CN216002596U - 一种高速超导电动磁悬浮列车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高速超导电动磁悬浮列车，包括多节车厢、走行轮、制动装置和制动控制单元，制动装置包括电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构：滑撬制动机构安装在列车悬浮架的底部；空气动力制动机构安装在多节车厢的目标位置；轮盘制动机构安装在列车悬浮架的走行轮内侧；制动控制单元用于根据目标制动工况从多种制动机构中选择目标制动机构实现高速超导电动磁悬浮列车的制动。通过增加空气动力制动机构和轮盘制动机构，丰富制动方式，实现在不同目标制动工况下，选择对应的电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构组合作为目标制动机构对高速超导电动磁悬浮列车实施制动，满足各种制动工况需求。

Description

一种高速超导电动磁悬浮列车

技术领域

本实用新型涉及高速超导电动磁悬浮领域，特别是涉及一种高速超导电动磁悬浮列车。

背景技术

高速超导电动磁悬浮列车制动系统技术特征与传统的动车组、城市轨道交通列车、电磁悬浮列车不同。动车组、城市轨道交通列车制动系统绝大部分是通过利用轮轨间黏着力来实施制动的，少数采用了电涡流制动和磁轨制动；高速电磁悬浮列车能够实现零速原地悬浮，它通过电制动、电涡流制动和滑撬制动来实现整车的制动；而对于高速超导电动磁悬浮列车，其在低速加速阶段需要依靠走行轮加速到100-150km/h后才能进入悬浮状态，从高速减速至150km/h后需要依靠走行轮支撑整车进行走行，即低速阶段列车不具备悬浮功能。

针对高速超导电动磁悬浮列车的这一特性，目前，国内尚无解决高速超导电动磁悬浮列车制动系统的成熟方案，当前技术处于空白阶段。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种高速超导电动磁悬浮列车，通过增加空气动力制动机构和轮盘制动机构，实现在不同的目标制动工况下，选择对应的电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构组合作为目标制动机构对高速超导电动磁悬浮列车进行制动，从而满足高速超导电动磁悬浮列车各种制动工况需求。

为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

本实用新型提供了一种高速超导电动磁悬浮列车，所述高速超导电动磁悬浮列车包括多节车厢、走行轮、制动装置和制动控制单元，所述制动装置包括电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构：

所述滑撬制动机构安装在列车悬浮架的底部；

所述空气动力制动机构安装在所述多节车厢的目标位置；

所述轮盘制动机构安装在所述列车悬浮架的走行轮内侧；

所述制动控制单元用于根据目标制动工况从所述包括的多种制动机构中选择目标制动机构实现所述高速超导电动磁悬浮列车的制动。

可选的，所述空气动力制动机构包括垂直升降空气动力制动机构，所述目标位置为所述多节车厢中每节车厢的端墙上。

可选的，所述垂直升降空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和所述垂直升降空气动力制动机构内部的气缸，所述垂直升降空气动力制动机构用于在压力空气对所述气缸驱动，推动所述空气动力制动翼板向上升起。

可选的，所述多节车厢包括头车车厢和非头车车厢，所述空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构，所述翻折式空气动力制动机构安装在所述头车车厢的列车悬浮架上方的车体结构上，所述垂直升降空气动力制动机构安装在所述非头车车厢的端墙上，所述目标位置为所述头车车厢的列车悬浮架上方的车体结构上和所述非头车车厢的端墙上。

可选的，所述翻折式空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和所述翻折式空气动力制动机构内部的油缸，所述翻折式空气动力制动机构用于在压力油对所述油缸驱动，推动所述空气动力制动翼板向竖直方向翻开；

所述垂直升降空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和所述垂直升降空气动力制动机构内部的气缸，用于在压力空气对所述气缸驱动，推动所述空气动力制动翼板向上升起。

