一种灵活编组列车的状态检测电路及灵活编组列车的制作方法

1.本发明涉及列车状态信号的检测电路，特别涉及一种灵活编组列车的状态检测电路。

背景技术：

2.列车上有一定数量的状态信号是通过硬线串联得出的，如：所有车门关\锁到位、所有常用制动施加\缓解、所有停放制动缓解等。通常使用的电路是从列车两端司机室的占用司机室端供电，通过列车线串联整车的相关信号，在另一端得到整车的状态。这种结构通常利用司机室激活信号选择供电端，但是对于灵活编组的列车则需要先实现司机室之间的互锁，通过互锁选择供电端并禁用其他司机室供电端；以三编组的列车为例，六个司机室之间要求实现互锁，因此需要使用大量的继电器，元器件的增加提高了列车上电路的故障率。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种灵活编组列车的状态检测电路，通过涉及新的检测电路来满足灵活编组列车的使用，减少元器件的使用。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种灵活编组列车的状态检测电路，灵活编组列车中每一个列车均包括一位端电路、二位端电路、电钩头连接器；在灵活编组时前一个列车的二位端电路通过电钩头连接器连接至后一个列车的一位端电路；所述一位端电路包括断路器cb1、继电器k1；所述二位端包括断路器cb2、继电器k2；所述电钩头连接器包括连接器针脚pin1、pin2、pin3、pin4；
5.在灵活编组时，前后两车之间的连接器针脚对应连接在一起；电源v+经断路器cb1分别连接至继电器k1的常闭触点c1的一端以及一位端连接器的pin3针脚；常闭触点c1的另一端经继电器k1的常开触点c2连接至一位端侧连接器的pin1针脚；连接器pin2针脚连接至继电器k1的常开触点c3的一端，常开触点c3的另一端经继电器k1的常闭触点c4引出状态信号端子连接至tcms模块；一位端侧的连接器的pin4针脚经继电器k1的线圈连接至电源v-；电源v+经过断路器cb2连接至二位端侧的连接器pin3针脚；常闭触点c1和常开触点c2之间引出端子经继电器k2的常开触点c8连接至二位端连接器的pin1引脚；二位端连接器针脚pin2经继电器k2的常开触点c9连接至继电器k2的常闭触点c7的一端，常闭触点c7的另一端连接在常开触点c2和常闭触点c1之间；二位端的连接器针脚pin4经继电器k2的线圈连接至电源v-；
6.列车的状态信号开关相互串联后一端连接在列车的一位端电路中常开触点c3和常闭触点c4之间，另一端连接在列车二位端电路的常闭触点c7和常开触点c9之间；
7.前后相连的列车中连接器针脚pin1、pin2、pin3、pin4对应连接，其中前一个列车的二位端的电源v+经过相连两车连接器针脚导通前一个列车的继电器k2；后一个列车的一位端电源v+通过相连两车连接器针脚导通后一个列车的继电器k1。
8.所述tcms模块根据状态信号端子发出的信号判断灵活编组列车的状态是否正常。
9.列车的连接器针脚均为一对针脚，在前后两车连接时，前车的针脚中一堆针脚与后车对应针脚的一堆针脚镜像连接。
10.在每一列车上分别设置有继电器k1的状态检测单元和继电器k2的状态监控单元，用于分别监控继电器k1、k2的线圈和触点的状态。
11.继电器k1的状态检测单元和继电器k2的状态监控单元分别连接tcms模块，所述tcms模块监控采集继电器k1、k2的线圈和触点的状态，所述tcms模块的输出端与报警模块连接，用于在继电器k1、k2的线圈和触点的状态不一致时发出报警信号。
12.继电器k1的状态检测单元包括：在继电器k1的线圈回路中引出k1线圈通断电状态端子连接至tcms模块的采集端；在pin4和k1线圈之间引出k1触点状态端子经常开触点c6连接至tcms模块；所述tcms模块k1线圈通断电状态端子、k1触点状态端子的信号来判k1继电器线圈和触点的状态。
13.继电器k2的状态检测单元包括：在继电器k2的线圈回路中引出k2线圈通断电状态端子连接至tcms模块的采集端；在pin4和k2线圈之间引出k2触点状态端子经常开触点c11连接至tcms模块；所述tcms模块k2线圈通断电状态端子、k2触点状态端子的信号来判k2继电器线圈和触点的状态。
14.列车的状态信号开关包括：所有车门关闭、所有车门锁闭、所有停放制动施加、所有常用制动施加、所有常用制动缓解信号所对应的信号开关。
