CN113176772A - 双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道列车供电切换的仿真测试领域，具体涉及双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统及方法，系统包括检测模块、定位模块、切换参数纠正模块和处理模块，方法包括根据行驶方向、实时位置和实时车速记录双流制车辆进入无电区的初始速度，并根据实时位置发送出切换指令，以实时位置和实时车速记录双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度大于预设速度时，判断双流制车辆能够驶出无电区，当驶出速度小于预设速度时，记录修正初始速度信息发送至切换参数纠正模块。本发明避免双流制车辆进入无电区后无法靠惰行方式行驶出无电区。
Description
技术领域
本发明涉及轨道列车供电切换的仿真测试领域，具体涉及双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统及方法。
背景技术
双流制车辆是能够同时在交流供电区域和直流供电区域行驶的列车，为了让双流制车辆能够在跨越两个不同供电区域的过程中连续行驶而不损坏各个电气设备，需要在两种供电区域之间设置过渡段或系统分离区，该过渡段或系统分离区即无电区，双流制车辆在无电区切换时需要以惰行方式进行行驶，并要让双流制车辆保持一定的速度以能连续进行行驶。
双流制车辆在跨越两个不同供电区域行驶的距离长、路况复杂，例如桥梁和隧道等，又因隧道中使用刚性接触网、及隧道外使用柔性接触网，且双流制车辆在无电区处的切换距离影响，无电区的位置设置非常重要，在实际设置无电区前需要对其切换控制进行仿真测试，以保证车辆能够顺利通过无电区。
发明内容
本发明意在提供一种双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，以对通过无电区的车辆控制进行仿真测，保证车辆能够行驶过无电区。
本方案中的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，包括检测模块、定位模块、切换参数纠正模块和处理模块，检测模块获取双流制车辆的实时车速并发送至处理模块，定位模块对双流制车辆的实时位置进行定位并发送至处理模块，切换参数纠正模块存储双流制车辆行驶至无电区之前需要达到的初始速度信息，处理模块根据实时位置判断双流制车辆的行驶方向，处理模块根据行驶方向、实时位置和实时车速记录双流制车辆进入无电区的初始速度，处理模块根据实时位置发送出切换指令，处理模块根据实时位置和实时车速记录双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度大于预设速度时，处理模块判断双流制车辆能够驶出无电区，当驶出速度小于预设速度时，处理模块记录修正初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
本方案的有益效果是：
在双流制车辆行驶过程中的切换仿真时，双流制车辆根据速度信息进行行驶，根据行驶方向、实时位置和实时车速记录进入无电区的初始速度，并根据实时位置发送出切换指令让双流制车辆通过无电区，例如在行驶至预设位置时关闭真空断路器，并转换交直流转换开关，获取双流制车辆驶出无电区时的驶出速度与预设速度进行对比，根据驶出速度记录修正初始速度信息，以在下一次仿真时改变初始速度，避免双流制车辆进入无电区后无法靠惰行方式行驶出无电区，提高双流制车辆能够连续行驶出无电区的几率。
进一步，当驶出速度大于预设速度时，处理模块根据实时位置判断坡度值，处理模块根据坡度值判断阻力信息，处理模块根据阻力信息获取双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度小于预设速度时，处理模块记录阻力初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
有益效果是：在保证双流制车辆能够以大于预设速度的要求驶出无电区后，根据实时位置判断坡度值以及对于的阻力信息，在坡度值的条件下，获取驶出速度进行对比，在驶出速度较小时记录阻力初始速度信息，提高仿真测试得到目标驶出速度的效率，以确定准确的进入无电区的初始速度。
进一步，定位模块包括第一信标单元、第二信标单元和感应单元，第一信标单元和第二信标单元位于无电区之外，第一信标单元向感应单元发送第一地标信号；第二信标单元向感应单元发送第二地标信号；感应单元感应第一信标单元的第一地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第一地标信号发送出无电区进入的切换指令；感应单元感应第二信标单元的第二地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第二地标信号发送出无电区惰行行驶的切换指令。