可选的，所述走行轮为橡胶轮。

通过上述技术方案可知，本实用新型有如下有益效果：

本实用新型提供了一种高速超导电动磁悬浮列车，该高速超导电动磁悬浮列车上设置电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构，具体的，该高速超导电动磁悬浮列车包括多节车厢、走行轮、制动装置和制动控制单元，制动装置包括电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构：滑撬制动机构安装在列车悬浮架的底部；空气动力制动机构安装在多节车厢的目标位置；轮盘制动机构安装在列车悬浮架的走行轮内侧；制动控制单元用于根据目标制动工况从包括的多种制动机构中选择目标制动机构实现高速超导电动磁悬浮列车的制动。本实用新型通过增加空气动力制动机构和轮盘制动机构，丰富了制动方式，实现在不同的目标制动工况下，选择对应的电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构组合作为目标制动机构对高速超导电动磁悬浮列车实施制动，从而满足高速超导电动磁悬浮列车各种制动工况需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种高速超导电动磁悬浮列车的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种空气动力制动机构布置示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种高速超导电动磁悬浮列车的制动控制方法的流程图；

图4为本实用新型实施例提供的一种常用制动工况下控制曲线示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种紧急制动工况下的控制曲线示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种安全制动工况下的控制曲线示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种安全制动工况下的控制曲线示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种高速超导电动磁悬浮列车的制动控制装置的结构图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种高速超导电动磁悬浮列车，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。

国内尚无解决高速超导电动磁悬浮列车制动系统的成熟方案，当前技术处于空白阶段。

为此，本实用新型对高速超导电动磁悬浮列车的结构进行改进，在高速超导电动磁悬浮列车上增加空气动力制动机构和轮盘制动机构，丰富了制动方式，实现在不同的目标制动工况下，选择对应的电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构组合作为目标制动机构对高速超导电动磁悬浮列车实施制动，从而满足高速超导电动磁悬浮列车各种制动工况需求。

参见图1，图1示出了一种高速超导电动磁悬浮列车的结构示意图。该高速超导电动磁悬浮列车包括多节车厢101、走行轮102、制动装置103和制动控制单元104，制动装置103包括电制动机构1031、滑撬制动机构1032、空气动力制动机构1033和轮盘制动机构1034。

其中，制动装置103包括的电制动机构1031、滑撬制动机构1032、空气动力制动机构1033和轮盘制动机构1034分布在高速超导电动磁悬浮列车的不同位置。

如图1所示，滑撬制动机构1032安装在列车悬浮架的底部，以便依靠滑撬制动机构1032与轨道的摩擦力实施制动。图1仅仅示例性的体现滑撬制动机构1032的安装位置，只要保证滑撬制动机构1032的安装位置位于列车悬浮架的底部，能够与轨道摩擦，提供摩擦力实施制动即可，对其具体安装位置不做限定。

空气动力制动机构1033安装在多节车厢的目标位置；轮盘制动机构1034安装在列车悬浮架的走行轮内侧，如图1中虚线框矩形框所示，其将走行轮放大体现走行轮与轮盘制动机构1034之间的安装关系。制动控制单元(Braking Control Unit，BCU)1035是高速超导电动磁悬浮列车上进行制动控制的设备，用于确定目标制动工况，以根据目标制动工况从电制动机构1031、滑撬制动机构1032、空气动力制动机构1033和轮盘制动机构1034中确定目标制动机构，进而控制目标制动机构执行制动任务，以实现高速超导电动磁悬浮列车的制动。

制动装置103中包括的不同制动机构用于对高速超导电动磁悬浮列车实施不同的制动方式，电制动机构1031用于对高速超导电动磁悬浮列车实施电制动，滑撬制动机构1032用于对高速超导电动磁悬浮列车实施滑撬制动，空气动力制动机构1033用于对高速超导电动磁悬浮列车实施空气动力制动，轮盘制动机构1034用于对高速超导电动磁悬浮列车实施轮盘制动。其中电制动、空气动力制动属于非黏着制动，轮盘制动与滑撬制动属于黏着制动。下面对上述四种制动方式进行详细介绍。

1)电制动：再生制动与电阻制动均是高速超导电动磁悬浮列车的电制动形式，使用的是电制动机构，是通过调整牵引控制系统对逆变模块的控制策略，将直线电机由电动状态转为发电状态实现的，当直线电机处于发电状态时，地面线圈对超导磁体施加与高速超导电动磁悬浮列车运行方向相反的制动力，迫使高速超导电动磁悬浮列车减速，与此同时，高速超导电动磁悬浮列车的动能将转化为电能回馈至供电侧。

2)空气动力制动：依靠安装在高速超导电动磁悬浮列车上的空气动力制动机构中包括的空气动力制动翼板来实现制动减速。在一种可能的实现方式中，高速超导电动磁悬浮列车的空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构两种，其空气动力制动机构布置见图2。

