模拟机车同步操控系统的制作方法

1.本发明涉及轨道列车技术领域，具体而言，涉及一种模拟机车同步操控系统。


背景技术：

随着重载铁路运输的发展需求， 2万吨组合重载列车开行已经常态化，组合列车即在编组列车内另外加挂一台或数台机车，组成主控和从控机车编组模式，即机车+车辆+机车+车辆，可以合理的增加机车牵引能力。随着列车的长度和重量的不断增加，组合列车必须采用有效且可靠的方式来传递机车的控制指令，使前后机车同步参与全列车的列车管排风和充风，提高制动传播速度，减轻列车制动纵向力作用，保证列车的平稳运行和安全，这就是机车模拟机车同步操控系统。
2.目前，国内重载组合列车采用的机车同步操纵控制系统是一种基于无线数据传输，将组合列车中主控机车控制指令传至从控机车，实现编组列车中机车牵引和制动同步控制的系统。主控机车与从控机车的同步操纵控制系统采用基于基站式通信的gsm-r网络和基于空间波传输的数传电台进行无线通信，但当前该系统最多支持四个机车编组，这套机车同步操纵控制系统是满足重载组合列车运用要求而研制的，相对于试验室的试验环境，存在以下问题：主控机车与从控机车之间通讯方式的不适应性，重载组合列车机车同步操纵控制系统采用无线通讯，是基于gsm-r网络和数传电台定制研发的，这属于专用通讯方式，试验室不具备该条件；当前机车同步操纵控制系统最多支持四个机车编组，仅能够满足3万吨及以下的重载组合列车编组方式，无法适应4万吨及以上的试验要求；由于重载组合列车编组长度和无线通讯传递方式的原因，主控机车与从控机车响应时间存在一定的延迟；而试验室环境下，模拟组合列车编组无法做到与实际运用的一致，响应时间延迟基本为零，同步操控试验不能模拟运用工况。
3.因此，既有的机车同步操纵控制系统不适于试验室运用条件的要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的包括，例如，提供了一种模拟机车同步操控系统，其用于在试验室内模拟机车同步操控，能够对编组机车进行同步控制，实现通过机车同步制动缓解控制，能够满足4万吨及以上试验室机车同步操控试验的要求。
5.本发明的实施例可以这样实现：本发明提供一种模拟机车同步操控系统，模拟机车同步操控系统包括主控单元、延时功能模块以及多个同步控制系统；所有的同步控制系统均与主控单元电连接，每个同步控制系统均与主控机车或从控机车连接；主控单元用于建立机车主从控编组，传递控制指令，控制主控机车或从控机车的
运行；每个同步控制系统均用于接收主控单元输出的指令，并控制主控机车或从控机车；延时功能模块用于控制从控机车响应主控机车动作指令的延时时间。
6.在可选的实施方式中，延时功能模块的延时时间单位设置为ms，调整最小级别为100ms。
7.在可选的实施方式中，延时功能模块与主控单元电连接；或，模拟机车同步操控系统包括多个延时功能模块，每个同步控制系统均对应电连接一个延时功能模块。
8.在可选的实施方式中，每个同步控制系统均包括远程控制单元、显示单元及陪试模块；远程控制单元、显示单元及陪试模块均与主控单元电连接，陪试模块及显示单元均与远程控制单元电连接，远程控制单元与机车制动控制单元电连接。
9.在可选的实施方式中，显示单元用于对机车的主控或从控模式进行设定，并显示机车的均衡风缸、列车管、总风缸和制动风缸压力值数据，列车管的充风流量及当前空气制动模式。
10.在可选的实施方式中，远程控制单元用于接收陪试模块的指令信息，将主控机车状态指令传递给从控机车。
11.在可选的实施方式中，陪试模块为满足试验室同步操控要求设置的仿真模块，用于接收主控单元的指令信息，并将指令信息和状态数据传递给远程控制单元和显示单元。
12.在可选的实施方式中，陪试模块及显示单元采用mvb与远程控制单元电连接；远程控制单元采用mvb与机车制动控制单元电连接。
13.在可选的实施方式中，主控单元包括交换机、服务器以及电脑，交换机及主控单元均通过以太网与服务器电连接；所有的同步控制系统均通过rs232转以太网与交换机电连接。
14.在可选的实施方式中，陪试模块、显示单元通过rs232转以太网与交换机电连接，远程控制单元通过rs422转以太网与交换机电连接；陪试模块、显示单元和远程控制单元通过专用以太网与服务器连接。
15.本发明实施例的有益效果包括：该模拟机车同步操控系统包括主控单元、延时功能模块以及多个同步控制系统；所有的同步控制系统均与主控单元电连接，每个同步控制系统均与主控机车或从控机车连接；主控单元用于建立机车主从控编组，传递控制指令，控制主控机车或从控机车的运行；每个同步控制系统均用于接收主控单元输出的指令，并控制主控机车或从控机车；延时功能模块用于控制从控机车响应主控机车动作指令的延时时间。模拟机车同步操控系统用于在试验室内模拟机车同步操控，能够对编组机车进行同步控制，实现通过机车同步制动缓解控制，能够满足4万吨及以上试验室机车同步操控试验的要求。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本发明实施例中模拟机车同步操控系统的控制原理图；图2为本发明实施例中模拟机车同步操控系统的延时原理图。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
20.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