有益效果是：在进入无电区之前，通过设置不同的信标单元对车辆的实时位置进行定位，可以准确地确定双流制车辆较小的位置变化，以在进去无电区之前完成双流制车辆的部分切换操作，保证无电区切换控制仿真测试的准确性。
进一步，还包括里程计量模块，处理模块根据第一地标信号向里程计量模块发送计量信号，里程计量模块根据计量信号进行无电区里程计量得到行驶里程发送至处理模块，处理模块将行驶里程与里程长度进行对比，当行驶里程等于里程长度时，处理模块获取实时速度作为驶出速度。
有益效果是：通过对无电区行驶过程中的行驶里程进行计量，在行驶里程与里程长度相同时，即行驶完无电区时，获取实时速度作为驶出速度，让驶出速度获取更及时。
进一步，定位模块还包括位于无电区外的第三信标单元和第四信标单元，第三信标单元向感应单元发送第三地标信号，感应单元获取第三地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第三地标信号发送出无电区切换的切换指令；第四信标单元向感应单元发送第四地标信号，感应单元获取第四地标信号并发送指处理模块，处理模块根据第四地标信号判断无电区行驶的切换状态，若为未切换，处理模块发送出进行手动切换的切换指令。
有益效果是：通过无电区外的信标单元触发进行无电区行驶切换指令发送，保证在进入无电区前完成相应的切换工作，以准确仿真出行驶出无电区的驶出速度。
进一步，定位模块还包括位于无电区外的第五信标单元和第六信标单元，第五信标单元向感应单元发送第五地标信号，第六信标单元向感应单元发送第六地标信号；处理模块根据第四地标信号判断真空断路器是否断开，当真空断路器未断开时，处理模块判断是否收到第五地标信号，若收到地标信号，处理模块发送出进行强制断开真空断路器的切换指令；处理模块根据第六地标信号判断切换状态，若未切换，处理模块发送出进行强制降弓的切换指令。
有益效果是：在切换之后且进入无电区之前，判断真空断路器是否断开，并在未断开前进行强制操作提示，保证车辆在无电区行驶仿真时真空断路器的断开状态，让车辆以惰行方式进行行驶，以让车辆惰行驶出无电区的驶出速度更准确。
进一步，还包括车载提示模块，定位模块还包括位于无电区内的第七信标单元和第八信标单元，第七信标单元向感应单元发送第七地标信号，第八信标单元向感应单元发送第八地标信号；处理模块根据第七地标信号控制车载提示模块进行无电区正常行驶的灯光提示，处理模块根据第八地标信号控制车载提示模块停止无电区正常行驶的灯光提示。
有益效果是：对行驶过程中切换状态进行指示的仿真，并以灯光提示无电区的正常行驶，车辆行驶状态提示更直观。
进一步，定位模块还包括位于无电区外的第九信标单元，第九信标单元向感应单元发送第九地标信号；处理模块获取感应单元的第九地标信号，处理模块根据第九地标信号控制车载提示模块进行真空断路器的闭合指令提示。
有益效果是：以闭合指令提示完成无电区的行驶切换控制，以完成车辆的仿真测试。
双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试方法，应用了上述双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统。
附图说明
图1为本发明实施例一中双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统的示意性框图；
图2为本发明实施例一中双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试方法的流程框图；
图3为本发明实施例一中双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统的直流段切换至交流段的切换示意图；
图4为本发明实施例一中双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统的交流段切换至直流段的切换示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
实施例一
双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，以车辆模型在预设工况下的轨道上进行行驶，预设工况根据实际环境的坡度和长度等进行设置，如图1所示：包括检测模块、定位模块、车载提示模块、切换参数纠正模块和处理模块，本实施例一中各个模块设置在车辆模型上，以车辆模型为双流制车辆进行仿真测试。
