[发明专利]用于火车的牵引/制动控制的声学系统和方法

说明书

描述了一种声学牵引/制动控制系统(1)，包括与主车辆(ML)相关联的调制器装置(303)，该调制器装置接收牵引或制动请求信号(302)并生成电信号(308)，该电信号转换成声学信号(309)以在制动管(301)中传输；声学信号(309)的频率按照跨特性函数根据牵引或制动要求信号(302)的幅度进行调节；‑与从车辆(SL)相关联的换能器装置(305)，其检测声学信号(309)并将该声学信号的瞬时幅度值转换成电信号(310)，该电信号的频率值根据声学信号(309)的频率进行调节；‑与从车辆(SL)相关联的频率解调器(306)，其生成牵引或制动管理信号(307)，该牵引或制动管理信号的幅度根据电信号(310)的频率而被调节并且被传输至与至少一个从车辆(SL)相关联的牵引和制动管理系统(311)。

技术领域

本发明大体上被置于火车的控制系统的领域中，具体而言是用于包括多个机车的货物的运输。

具体而言，本发明涉及火车的声学牵引/制动控制系统以及相应的方法。

背景技术

诞生于美国“AAR”铁路世界的“动力分散式”技术在本领域中是众所周知的。如图1所示，这种技术包括沿异常的长度和重量的火车分配几个机车。这些沿火车分配的机车通过无线电控制系统相互同步：第一个机车称为主机车，通过所述无线电控制系统(图1中未示出)将牵引或制动命令复制到称为从机车的后续机车。

“动力分散式”系统的目的是更好地沿火车分配牵引力和制动力，从而显著减少可能触发脱轨过程的纵向力。

专利WO2017025895中包含对动力分散式系统及其优点的准确描述，其中还完整描述了无线电控制系统中可能出现的故障的缺点，并要求针对在退化条件下运行火车的纠正措施。

根据I00-002号报告“通过火车制动系统的声纳传输”，汉斯·桑霍尔特，本格·施密特鲍尔报告了瑞典CHARMEC研究所与SAB-WABCO Italia公司(现为Faiveley TransportItalia)合作进行的测试结果，可以沿着火车的制动线以亚音速频率传输长达1.5公里的波，最大频率在5Hz到10Hz之间。图2示出了在实际系统上测量的各种火车长度随频率变化的幅度的波特图：对于长度小于30m(图2中的曲线“a”)，可用频带扩展到数十个数量级Hz的频率，而对于长度大于1000m，衰减拐点已经在5Hz处发生。

专利US2002153765要求保护沿火车的制动线传播负压和正压脉冲，以传输牵引或制动命令。根据这种方法，不可能连续地调节牵引或制动命令。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于火车的连续牵引/制动控制的声学系统和方法，其允许采用另外的方式来控制火车。

此外，相对于WO2017025895中已经报道的方法，本专利要求保护的解决方案还要求一种用于在无线电控制系统发生故障的情况下控制采用分配动力技术的火车的方法。

本专利要求保护的解决方案使用声波在通用管道内的传播。

通过用于牵引/制动控制的声学系统来获得这种结果，该声学系统包括通用制动管，包括牵引和制动装置的主车辆，以及包括牵引和制动装置的至少一个从车辆。

用于火车的牵引/制动控制的声学系统包括：

-与所述主车辆相关联的调制器装置，接收至少一个牵引或制动请求信号并产生适于激励致动器的电信号，所述致动器将所述电信号转换成相应的声学信号，以在所述通用制动管内发送；声学信号的频率值按照预定的跨特征函数根据至少一个牵引或制动请求信号的幅度值来调整；

-与至少一个从车辆相关联的至少一个换能器装置，检测声学信号并将声学信号的瞬时幅度值转换成电信号，根据所述声学信号的频率调整电信号的频率值；