15.一种灵活编组列车，所述灵活编组列车采用所述灵活编组列车的状态检测电路对每一个列车的状态信号进行检测。
16.本发明的优点在于：
17.首先，去除了电路中其他非必要控制逻辑，列车单端仅使用到一个继电器和一个断路器，减少了元器件的成本，降低了器件故障导致列车电路失效的概率；
18.其次，通过列车两端差异化的电路设计，当多辆车编组联挂运行时，若没有遵循前车二位端与后车一位端相连的原则，电路无法导通，则列车状态处于开路，列车无法动车，增加了安全保证。
19.另外，此电路不但适用于灵活编组车队的运营需求，对于救援工况下也同样适用。
20.最后，该电路利用本端车钩联挂状态控制本端继电器，不依赖于限位开关等机械装置，可靠性高。同时对于救援工况，若被救援车的电路发生故障，电钩头切除后，电路也不会导通，避免被救援车故障的扩散。
附图说明
21.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
22.图1为本发明但编组列车中单个列车的一位端和二位端中的电路示意图
23.图2为本发明灵活编组列车中前后列车之间连接后的电路原理图。
具体实施方式
24.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
25.本本发明通过利用车钩联挂状态实现了自动的供电端切换选择以及电路的扩展，
去除了司机室激活等信号在电路中的作用，大大减少了继电器的使用同时降低了电路失效的概率。列车单编组运行时固定从一位端供电，串联整车状态后至二位端得到列车相关状态信号。在多编组运行时，根据重联编组总是前车的一位端与后车二位端相连接的特点，利用车钩联挂状态，自动切断已联挂车的一位端的供电，同时将电路与前车二位端联通，实现多编组列车状态检测。
26.如图1所示，本技术列车前后车辆之间通过电钩头连接并对应的将电钩头连接器的针脚连接在一起；用于连接前后列车的连接器针脚包括p1、p2、p3、p4、p5
…
；每个针脚包括两个，也就是针脚p1包括针脚p11、p12；针脚p2包括针脚p21、p2；针脚p3包括针脚p31、p32；针脚p4包括针脚p41、p42；针脚p5包括p51、p51，其中同一个连接器内的针脚p11和p12短接在一起；p21、p22短接在一起；p32和p41短接在一起；p51和p52短接在一起。在前后车辆之间连接器连接在一起后，各针脚是镜像链接，即p11与相连的另一个列车p12连接；p12与另一个列车的p11连接，同理，p2、p3、p4、p5端子。
27.如图1所示灵活编组列车中每一个列车均包括一位端电路、二位端电路、电钩头连接器；在灵活编组时前一个列车的二位端电路通过电钩头连接器连接至后一个列车的一位端电路；一位端电路包括断路器cb1、继电器k1；二位端包括断路器cb2、继电器k2；电钩头连接器包括连接器针脚pin1、pin2、pin3、pin4；
28.在灵活编组时，前后两车之间的连接器针脚对应连接在一起；电源v+经断路器cb1分别连接至继电器k1的常闭触点c1的一端以及一位端连接器的pin31针脚；常闭触点c1的另一端经继电器k1的常开触点c2连接至一位端侧连接器的pin11针脚或p12(p11、p12两者短接，因此连接任意引脚即可)；连接器pin2(p21、p22任一针脚)针脚连接至继电器k1的常开触点c3的一端，常开触点c3的另一端经继电器k1的常闭触点c4引出状态信号端子连接至tcms模块；一位端侧的连接器的pin42针脚经继电器k1的线圈连接至电源v-；一位端的针脚p32与针脚p41短接在一起；
29.电源v+经过断路器cb2连接至二位端侧的连接器pin31针脚；常闭触点c1和常开触点c2之间引出端子经继电器k2的常开触点c8连接至二位端连接器的pin1(p11或p12)引脚；二位端连接器针脚pin2(p21或p22)经继电器k2的常开触点c9连接至继电器k2的常闭触点c7的一端，常闭触点c7的另一端连接在常开触点c2和常闭触点c1之间；二位端的连接器针脚pin42经继电器k2的线圈连接至电源v-；二位端的针脚p32与针脚p41短接在一起；
30.列车的状态信号开关相互串联后一端连接在列车的一位端电路中常开触点c3和常闭触点c4之间，另一端连接在列车二位端电路的常闭触点c7和常开触点c9之间；相互串联的列车状态信号开关即为s1