检测模块获取双流制车辆的实时车速并发送至处理模块，检测模块可以是双流制车辆上的接收模块，例如无线通信模块直接接收实时车速，定位模块对双流制车辆的实时位置进行定位并发送至处理模块，车载提示模块可用现有的显示屏和声音播放器，切换参数纠正模块存储双流制车辆行驶至无电区之前需要达到的初始速度信息，处理模块在测试初始是获取切换参数纠正模块中的初始速度信息让车辆进行行驶，处理模块根据实时位置判断双流制车辆的行驶方向，处理模块根据行驶方向、实时位置和实时车速记录双流制车辆进入无电区的初始速度，并根据实时位置发送出切换指令，处理模块根据实时位置和实时车速记录双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度大于预设速度时，处理模块判断双流制车辆能够驶出无电区，当驶出速度小于预设速度时，处理模块记录修正初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
在驶出速度大于预设速度后，处理模块根据实时位置判断坡度信息以及对于的阻力信息，处理模块可用现有SOC芯片，处理模块根据阻力信息获取双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度小于预设速度时，处理模块记录阻力初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
如图3所示，定位模块包括第一信标单元、第二信标单元和感应单元，第一信标单元和第二信标单元位于无电区之外，第一信标单元向感应单元发送第一地标信号；第二信标单元向感应单元发送第二地标信号；感应单元感应第一信标单元的第一地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第一地标信号发送出无电区进入的切换指令，由车载提示模块提示信息进行声音提示；感应单元感应第二信标单元的第二地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第二地标信号发送出无电区惰行行驶的切换指令，由车载提示模块进行声音提示和光照提示，光照提示通过显示屏上的指示灯点亮进行。
还包括里程计量模块，处理模块根据第一地标信号向里程计量模块发送计量信号，里程计量模块根据计量信号进行无电区里程计量得到行驶里程发送至处理模块，处理模块将行驶里程与里程长度进行对比，当行驶里程等于里程长度时，处理模块获取实时速度作为驶出速度，由车载提示模块进行无电区行驶完成的完成提示。
定位模块还包括位于无电区外的第三信标单元和第四信标单元，第三信标单元向感应单元发送第三地标信号，感应单元获取第三地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第三地标信号发送出进行无电区切换的切换指令，由车载提示模块进行声音提示和光照提示；第四信标单元向感应单元发送第四地标信号，感应单元获取第四地标信号并发送指处理模块，处理模块根据第四地标信号判断无电区行驶的切换状态，若为未切换，处理模块发送出进行手动切换的切换指令，并由车载提示模块进行提示。
定位模块还包括位于无电区外的第五信标单元和第六信标单元，第五信标单元向感应单元发送第五地标信号，第六信标单元向感应单元发送第六地标信号；处理模块根据第四地标信号判断真空断路器是否断开，当真空断路器未断开时，处理模块判断是否收到第五地标信号，若收到第五地标信号，处理模块发送出进行强制断开真空断路器的切换指令，由车载提示模块进行强制断开真空断路器的切换指令；处理模块根据第六地标信号判断切换状态，若未切换，处理模块控制车载提示模块进行强制降弓的切换指令，由车载提示模块进行提示。
定位模块还包括位于无电区内的第七信标单元和第八信标单元，第七信标单元向感应单元发送第七地标信号，第八信标单元向感应单元发送第八地标信号；处理模块根据第七地标信号控制车载提示模块进行无电区正常行驶的灯光提示，处理模块根据第八地标信号控制车载提示模块停止无电区正常行驶的灯光提示。
定位模块还包括位于无电区外的第九信标单元，第九信标单元向感应单元发送第九地标信号；处理模块获取感应单元的第九地标信号，处理模块根据第九地标信号控制车载提示模块进行真空断路器的闭合指令提示。
基于上述双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试方法，以双流制车辆从直流区间经过无电区进入交流区间的过程为例，如图2和图3所示，包括以下内容：
通过处理模块从切换参数纠正模块获取初始速度，先让车辆的实时速度达到初始速度；
在车辆通过A点时，通过感应单元接收第一信标单元的第一地标信号，由处理模块根据获取的第一地标信号控制司机室的车载提示模块通过声音提示司机即将进入无电区，同时由里程计量模块开始进行无电区里程计量，并且，处理模块以第一地标信号所处的位置为实时位置，并根据实时位置判断坡度信息、预设的无电区的里程长度和驶出无电区时的驶出速度，坡度信息根据修建时预存有，由处理模块根据初始速度信息发送出让车辆在进入无电区之前达到预设要求，例如达到80km/h，让处理模块根据里程长度、驶出速度和坡度信息确定初始速度，驶出速度是双流制车辆行驶出无电区时所需达到的速度值，由处理模块根据实时位置发送出切换指令，如即将进入无电区的指令；