翻折式空气动力制动机构：高速超导电动磁悬浮列车的多节车厢包括头车车厢和非头车车厢，翻折式空气动力制动机构安装在头车车厢的列车悬浮架上方的车体结构上(参见图2中1标识所示)。依靠压力油来对安装在机构内部的油缸驱动，推动整个空气动力制动翼板向竖直方向翻开。翻折式空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和翻折式空气动力制动机构内部的油缸，翻折式空气动力制动机构可以依靠压力油对油缸驱动，推动空气动力制动翼板向竖直方向翻开。

垂直升降空气动力制动机构：垂直升降空气动力制动机构安装在非头车车厢的端墙上(参见图2中2标识所示)。垂直升降空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和垂直升降空气动力制动机构内部的气缸，垂直升降空气动力制动机构可以依靠压力空气对气缸驱动，推动空气动力制动翼板向上升起。

当空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构时，目标位置为头车车厢的列车悬浮架上方的车体结构上和非头车车厢的端墙上。

在一些情况下，空气动力制动机构可以仅包括垂直升降空气动力制动机构，此时目标位置为多节车厢中每节车厢的端墙上。垂直升降空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和垂直升降空气动力制动机构内部的气缸，垂直升降空气动力制动机构用于在压力空气对气缸驱动，推动空气动力制动翼板向上升起。

在空气动力制动机构仅包括垂直升降空气动力制动机构的情况下，可以简化空气动力制动机构的结构和驱动系统。

在上述两种情况下，空气动力制动机构的控制可以采用不同的速度对应开启不同数量的垂直升降空气动力制动机构来实现速度与制动减速的匹配。

3)轮盘制动：轮盘制动机构安装在列车悬浮架的走行轮内侧，由压力油实施制动与缓解。

可以理解的是，在本实用新型实施例中，走行轮可以为橡胶轮。由于高速超导电动磁悬浮列车的走行轮采用橡胶轮结构，与水泥路面的附着系数相较传统铁路的轮轨结构，其附着力更大，受湿滑轨面影响更小，因此轮盘制动能够发挥的制动力更大、更稳定。

4)滑撬制动：滑撬制动机构安装在列车悬浮架的底部，依靠滑撬与轨道的摩擦力实施制动。滑撬制动用于超导体失超时列车悬浮架降落实施落车制动公开及停放制动工况。

基于上述提供的高速超导电动磁悬浮列车的制动方式，高速超导电动磁悬浮列车可能存在多种制动工况，不同的制动工况可能需要至少一种制动方式实施制动。

通常制动工况可以包括正常启动加速工况、常用制动工况、保持制动工况、紧急制动工况、安全制动工况、停放制动工况、落车制动工况，制动力可以根据载荷进行调整。

正常启动加速工况：随着高速超导电动磁悬浮列车不断加速，可以先采用电制动、空气动力制动和轮盘制动混合制动方式，之后再使用电制动、空气动力制动混合制动方式。

常用制动工况：采用电制动和轮盘制动混合制动方式，优先使用电制动，电制动和轮盘制动配合时应能平稳转换。制动系统应具有防滑控制功能，以充分利用附着力。

常用制动工况下，制动系统会根据空气弹簧压力进行空重车的调整，以保证高速超导电动磁悬浮列车在不同载荷下具备相同的制动减速度要求。

常用制动工况下，采用电制动与轮盘制动实时协调配合。其中以电制动优先的原则，尽可能地使用电制动。起落架下放后高速超导电动磁悬浮列车依靠走行轮承载，当电制动不能满足制动指令要求的制动力时，则不足的制动力由轮盘制动补充，使电制动力与轮盘制动力之和能满足制动指令要求的制动减速度。整车制动力计算由BCU完成，电子制动控制单元(Electronic Braking Control Unit，EBCU)将采集空簧压力计算的载重信号发送给BCU，BCU根据当前载重及制动指令计算整车制动力，牵引控制单元(Drive ControlUnit，DCU)根据实际能够发挥的电制动力反馈给BCU，BCU根据当前发挥电制动力及整车制动力计算所需补充的轮盘制动力发送给EBCU。电制动力可满足全列高速超导电动磁悬浮列车所需的制动力时，高速超导电动磁悬浮列车不补充轮盘制动；当总的电制动力不能满足高速超导电动磁悬浮列车所需的制动力时，则所需补充的轮盘制动力的大小为高速超导电动磁悬浮列车所需的制动力与总的电制动力的差值，该差值将优先平均分配在每个悬浮架上，实现轮盘制动补偿，制动系统具有防滑控制功能，以充分利用走行轮与轨面的附着力。常用制动工况下，有硬线传输和网络传输两种方式，高速超导电动磁悬浮列车以网络信号为主，硬线信号作为备份。