…
sn；
31.前后相连的列车中连接器针脚pin1、pin2、pin3、pin4对应连接，其中前一个列车的二位端的电源v+经过相连两车连接器针脚导通前一个列车的继电器k2；后一个列车的一位端电源v+通过相连两车连接器针脚导通后一个列车的继电器k1。
32.tcms模块根据状态信号端子发出的信号判断灵活编组列车的状态是否正常，当s1
…
sn是正常，则s1
…
sn闭合，回路导通，tcms模块可以检测到对应的电信号，判断状态监控，当任一状态异常，则其对应的开关sn断开，则tcms模块无法检测到对应的信号则判断状态信号故障，此时可以发出报警或禁止车辆启动等。
33.本技术中主要利用到了列车的连接器针脚均为一对针脚，在前后两车连接时，前
车的针脚中一堆针脚与后车对应针脚的一堆针脚镜像连接。在每一列车上分别设置有继电器k1的状态检测单元和继电器k2的状态监控单元，用于分别监控继电器k1、k2的线圈和触点的状态。继电器k1的状态检测单元和继电器k2的状态监控单元分别连接tcms模块，所述tcms模块监控采集继电器k1、k2的线圈和触点的状态，所述tcms模块的输出端与报警模块连接，用于在继电器k1、k2的线圈和触点的状态不一致时发出报警信号。
34.继电器k1的状态检测单元包括：在继电器k1的线圈回路中引出k1线圈通断电状态端子连接至tcms模块的采集端；在pin4和k1线圈之间引出k1触点状态端子经常开触点c6连接至tcms模块；所述tcms模块k1线圈通断电状态端子、k1触点状态端子的信号来判k1继电器线圈和触点的状态。
35.继电器k2的状态检测单元包括：在继电器k2的线圈回路中引出k2线圈通断电状态端子连接至tcms模块的采集端；在pin4和k2线圈之间引出k2触点状态端子经常开触点c11连接至tcms模块；所述tcms模块k2线圈通断电状态端子、k2触点状态端子的信号来判k2继电器线圈和触点的状态。
36.列车的状态信号开关包括：所有车门关闭、所有车门锁闭、所有停放制动施加、所有常用制动施加、所有常用制动缓解信号所对应的信号开关。
37.如图1中，ecp1/ecp2：电车钩1/2；cb1/cb2:断路器；k1/k2:继电器线圈；v+/v-:供电正极/负极；end1/end2:列车一位端/二位端；tcms:列车控制管理系统；c1/c4:k1继电器的常闭触点；c2/c3/c5/c6:k1继电器的常开触点；c7:k2继电器的常闭触点；c8/c9/c10/c11:k2继电器的常开触点；pin**:电钩头的连接器针脚；s*:单个设备或功能的状态。
38.电路原理：
39.单车编组时k1、k2线圈均处于未激活状态，c1～c11的状态保持不变，断路器cb1、cb2处于闭合导通状态。电流经cb1
→
c1
→
c7
→
s*
→
c4
→
tcms，实现列车控制管理系统对相关状态的监控。同时tcms监控采集k1、k2继电器线圈和触点状态，当状态不一致时可以发出报警。当任一功能状态sn故障，其开关断开，则tcms可以执行对应的保护策略；若tcms检测到信号则说明s1-sn均正常，则可以正常启动车辆，tcms可以执行对应的正常策略。
40.本技术适用于编组车辆是指，由于前后车辆编组后，通过电钩头连接器连接后，其对应的针脚连接在一起，就会自动的将整个电路连接成一个电路，实现了每一个车辆的s1-sn与另一车的s1-sn串联，这样就是说tcms自动在编组后可以检测全部车辆的s1-sn串联后的信号，当任意车辆中的任一s1-sn中对应的状态开关断开，则tcms模块检测到对应的断开信号，可以判断车辆中某一功能为完成，则可以执行对应的保护策略，如禁止车辆启动等。
41.如图2所示，为前后两个列车的连接示意图，两列车(train1和train2)联挂后形成了新的编组列车，train1的ecp2与train2的ecp1自动连接，ecp在连接时是镜像的，p11/p12、p21/p22、p31/p32、p41/p42、p51/p52是5组镜像的触点。
42.电路原理：
43.两编组连接完成后，train1的k2被激活，电流路径为cb2(train1)
→
ecp2的pin31(train1)
→
ecp1的pin32(train2)
→
ecp1的pin41(train2)
→
ecp2的pin42(train1)