在车辆通过B点时，通过感应单元接收第二信标单元的第二地标信号，发送出切换指令，如无电区惰行行驶的切换指令，由处理模块控制车载提示模块通过声音提示司机把手柄拉回惰行位开始执行惰行指令，通过车载提示模块的司控台提示灯点亮，同时线路两侧设有警示标识提示，封掉辅助系统脉冲，断开辅助和牵引接触器，然后断开高速断路器；
在车辆通过C点时，通过感应单元接收第三信标单元的第三地标信号，发送出如无电区切换的切换指令，由处理模块控制车载提示模块提示执行交直流转换命令的一系列动作，断开真空断路器、使交直流转换开关打到交流档位，且声音提示切换开始且切换灯点亮(司机屏幕上)；
在车辆通过D点时，通过感应单元接收第四信标单元的第四地标信号，由处理模块判断真空断路器和高速断路器是否断开、交直流转换开关是否转换至交流档位，若真空断路器和高速断路器未断开、交直流转换开关未转换至交流档位，发送出手动切换的切换指令，通过处理模块控制车载提示模块进行声音和灯光提示，以进行手动切换；
在车辆通过E点时，通过感应单元接收第五信标单元的第五地标信号，让处理模块控制车载提示模块进行强制断开真空断路器的强制操作提示，发送出强制断开真空断路器的切换指令，以强制断真空断路器，使交直流转换开关转换至交流档位；
在车辆通过F点时，通过感应单元接收第六信标单元的第六地标信号，由处理模块根据第六地标信号判断强制切换状态是否为已切换，若未切换，则由处理模块控制车载提示模块进行强制降弓提示，并发送出进行强制降弓的切换指令；
在车辆通过G点时，通过感应单元接收第七信标单元的第七地标信号，让处理模块根据第七地标信号控制车载提示模块进行无电区正常行驶的灯光提示；
在车辆通过H点时，通过感应单元接收第八信标单元的第八地标信号，处理模块根据第八地标信号控制车载提示模块停止无电区正常行驶的灯光提示；
在车辆通过I点时，通过感应单元接收第九信标单元的第九地标信号，由处理模块根据第九地标信号控制车载提示模块进行真空断路器的闭合指令提示，同时由处理模块根据实时位置和实时车速记录双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度大于预设速度时，由处理模块判断双流制车辆能够驶出无电区，当驶出速度小于预设速度时，由处理模块记录修正初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
本实施例一根据驶出速度记录修正初始速度信息，以在下一次仿真时参照修改后的修正初始速度信息改变初始速度，让仿真测试过程中数据更清晰直观，提高仿真测试的效率，避免双流制车辆进入无电区后无法靠惰行方式行驶出无电区，提高双流制车辆能够连续行驶出无电区的几率。
实施例二
与实施例一的区别在于，如图4所示，本实施例二以双流制车辆从交流段切换至直流段时通过无电区的控制过程为例进行说明，与实施例一中切换过程中的不同之处在于，在C点时，是将交直流转换开关由交流档位改变成直流档位，在D点时，是判断交直流转换开关是否改变到直流档位上，在E点时，是强制将交直流转换开关改变至直流档位。
实施例三
与实施例一的区别在于，车载提示模块上设有测试显示单元，处理模块以初始速度为横坐标、以驶出速度为纵坐标在相同里程长度下进行多次仿真测试并绘制仿真曲线，处理模块将仿真曲线发送至测试显示单元进行显示，处理模块根据驶出速度与预设速度的对比结果给仿真曲线添加显示标签，当驶出速度小于预设速度时，处理模块给仿真曲线上的点添加闪烁标签作为显示标签，闪烁标签为L形，闪烁标签同时延伸到横坐标和纵坐标上，当驶出速度大于预设速度时，处理模块给仿真曲线上添加数值标签作为显示标签，数值标签为初始速度和驶出速度。
通过将初始速度和驶出速度绘制成仿真曲线，并根据驶出速度与预设速度在仿真曲线上添加显示标签，让驶出速度小于预设速度的点进行闪烁并同时指示相应坐标轴上的值，让驶出速度大于预设速度的点进行数值显示，虽然将仿真曲线上不达要求的点通过闪烁标签指示，但是还是要找到坐标轴上的位置读取数值，而将仿真曲线上达到要求的点直接显示数值，便于直接区分开不同的仿真测试结果，且还能突出达到要求驶出速度的点值，不会因将仿真曲线上所有点的数值都直接标注出来造成看错或混淆，本实施例三能够以二维曲线展示出三个参数的结果，展示结果更明确准确。