24.请参考图1及图2，本实施例提供了一种模拟机车同步操控系统，模拟机车同步操控系统包括主控单元、延时功能模块以及多个同步控制系统；所有的同步控制系统均与主控单元电连接，每个同步控制系统均与主控机车或从控机车连接；主控单元用于建立机车主从控编组，传递控制指令，控制主控机车或从控机车的运行；每个同步控制系统均用于接收主控单元输出的指令，并控制主控机车或从控机车；延时功能模块用于控制从控机车响应主控机车动作指令的延时时间。
25.请参考图1及图2，该模拟机车同步操控系统的工作原理是：该模拟机车同步操控系统包括主控单元、延时功能模块以及多个同步控制系统；其中，所有的同步控制系统均与主控单元电连接，每个同步控制系统均与主控机车或从控机车连接；通过主控单元建立机车主从控编组，传递控制指令，控制主控机车或从控机车的运行；而连接于主控机车和从控机车的同步控制系统通过接收主控单元输出的指令，并控制对应的主控机车或对应的从控机车便可传递机车的控制指令，使前后的主控机车和从控机车同步参与全列车的列车管排风和充风，提高制动传播速度，减轻列车制动纵向力作用，保证列车的平稳运行和安全；在模拟的过程中，由于该模拟机车同步操控系统包括延时功能模块，延时功能模块用于控制从控机车响应主控机车动作指令的延时时间，进而能够模拟现有技术中主控机
车与从控机车响应时间延迟，从而能够在试验室环境下，使得模拟组合列车编组与实际运用的一致，即，模拟机车运用工况；综上，该模拟机车同步操控系统用于在试验室内模拟机车同步操控，其能够对编组机车进行同步控制，实现通过机车同步制动缓解控制，能够满足4万吨及以上试验室机车同步操控试验的要求；而且能够设置从控机车响应主控机车动作指令的延时时间，不仅能够最大程度的满足试验环境与运用工况一致，而且参数可调，试验项目更加多样化。
26.进一步地，请参考图1及图2，在本实施例中，延时功能模块的延时时间单位设置为ms，调整最小级别为100ms。而且在设置延时功能模块时，本实施例采用的是延时功能模块与主控单元电连接的方式，即，通过对通过主控单元传递至各个同步控制系统的指令时间进行延时；而在本发明的其他实施例中，也可以采用模拟机车同步操控系统包括多个延时功能模块，每个同步控制系统均对应电连接一个延时功能模块，即，通过同步控制系统通过接收主控单元输出的指令，并进行延时控制动作的方式。
27.进一步地，请参考图1及图2，在本实施例中，在配置同步控制系统时，每个同步控制系统均包括远程控制单元、显示单元及陪试模块；远程控制单元、显示单元及陪试模块均与主控单元电连接，陪试模块及显示单元均与远程控制单元电连接，远程控制单元与机车制动控制单元电连接。
28.其中，显示单元idu是同步控制系统的状态显示和编组设置单元，1套同步控制系统配置1台，具有以下功能：（a）对机车的主控或从控模式进行设定；（b）显示各机车的基本工况；（c）实时显示各机车的均衡风缸、列车管、总风缸、制动风缸压力值数据，列车管的充风流量及当前空气制动模式；（d）建立同步控制模式后，对整列车进行测试操作；（e）故障诊断数据显示和查询。
29.远程控制单元rcu是同步控制系统的中央处理单元，接收陪试模块egwm的指令信息，发送将主控机车状态指令传递给从控机车，并接收idu编组信息和制动机反馈信息；1套同步控制系统配置1台远程控制单元rcu。
30.而陪试模块为满足试验室同步操控要求设置的仿真模块，用于接收主控单元的指令信息，并将指令信息和状态数据传递给远程控制单元和显示单元。1套同步控制系统配置1台egwm。
31.并且陪试模块及显示单元采用mvb与远程控制单元电连接；远程控制单元采用mvb与机车制动控制单元电连接。
32.在配置主控单元时，主控单元包括交换机、服务器以及电脑，交换机及主控单元均通过以太网与服务器电连接；所有的同步控制系统均通过rs232转以太网与交换机电连接。
33.其中，串口服务器和交换机：提供串口转网络功能，用于同步控制模块各部件的通讯转接，可以根据试验需求，选择不同接口数量的型号。电脑为同步控制电脑：安装同步控制装仿真软件，控制机车编组状态，发出编组状态指令。
34.陪试模块、显示单元通过rs232转以太网与交换机电连接，远程控制单元通过rs422转以太网与交换机电连接；陪试模块、显示单元和远程控制单元通过专用以太网与服务器连接。
35.需要说明的是，在本实施例中，在电脑中设置有同步控制试验软件，同步控制试验软件模拟机车同步操控的控制软件，显示各机车的同步控制信息，建立机车主从控编组，传
递控制指令，控制模拟机车同步操控系统的运行。同步控制试验软件的信息经过以太网传递到服务器，再经交换机传递到陪试模块egwm，陪试模块egwm再把数据传递给远程控制单元rcu，最终把信息传递给机车执行，实现机车的同步操控。
36.而在实现延时功能模块的延时功能时，延时功能模块为同步控制试验软件中单独设置的模块，其可以设置从控机车响应主控机车动作指令的延时时间；模块界面有从控机车的延时输入框，把试验所需延时参数输入后，软件时时把该信息传递到陪试模块，陪试模块根据不同设置的时间，把机车动作指令延迟发送给各从控机车，实现机车同步控制的延时设置。为了保证延时时间的准确性，各陪试模块通过服务器由同步控制试验软件统一授时，考虑到服务器、交换机、陪试模块和机车等部件本身的信息传递响应时间，延时时间单位设置为ms，调整最小级别为100ms。
