[发明专利]电控气动的列车尾部气动仿真系统

说明书

本发明一般涉及电控气动(ECP)的列车尾部(EOT)气动仿真系统，尤其涉及用非ECP列车头使各独立ECP列车单元全速运行的气动仿真系统。

背景技术的说明

气刹是货运列车流行使用的制动手段。气刹的运用通过改变压缩空气的压力来控制列车各车厢的制动操作。“制动管道”连通所有的车厢和列车头，列车头向制动管道提供压缩空气。该制动管道可向前延伸一英里或更长，并提供必要的空气压力给列车各车厢用于制动操作。

在最典型的制动应用系统中，制动控制由“驱动器的制动阀”执行。在制动运作期间，驱动器的制动阀使空气馈入制动管道或从制动管道放出。位于各车厢的分配器或“三通阀”还监视着制动管道中的压力，使得当制动管道的压力低于某个值时，分配器就让辅助源来的空气进入制动缸以便各列车车厢中的制动手段执行制动。而当制动管道的压力上升到某个值时，分配器就释放制动缸中的空气，让其回充到辅助源中，用于下次制动。

就本领域中的普通技术人员所知，如此长的制动管道的长度会产生必须克服的严重障碍，例如，为了保证对运货列车的适当制动，就要沿整个制动管道的长度控制空气压力。为了解决这问题，开发了列车尾部(EOT)单元，用来在货运列车最后一级车厢监测制动管道中的空气压力。这些EOT单元经无线链路或其它通信链路耦连到列车头，以便EOT单元能监测制动管道中压力并将该信息送到列车头中的火车司机。使用气动控制系统的传统制动系统的另一问题是沿制动管道传播的压缩气体的低速度，该速度降低了列车的制动效率，而且不能逐渐释放。为了解决这一问题，将EOT单元改为在列车头与EOT单元间进行双向通信。EOT单元设置一个能由列车头指令起动的阀，以便在紧急制动情况下能将制动管道中的气体排放到大气中，从而紧急制动时的传播速度降低一半。

为了解决常用制动操作传播速度的问题并总体改进制动应用的反应，对制动应用系统采用电控气动(ECP)系统。ECP系统在列车的各车厢采用电控阀。利用电信号起动和控制常用(和紧急)制动操作，该信号通常沿延伸整个列车长度的列车路线传播，也可使用无线链路。

当前，ECP系统已作为叠加系统构成，但要求改为“全电”运行操作。这起初取决于与在列车所含各车厢支持气动和ECP制动应用系统相关的额外费用。在当前，有两种可选途径用来提供全电ECP操作：

独立的ECP；

仿真性能的ECP。

以最低费用构成ECP系统的是“独立”系统，因为它不包括需提供气动仿真能力(快速服务和快速释放)的额外的两个阀。目前，这种独立系统适合于系留车队，其中相当少量的列车头可装有ECP操作。但是，要在主要的一级铁路装备ECP系统遇到更大的挑战，困难在于要在装备整个车队之前对列车头装备ECP操作。

这种ECP系统可加以改型用于列车(包括列车头和EOT单元)，同时使用传统的气刹管道，并且可操作各单个阀以便控制列车所含各车厢的制动。这种改型可包括提供：控制系统，经延列车长度的电缆布线连到各列车；通信链路和设在列车头内的控制系统。在运行中，ECP控制单元对信号编码并发送到列车中所有车厢，用于控制制动操作。一旦各车厢接收到信号，气源来的压缩空气就释放，用于起动制动缸，直到各车厢中得到所需汽缸压力为止。各车厢的微处理器监测着制动缸的压力，克服泄漏并保持所需压力。由于无流控制等，所以从理论上讲列车中所有车厢能同时作出制动反应，因此，ECP控制制动反应极快(即，制动管道中空气压力的变化不必从列车头部传播到尾部)。

ECP系统的缺点在于为整个车队装备设备的费用，例如，改造列车头装有控制单元和收发信机，和改造各车厢装有传感器、控制阀等。而且，独立ECP系统没有仿真能力，仍需要有“软室(limp home)”能力，以调整只能得到没有装备ECP的列车头或出现ECP头端单元(HEU)硬件的线内故障(in-routefailure)的情况。遗感的是，没有快速服务和释放能力，仿真气动制动操作的能力有限，导致服务速度限制在大约20mph左右。这不可能得到非ECP列车头对任何有意义距离的预想操作。

本发明概述

本发明的目的在于提供一种使用非ECP标准列车头能操作装有“全电”ECP系统的单个列车而无需气动叠加或仿真能力的系统。

本发明的再一目的是提供一种能将制动指令同时电传播到列车所有车厢的系统。

本发明的另一目的是提供一种能在信息丢失或电子线路故障情况下通过跟踪制动管压力能进行单个车厢的后备操作的系统。

本发明的又一目的是提供一种利用电控列车车厢ECP电缆化能将设有传统气动阀的车厢混用的系统。