保持制动工况：用于高速超导电动磁悬浮列车停止后的制动，通过安装在走行轮上的轮盘制动机构对高速超导电动磁悬浮列车实施制动，使高速超导电动磁悬浮列车持续保持停止状态。确保超员的高速超导电动磁悬浮列车在最大坡道上不会发生溜逸。高速超导电动磁悬浮列车的牵引力克服保持制动力后，保持制动缓解。

制动控制单元的保持制动控制功能或坡道启动功能可以使高速超导电动磁悬浮列车在坡道上停车时保持静止，防止高速超导电动磁悬浮列车在坡道上起动时倒溜。

在正常情况下，EBCU根据BCU发出的保持制动指令施加保持制动。轮盘制动机构将施加足以使高速超导电动磁悬浮列车在坡道上能保持静止的轮盘制动。

紧急制动工况：紧急制动工况下，可以采用电制动、空气动力制动、液压轮盘制动协调完成。紧急情况下，通过升起空气动力制动翼板，拓展迎风投影面积，同时电制动施加以满足制动减速度要求，高速超导电动磁悬浮列车减速至200km/h后起落架开始放下，待起落架完全放下后，轮盘制动机构补充制动力的不足部分。

紧急制动工况下，可以采用实时恒减速度控制，BCU进行整车制动管理，进行电制动、空气动力制动、轮盘制动的协调配合。

紧急制动是由紧急安全环路列车线直接控制的一种电制动、空气动力制动和轮盘制动协调施加的制动模式，紧急制动的载荷补偿根据采集到的空簧压力调节。紧急制动发生后，在高速超导电动磁悬浮列车完全停止前不允许缓解制动。下列任一情况，均会导致紧急制动的实施：

击打紧急制动按钮；

列车分离；

液压欠压；

列车紧急制动电气环路中断或失电；

BCU发出紧急制动指令

紧急制动实施的要求：

紧急制动指令发出后不能被撤除，列车必须减速直到停止；

不管什么原因触发了紧急制动，高速超导电动磁悬浮列车必须以紧急制动减速度实施制动作用；

紧急制动作用时，高速超导电动磁悬浮列车的制动不受其纵向冲击率的限制；

紧急制动过程中，高速超导电动磁悬浮列车紧急制动电气环路失电；

紧急制动指令发出后，制动力由电制动、空气动力制动、轮盘制动共同承担。

紧急制动工况下，有硬线传输和网络传输两种方式，高速超导电动磁悬浮列车以网络信号为主，硬线信号作为备份。

安全制动工况：高速超导电动磁悬浮列车在电制动出现目标级别的故障后，通过空气动力制动、轮盘制动协调完成安全制动。安全制动工况下，采用实时减速度控制，BCU进行整车制动管理，进行空气动力制动、轮盘制动的协调配合，要求轮盘制动进行防滑控制和载荷补偿。安全制动工况下，有硬线传输和网络传输两种方式，高速超导电动磁悬浮列车以网络信号为主，硬线信号作为备份。

一般情况下，电制动故障分为3级故障模式，电制动1级故障：电制动失效不大于10％；电制动2级故障：电制动失效10％～30％；电制动3级故障：电制动失效大于30％。当高速超导电动磁悬浮列车的电制动处于1级故障，列车采用降速运行的方式，当高速超导电动磁悬浮列车的电制动处于2级故障，高速超导电动磁悬浮列车依靠常用制动工况下的制动方式实施制动停车，当高速超导电动磁悬浮列车的电制动处于3级故障时，开启安全制动。此时，目标级别为3级。

停放制动工况：高速超导电动磁悬浮列车需要长期停放时，采用滑橇制动实施停放制动。依靠滑橇与轨面接触产生摩擦力，从而保证列车能够满足超员载荷下，在最大风速、最大坡道上安全停放的要求。

