换开关安装于列车司机操控台上。7.制动切换方法，其特征在于，利用如权利要求1～6任一项所述的制动切换装置进行制动切换，所述方法包括：根据atp列车运行控制系统实时监测的第一控制信号和第二控制
信号状态，控制双稳态继电器的导向状态。8.制动切换系统，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的制动切换装置、atp列车运行控制系统以及lkj列车运行控制系统。9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7所述的制动切换方法的步骤。

技术总结
本发明本发明涉及列车运行控制技术领域，公开了制动切换装置、方法及相关产品，通过ATP实时监测第一控制信号和第二控制信号的状态，根据监测的结果发送相应的指令给所述装置，双稳态继电器接收到ATP基于实时监测结果而发送的指令时，控制双稳态继电器的导向状态；实现跨不同闭塞制式区间的列控设备制动控制信号的自动切换，有利于提高列车运行效率和列车轨道线路复用率；解决了现有技术中因借用高等级列控设备链路输出控制指令而导致的列车运行效率和轨道线路复用率低的技术问题；同时，在切换指令输入设备故障的情况下，可以保持上一次的输出状态，保证至少有一种列控设备可有效的控制列车运行，提高了列车运营安全。提高了列车运营安全。提高了列车运营安全。


技术研发人员：范旭 郭林 周少游 王伟 谢金峰 刘公卿 王强
受保护的技术使用者：湖南中车时代通信信号有限公司
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/4/5