→
k2(train1)，其触点(c6～c9)的常开常闭状态发生变化，如图2所示。
44.train2的k1也被激活，电流路径为cb1(train2)
→
ecp1的pin31(train2)
→
ecp2的pin32(train1)
→
ecp2的pin41(train1)
→
ecp1的pin42(train2)
→
k1(train2)，其触点(c1
～c5)的常开常闭状态发生变化，如图2所示。
45.train2的c1处于开路状态，无法给电路继续供电，新编组的列车状态检测电路电流路径为：cb1(train1)
→
c1(train1)
→
c8(train1)
→
c2(train2)
→
c7(train2)
→
s*(train2)
→
c3(train2)
→
c9(train1)
→
s*(train1)
→
c4(train1)
→
tcms，两车编组的列车状态检测得以实现。
46.对于两编组以上的列车状态检测原理与两组编一致，可以认为两编组列车为多编组列车中其中前后先相连的列车即可，其原理相同。
47.本发明中的电路涉及的器件主要包含断路器、电车钩头和继电器。其中断路器是车辆电路的必须保护器件，电车钩头是灵活编组车队列车的基本配置，因此本发明极大程度实现了电路器件的简化。
48.电路设计充分利用了灵活编组列车联挂的特点，即前车二位端与后车一位端联挂，并基于此特点对k1、k2继电器的触点进行了组合应用，实现了灵活编组列车状态检测功能。
49.tcms还对继电器线圈前端供电和继电器常开触点进行监控比对，一旦两个信号不一致，则表明继电器或线路故障，及时通知相关操作或维护人员进行故障排查和修复。
50.图1的电路可以作为固定结构用于灵活编组列车状态的检测，在具体应用中只需要将单元的状态与虚线框内的s1～sn对应即可，n表示一列最小编组列车上要检测的功能单元的数量。例如，一列最小编组列车有4个转向架，需要检测列车所有停放制动缓解状态，此时n为4，s1对应1号转向架停放制动缓解状态，s2对应2号转向架停放制动缓解状态，依此类推，将s1～s4接入电路，tcms就可以得到列车所有停放制动是否缓解的状态。对应的常见功能还有：所有车门关闭、所有车门锁闭、所有停放制动施加、所有常用制动施加、所有常用制动缓解等。
51.本发明适用于多编组列车，一旦车辆连接完成后对应的针脚连接在一起就可以实现每一个车辆的s1-sn串接在一起，从而实现编组车辆中的全部状态信号开关串联，从而实现了所有信号的串联检测，当任意状态开关是断开的就可以启动保护策略，实现了本技术的检测状态开关功能。具体优点包括：首先是去除了电路中其他非必要控制逻辑，列车单端仅使用到一个继电器和一个断路器，减少了元器件的成本，降低了器件故障导致列车电路失效的概率。
52.其次，通过列车两端差异化的电路设计，当多辆车编组联挂运行时，若没有遵循前车二位端与后车一位端相连的原则，电路无法导通，则列车状态处于开路，列车无法动车，增加了安全保证。
53.另外，此电路不但适用于灵活编组车队的运营需求，对于救援工况下也同样适用。
54.最后，该电路利用本端车钩联挂状态控制本端继电器，不依赖于限位开关等机械装置，可靠性高。同时对于救援工况，若被救援车的电路发生故障，电钩头切除后，电路也不会导通，避免被救援车故障的扩散。
55.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：灵活编组列车中每一个列车均包括一位端电路、二位端电路、电钩头连接器；在灵活编组时前一个列车的二位端电路通过电钩头连接器连接至后一个列车的一位端电路；所述一位端电路包括断路器cb1、继电器k1；所述二位端包括断路器cb2、继电器k2；所述电钩头连接器包括连接器针脚pin1、pin2、pin3、pin4；在灵活编组时，前后两车之间的连接器针脚对应连接在一起；电源v+经断路器cb1分别连接至继电器k1的常闭触点c1的一端以及一位端连接器的pin3针脚；常闭触点c1的另一端经继电器k1的常开触点c2连接至一位端侧连接器的pin1针脚；连接器pin2针脚连接至继电器k1的常开触点c3的一端，常开触点c3的另一端经继电器k1的常闭触点c4引出状态信号端子连接至tcms模块；一位端侧的连接器的pin4针脚经继电器k1的线圈连接至电源v-；电源v+经过断路器cb2连接至二位端