落车制动工况：当出现超导体失超且起落架无法正常着陆的极端工况时，采用安装在列车悬浮架底部的滑橇制动实施制动。

本实用新型提供了一种高速超导电动磁悬浮列车，该高速超导电动磁悬浮列车上设置电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构，具体的，该高速超导电动磁悬浮列车包括多节车厢、走行轮、制动装置和制动控制单元，制动装置包括电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构：滑撬制动机构安装在列车悬浮架的底部；空气动力制动机构安装在多节车厢的目标位置；轮盘制动机构安装在列车悬浮架的走行轮内侧；制动控制单元用于根据目标制动工况从包括的多种制动机构中选择目标制动机构实现高速超导电动磁悬浮列车的制动。本实用新型通过增加空气动力制动机构和轮盘制动机构，丰富了制动方式，实现在不同的目标制动工况下，选择对应的电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构组合作为目标制动机构对高速超导电动磁悬浮列车实施制动，从而满足高速超导电动磁悬浮列车各种制动工况需求。

接下来，将基于前述提供的高速超导电动磁悬浮列车，对高速超导电动磁悬浮列车的制动控制方法进行介绍。参见图3，所述方法包括：

S301、获取所述高速超导电动磁悬浮列车的状态信息。

S302、根据所述状态信息确定所述高速超导电动磁悬浮列车的目标制动工况。

S303、根据所述目标制动工况从电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构中确定目标制动机构。

S304、控制所述目标制动机构执行制动任务，以实现所述高速超导电动磁悬浮列车的制动。

在一种可能的实现方式中，若目标制动工况为正常启动加速工况，目标制动机构为电制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构，或者目标制动机构为电制动机构和空气动力制动机构。

高速超导电动磁悬浮列车静止状态，起落架放下，利用安装在起落架上的走行轮将整车支撑起来，高速超导电动磁悬浮列车的速度从0加速至150km/h的加速过程中依靠走行轮实施走行，此阶段具备实施电制动、空气动力制动、轮盘制动的条件，此时目标制动机构为电制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构；高速超导电动磁悬浮列车的速度从150km/h开始收起起落架，速度达到180km/h时起落架完全收起，高速超导电动磁悬浮列车进入悬浮状态，即高速超导电动磁悬浮列车加速过程中，在车速大于150km/h后具备实施电制动、空气动力制动的条件，不具备实施轮盘制动的条件，此时目标制动机构为电制动机构和空气动力制动机构。

在一种可能的实现方式中，若目标制动工况为常用制动工况或保持制动工况，目标制动机构为电制动机构和轮盘制动机构。

高速超导电动磁悬浮列车高速正常减速运行，利用电制动将高速超导电动磁悬浮列车的速度降至200km/h，开始放下起落架，利用安装在起落架上的走行轮将整车支撑起来，此过程中依靠电制动实施减速，待起落架完全放下后依靠走行轮支撑起整车走行，此阶段利用电制动和轮盘制动实施减速制动。

常用制动工况下实施制动功能稳定。高速超导电动磁悬浮列车在常用制动工况下，完全依靠电制动将高速超导电动磁悬浮列车从高速平稳的降至7km/h后进行电-轮盘制动切换，在速度降至3km/h后利用轮盘制动施加保持制动直至高速超导电动磁悬浮列车完全停止，在此过程中能够维持1m/s²的恒减速度。高速超导电动磁悬浮列车电制动不受黏着因素影响，能够实现恒减速控制。常用制动工况下控制曲线见图4所示。

高速超导电动磁悬浮列车停止后的制动，通过安装在走行轮上的轮盘制动机构对高速超导电动磁悬浮列车实施制动，使高速超导电动磁悬浮列车持续保持停止状态。确保超员的高速超导电动磁悬浮列车在最大坡道上不会发生溜逸。高速超导电动磁悬浮列车的牵引力克服保持制动力后，保持制动缓解。

在一种可能的实现方式中，若目标制动工况为紧急制动工况，目标制动机构为电制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构。