37.综上，请参考图1及图2，该模拟机车同步操控系统在试验室内模拟机车同步操控时，具备以下优点：1、通过硬件和软件设置，采用以太网有线的通讯方式，取代原gsm-r和数传电台的无线通讯方式，达到了模拟机车同步操控的目标，解决了试验室条件下同步控制通讯难点。
38.2通过专用同步控制试验软件能够设置从控机车响应主控机车动作指令的延时时间，延时时间单位设置为ms，调整最小级别为100ms，不仅能够最大程度的满足试验环境与运用工况一致，而且参数可调，试验项目更加多样化。
39.3、能够同时对5套及以上机车制动系统进行机车编组试验，满足4万吨及以上试验的需求，突破了既有机车制动系统的限制。
40.以上，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，可轻易想到的变化或替换，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：
1.一种模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述模拟机车同步操控系统包括主控单元、延时功能模块以及多个同步控制系统；所有的所述同步控制系统均与所述主控单元电连接，每个所述同步控制系统均与主控机车或从控机车连接；所述主控单元用于建立机车主从控编组，传递控制指令，控制所述主控机车或所述从控机车的运行；每个所述同步控制系统均用于接收所述主控单元输出的指令，并控制所述主控机车或所述从控机车；所述延时功能模块用于控制所述从控机车响应所述主控机车动作指令的延时时间。2.根据权利要求1所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述延时功能模块的延时时间单位设置为ms，调整最小级别为100ms。3.根据权利要求1所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述延时功能模块与所述主控单元电连接；或，所述模拟机车同步操控系统包括多个所述延时功能模块，每个所述同步控制系统均对应电连接一个所述延时功能模块。4.根据权利要求1所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：每个所述同步控制系统均包括远程控制单元、显示单元及陪试模块；所述远程控制单元、所述显示单元及所述陪试模块均与所述主控单元电连接，所述陪试模块及所述显示单元均与所述远程控制单元电连接，所述远程控制单元与机车制动控制单元电连接。5.根据权利要求4所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述显示单元用于对机车的主控或从控模式进行设定，并显示机车的均衡风缸、列车管、总风缸和制动风缸压力值数据，列车管的充风流量及当前空气制动模式。6.根据权利要求4所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述远程控制单元用于接收所述陪试模块的指令信息，将主控机车状态指令传递给所述从控机车。7.根据权利要求4所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述陪试模块为满足试验室同步操控要求设置的仿真模块，用于接收所述主控单元的指令信息，并将所述指令信息和状态数据传递给所述远程控制单元和所述显示单元。8.根据权利要求4所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述陪试模块及所述显示单元采用mvb与所述远程控制单元电连接；所述远程控制单元采用mvb与所述机车制动控制单元电连接。9.根据权利要求4所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述主控单元包括交换机、服务器以及电脑，所述交换机及所述主控单元均通过以太网与所述服务器电连接；所有的所述同步控制系统均通过rs232转以太网与所述交换机电连接。10.根据权利要求9所述的模拟机车同步操控系统，其特征在于：所述陪试模块、所述显示单元通过rs232转以太网与所述交换机电连接，所述远程控制单元通过rs422转以太网与所述交换机电连接；所述陪试模块、所述显示单元和所述远程控制单元通过专用以太网与所述服务器连接。

技术总结
本发明涉及轨道列车技术领域，具体而言，涉及一种模拟机车同步操控系统。模拟机车同步操控系统包括主控单元、延时功能模块以及多个同步控制系统；所有的同步控制系统均与主控单元电连接，每个同步控制系统均与主控机车或从控机车连接；主控单元用于建立机车主从控编组，传递控制指令，控制主控机车或从控机车的运行；每个同步控制系统均用于接收主控单元输出的指令，并控制主控机车或从控机车；延时功能模块用于控制从控机车响应主控机车动作指令的延时时间。模拟机车同步操控系统用于在试验室内模拟机车同步操控，能够对编组机车进行同步控制，实现通过机车同步制动缓解控制，能够满足4万吨及以上试验室机车同步操控试验的要求。要求。要求。


技术研发人员：刘文军 吴吉恒 张剑 石宏原 钟星宇 赵佳敏 任治平
受保护的技术使用者：眉山中车制动科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/6/4