侧的连接器pin3针脚；常闭触点c1和常开触点c2之间引出端子经继电器k2的常开触点c8连接至二位端连接器的pin1引脚；二位端连接器针脚pin2经继电器k2的常开触点c9连接至继电器k2的常闭触点c7的一端，常闭触点c7的另一端连接在常开触点c2和常闭触点c1之间；二位端的连接器针脚pin4经继电器k2的线圈连接至电源v-；列车的状态信号开关相互串联后一端连接在列车的一位端电路中常开触点c3和常闭触点c4之间，另一端连接在列车二位端电路的常闭触点c7和常开触点c9之间；前后相连的列车中连接器针脚pin1、pin2、pin3、pin4对应连接，其中前一个列车的二位端的电源v+经过相连两车连接器针脚导通前一个列车的继电器k2；后一个列车的一位端电源v+通过相连两车连接器针脚导通后一个列车的继电器k1。2.如权利要求1所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：所述tcms模块根据状态信号端子发出的信号判断灵活编组列车的状态是否正常。3.如权利要求1或2所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：列车的连接器针脚均为一对针脚，在前后两车连接时，前车的针脚中一堆针脚与后车对应针脚的一堆针脚镜像连接。4.如权利要求1或2所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：在每一列车上分别设置有继电器k1的状态检测单元和继电器k2的状态监控单元，用于分别监控继电器k1、k2的线圈和触点的状态。5.如权利要求4所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：继电器k1的状态检测单元和继电器k2的状态监控单元分别连接tcms模块，所述tcms模块监控采集继电器k1、k2的线圈和触点的状态，所述tcms模块的输出端与报警模块连接，用于在继电器k1、k2的线圈和触点的状态不一致时发出报警信号。6.如权利要求1-5任一所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：继电器k1的状态检测单元包括：在继电器k1的线圈回路中引出k1线圈通断电状态端子连接至tcms模块的采集端；在pin4和k1线圈之间引出k1触点状态端子经常开触点c6连接至tcms模块；所述tcms模块k1线圈通断电状态端子、k1触点状态端子的信号来判k1继电器线圈和触点的状态。7.如权利要求1-5任一所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：继电器k2的状态检测单元包括：在继电器k2的线圈回路中引出k2线圈通断电状态端子连接至tcms模块的采集端；在pin4和k2线圈之间引出k2触点状态端子经常开触点c11连接至tcms模块；
所述tcms模块k2线圈通断电状态端子、k2触点状态端子的信号来判k2继电器线圈和触点的状态。8.如权利要求1-5任一所述的一种灵活编组列车的状态检测电路，其特征在于：列车的状态信号开关包括：所有车门关闭、所有车门锁闭、所有停放制动施加、所有常用制动施加、所有常用制动缓解信号所对应的信号开关。9.一种灵活编组列车，其特征在于：所述灵活编组列车采用如权利要求1-8任一所述的一种灵活编组列车的状态检测电路对每一个列车的状态信号进行检测。

技术总结

本发明公开了一种灵活编组列车的状态检测电路，灵活编组列车中每一个列车均包括一位端电路、二位端电路、电钩头连接器；在灵活编组时前一个列车的二位端电路通过电钩头连接器连接至后一个列车的一位端电路；所述一位端电路包括断路器CB1、继电器K1；所述二位端包括断路器CB2、继电器K2；列车单编组运行时固定从一位端供电，串联整车状态后至二位端得到列车相关状态信号。在多编组运行时，根据重联编组总是前车的一位端与后车二位端相连接的特点，利用车钩联挂状态，自动切断已联挂车的一位端的供电，同时将电路与前车二位端联通，实现多编组列车状态检测。组列车状态检测。组列车状态检测。

技术研发人员：

李军 王振 潘维超 包加健

受保护的技术使用者：

中车浦镇阿尔斯通运输系统有限公司

技术研发日：

2022.12.10

技术公布日：

2023/3/28