当遇到紧急制动工况，需要实施紧急制动。紧急制动能够充分发挥制动的控制能力，针对不同的速度区段采用不同的制动控制策略。高速阶段制动以空气动力制动与电制动为主，由于高速超导电动磁悬浮列车的空气动力制动力基本与运行速度的平方成正比，随着车速的降低空气动力制动力也会成指数下降，因此可以安排头车翻折式空气动力制动和中间车垂直升降空气动力制动两种空气动力制动在不同的速度阶段介入制动，这样既能充分利用空气动力制动的制动能力，又能控制高速阶段空气动力制动过大对列车运行平稳性的影响。紧急制动工况下，要求高速超导电动磁悬浮列车维持1.8m/s²的恒减速度。紧急制动工况下的控制曲线见图5所示。

基于此，在一种可能的实现方式中，根据目标制动工况从电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构中确定目标制动机构的方式可以是获取高速超导电动磁悬浮列车的行驶速度；根据行驶速度和目标制动工况从电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构中确定目标制动机构。

在一种可能的实现方式中，若目标制动工况为紧急制动工况，空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构，根据行驶速度和目标制动工况从电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构中确定目标制动机构的方式可以是若确定行驶速度位于从第一速度减速至第二速度的过程中，确定垂直升降空气动力制动机构和电制动机构为目标制动机构；若确定行驶速度位于从第二速度减速至第三速度的过程中，确定垂直升降空气动力制动机构、翻折式空气动力制动机构和电制动机构为目标制动机构；若确定行驶速度位于从第三速度减速至第四速度的过程中，确定空气动力制动机构和电制动机构为目标制动机构；若确定行驶速度位于从第四速度减速至第五速度的过程中，确定空气动力制动机构、电制动机构和轮盘制动机构为目标制动机构。

例如，将上述紧急制动工况分为四个阶段，每个阶段选择对应的目标制动机构实施制动：

1)第一阶段：650km/h减速至500km/h过程，使用非头车车厢安装的垂直升降空气动力制动机构与电制动机构，以空气动力制动机构实施的空气动力制动为主，电制动机构实施的电制动为辅。为保证高速超导电动磁悬浮列车在650km/h运行时的空气动力制动减速度不高于1.8m/s²，在这一阶段仅投入垂直升降空气动力制动机构，头车车厢安装的翻折式空气动力制动机构不介入，同时为保证紧急制动时高速超导电动磁悬浮列车维持1.8m/s²的恒减速度，高速超导电动磁悬浮列车的控制系统会利用电制动实时补充空气动力制动的不足部分。此时，第一速度是减速650km/h，第二速度是500km/h。

2)第二阶段：500km/h减速至200km/h过程，使用翻折式空气动力制动机构、垂直升降空气动力制动机构与电制动机构共同实施制动。随着高速超导电动磁悬浮列车的速度的降低，垂直升降空气动力制动机构发挥的制动能力随之降低，此阶段翻折式空气动力制动机构介入会补充中间车垂直升降空气动力制动机构提供的制动力的不足，但此阶段二者提供的紧急制动减速度仍不高于1.8m/s²，为保证紧急制动时高速超导电动磁悬浮列车维持1.8m/s²的恒减速度，高速超导电动磁悬浮列车的控制系统会利用电制动实时补充空气动力制动的不足部分。随着速度的进一步降低，电制动将会起主导作用，空气动力制动提供减速能力迅速下降。此时，第二速度是500km/h，第三速度是200km/h。

3)第三阶段：200km/h减速至150km/h过程，此阶段高速超导电动磁悬浮列车由悬浮状态向依靠走行轮支撑行走的状态转换阶段高速超导电动磁悬浮列车放下起落架，利用安装在起落架上的走行轮将整车支撑起来，此过程中依靠空气动力制动机构和电制动机构实施减速，由于此阶段空气动力制动力极弱，高速超导电动磁悬浮列车为维持1.8m/s²的恒减速度，电制动机构将会最大限度发挥其制动力。此时，第三速度是200km/h，第四速度是150km/h。

4)第四阶段：150km/h减速至0km/h过程，利用空气动力制动机构、电制动机构和轮盘制动机构实施减速制动。由于速度的降低，空气动力制动机构发挥的减弱，此阶段以电制动机构为主，轮盘制动机构对电制动机构提供的制动力的不足部分进行补充。此时，第四速度是150km/h，第五速度是0km/h。

在一种可能的实现方式中，状态信息为高速超导电动磁悬浮列车的电制动机构的工作状态，根据状态信息确定高速超导电动磁悬浮列车的目标制动工况的方式可以是若电制动机构的工作状态指示电制动机构处于目标级别的故障状态，确定目标制动工况为安全制动工况。依据前述介绍的电制动故障级别，目标级别可以是3级。