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：包括检测模块、定位模块、切换参数纠正模块和处理模块，检测模块获取双流制车辆的实时车速并发送至处理模块，定位模块对双流制车辆的实时位置进行定位并发送至处理模块，切换参数纠正模块存储双流制车辆行驶至无电区之前需要达到的初始速度信息，处理模块根据实时位置判断双流制车辆的行驶方向，处理模块根据行驶方向、实时位置和实时车速记录双流制车辆进入无电区的初始速度，处理模块根据实时位置发送出切换指令，处理模块根据实时位置和实时车速记录双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度大于预设速度时，处理模块判断双流制车辆能够驶出无电区，当驶出速度小于预设速度时，处理模块记录修正初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
2.根据权利要求1所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：处理模块根据实时位置判断坡度值，处理模块根据坡度值判断阻力信息，处理模块根据阻力信息获取双流制车辆驶出无电区时的驶出速度，并将驶出速度与预设速度进行对比，当驶出速度小于预设速度时，处理模块记录阻力初始速度信息发送至切换参数纠正模块。
3.根据权利要求2所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：定位模块包括第一信标单元、第二信标单元和感应单元，第一信标单元和第二信标单元位于无电区之外，第一信标单元向感应单元发送第一地标信号；第二信标单元向感应单元发送第二地标信号；感应单元感应第一信标单元的第一地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第一地标信号发送出无电区进入的切换指令；感应单元感应第二信标单元的第二地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第二地标信号发送出无电区惰行行驶的切换指令。
4.根据权利要求3所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：还包括里程计量模块，处理模块根据第一地标信号向里程计量模块发送计量信号，里程计量模块根据计量信号进行无电区里程计量得到行驶里程发送至处理模块，处理模块将行驶里程与里程长度进行对比，当行驶里程等于里程长度时，处理模块获取实时速度作为驶出速度。
5.根据权利要求4所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：定位模块还包括位于无电区外的第三信标单元和第四信标单元，第三信标单元向感应单元发送第三地标信号，感应单元获取第三地标信号并发送至处理模块，处理模块根据第三地标信号发送出无电区切换的切换指令；第四信标单元向感应单元发送第四地标信号，感应单元获取第四地标信号并发送指处理模块，处理模块根据第四地标信号判断无电区行驶的切换状态，若为未切换，处理模块发送出进行手动切换的切换指令。
6.根据权利要求5所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：定位模块还包括位于无电区外的第五信标单元和第六信标单元，第五信标单元向感应单元发送第五地标信号，第六信标单元向感应单元发送第六地标信号；处理模块根据第四地标信号判断真空断路器是否断开，当真空断路器未断开时，处理模块判断是否收到第五地标信号，若收到地标信号，处理模块发送出进行强制断开真空断路器的切换指令；处理模块根据第六地标信号判断切换状态，若未切换，处理模块发送出进行强制降弓的切换指令。
7.根据权利要求5所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：还包括车载提示模块，定位模块还包括位于无电区内的第七信标单元和第八信标单元，第七信标单元向感应单元发送第七地标信号，第八信标单元向感应单元发送第八地标信号；处理模块根据第七地标信号控制车载提示模块进行无电区正常行驶的灯光提示，处理模块根据第八地标信号控制车载提示模块停止无电区正常行驶的灯光提示。
8.根据权利要求5所述的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统，其特征在于：定位模块还包括位于无电区外的第九信标单元，第九信标单元向感应单元发送第九地标信号；处理模块获取感应单元的第九地标信号，处理模块根据第九地标信号控制车载提示模块进行真空断路器的闭合指令提示。
9.使用权利要求1至8任一项所述双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试系统的双流制车辆的无电区行驶切换控制仿真测试方法。
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