当高速超导电动磁悬浮列车的电制动机构处于3级故障(目标级别的故障)时，进入安全制动工况，安全制动工况下，电制动机构提供的电制动完全撤销，最大限度发挥高速超导电动磁悬浮列车的空气动力制动。安全制动工况下，要求高速超导电动磁悬浮列车平均制动减速度不低于1.5m/s²。安全制动工况下的控制分为两种，第一种是当列车起落架放下后，制动控制系统正常工作的情况下，实现恒减速度控制，其控制曲线见图6所示；第二种是当高速超导电动磁悬浮列车起落架放下后，制动控制系统异常工作的情况下，实现恒定轮盘制动力，其制动曲线见图7所示。

在一种可能的实现方式中，若目标制动工况为安全制动工况，空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构，根据行驶速度和目标制动工况从电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构中确定目标制动机构的方式可以是若确定行驶速度位于从第六速度减速至第七速度的过程中，确定翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构为目标制动机构；若确定行驶速度位于从第七速度减速至第八速度的过程中，确定空气动力制动机构为目标制动机构；若确定行驶速度位于从第八速度减速至第九速度的过程中，确定空气动力制动机构和轮盘制动机构为目标制动机构。

例如，将上述安全制动工况分为三个阶段，每个阶段选择对应的目标制动机构实施制动：

1)第一阶段：650km/h减速至400km/h过程，翻折式空气动力制动机构与垂直升降空气动力制动机构联合实施制动，其最大制动力将会大于1.5m/s²。此时，第六速度是650km/h，第七速度是400km/h。

2)第二阶段：400km/h减速至350km/h过程，此阶段高速超导电动磁悬浮列车由悬浮状态向依靠走行轮支撑行走的状态转换阶段。高速超导电动磁悬浮列车放下起落架，利用安装在起落架上的走行轮将整车支撑起来，此过程中依靠空气动力制动机构实施减速。此时，第七速度是400km/h，第八速度是350km/h。

3)第三阶段：350km/h减速至0km/h过程，利用空气动力制动机构和轮盘制动机构实施减速制动。空气动力制动机构提供的空气动力制动随着速度的降低，制动能力急剧减弱，轮盘制动机构提供的轮盘制动将会起主导作用，若此阶段制动控制系统正常工作，制动过程考虑高速超导电动磁悬浮列车的防滑，实现高速超导电动磁悬浮列车平均减速要求，但防滑要求优先级高于平均减速要求；若此阶段制动控制系统异常工作，制动过程不考虑高速超导电动磁悬浮列车的防滑，高速超导电动磁悬浮列车实施恒定轮盘制动力。

在一种可能的实现方式中，若目标制动工况为落车制动工况或停放制动工况，目标制动机构为滑撬制动机构。

当安装在高速超导电动磁悬浮列车的列车悬浮架上的超导体失超，造成高速超导电动磁悬浮列车的列车悬浮架无法正常浮起，需要控制高速超导电动磁悬浮列车对其它未失超列车悬浮架超导体进行加热，使所有列车悬浮架超导体全部失超，从而将整个高速超导电动磁悬浮列车的列车悬浮架全部落下，依靠安装在列车悬浮架底部的滑橇与轨道摩擦实施落车制动。

本实用新型实施例提供了一种高速超导电动磁悬浮列车的制动控制装置，参见图8所示，所述装置包括：

获取单元801，用于获取所述高速超导电动磁悬浮列车的状态信息；

确定单元802，用于根据所述状态信息确定所述高速超导电动磁悬浮列车的目标制动工况；

所述确定单元802，还用于根据所述目标制动工况从电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构中确定目标制动机构；

控制单元803，用于控制所述目标制动机构执行制动任务，以实现所述高速超导电动磁悬浮列车的制动。

可选的，若所述目标制动工况为正常启动加速工况，所述目标制动机构为所述电制动机构、所述空气动力制动机构和所述轮盘制动机构，或者所述目标制动机构为所述电制动机构和所述空气动力制动机构。

可选的，若所述目标制动工况为常用制动工况或保持制动工况，所述目标制动机构为所述电制动机构和所述轮盘制动机构。

可选的，若所述目标制动工况为紧急制动工况，所述目标制动机构为所述电制动机构、所述空气动力制动机构和所述轮盘制动机构。

可选的，所述状态信息为所述高速超导电动磁悬浮列车的电制动机构的工作状态，所述确定单元，用于：

若所述电制动机构的工作状态指示所述电制动机构处于目标级别的故障状态，确定所述目标制动工况为安全制动工况。

可选的，所述控制单元，用于：

获取所述高速超导电动磁悬浮列车的行驶速度；

根据所述行驶速度和所述目标制动工况从所述电制动机构、所述滑撬制动机构、所述空气动力制动机构和所述轮盘制动机构中确定所述目标制动机构。

可选的，若所述目标制动工况为紧急制动工况，所述空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构，所述控制单元，用于：

若确定所述行驶速度位于从第一速度减速至第二速度的过程中，确定所述垂直升降空气动力制动机构和所述电制动机构为所述目标制动机构；

若确定所述行驶速度位于从所述第二速度减速至第三速度的过程中，确定所述垂直升降空气动力制动机构、所述翻折式空气动力制动机构和所述电制动机构为所述目标制动机构；

若确定所述行驶速度位于从所述第三速度减速至第四速度的过程中，确定所述空气动力制动机构和所述电制动机构为所述目标制动机构；

若确定所述行驶速度位于从所述第四速度减速至第五速度的过程中，确定所述空气动力制动机构、所述电制动机构和所述轮盘制动机构为所述目标制动机构。

可选的，若所述目标制动工况为安全制动工况，所述空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构，所述控制单元，用于：

若确定所述行驶速度位于从第六速度减速至第七速度的过程中，确定所述翻折式空气动力制动机构和所述垂直升降空气动力制动机构为所述目标制动机构；

若确定所述行驶速度位于从所述第七速度减速至第八速度的过程中，确定所述空气动力制动机构为所述目标制动机构；

若确定所述行驶速度位于从所述第八速度减速至第九速度的过程中，确定所述空气动力制动机构和所述轮盘制动机构为所述目标制动机构。

可选的，若所述目标制动工况为落车制动工况或停放制动工况，所述目标制动机构为所述滑撬制动机构。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种高速超导电动磁悬浮列车，其特征在于，所述高速超导电动磁悬浮列车包括多节车厢、走行轮、制动装置和制动控制单元，所述制动装置包括电制动机构、滑撬制动机构、空气动力制动机构和轮盘制动机构：

所述滑撬制动机构安装在列车悬浮架的底部；

所述空气动力制动机构安装在所述多节车厢的目标位置；

所述轮盘制动机构安装在所述列车悬浮架的走行轮内侧；

所述制动控制单元用于根据目标制动工况从所述包括的多种制动机构中选择目标制动机构实现所述高速超导电动磁悬浮列车的制动。

2.根据权利要求1所述的列车，其特征在于，所述空气动力制动机构包括垂直升降空气动力制动机构，所述目标位置为所述多节车厢中每节车厢的端墙上。

3.根据权利要求2所述的列车，其特征在于，所述垂直升降空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和所述垂直升降空气动力制动机构内部的气缸，所述垂直升降空气动力制动机构用于在压力空气对所述气缸驱动，推动所述空气动力制动翼板向上升起。

4.根据权利要求1所述的列车，其特征在于，所述多节车厢包括头车车厢和非头车车厢，所述空气动力制动机构包括翻折式空气动力制动机构和垂直升降空气动力制动机构，所述翻折式空气动力制动机构安装在所述头车车厢的列车悬浮架上方的车体结构上，所述垂直升降空气动力制动机构安装在所述非头车车厢的端墙上，所述目标位置为所述头车车厢的列车悬浮架上方的车体结构上和所述非头车车厢的端墙上。

5.根据权利要求4所述的列车，其特征在于，所述翻折式空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和所述翻折式空气动力制动机构内部的油缸，所述翻折式空气动力制动机构用于在压力油对所述油缸驱动，推动所述空气动力制动翼板向竖直方向翻开；

所述垂直升降空气动力制动机构包括空气动力制动翼板和所述垂直升降空气动力制动机构内部的气缸，用于在压力空气对所述气缸驱动，推动所述空气动力制动翼板向上升起。

6.根据权利要求1-5任一项所述的列车，其特征在于，所述走行轮为橡胶轮。

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