CN110001677A - 一种动车组超员检测***以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车组超员检测***，包括：压力采集装置，制动控制单元，列车网络***主控制器，人机接口；所述压力采集装置采集动车组各车厢的转向架空气弹簧的压力值；所述制动控制单元将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量；所述列车网络***主控制器依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量和动车组的整列实际重量，并依据预设的单车超员报警阈值和整列超员报警阈值分别判断各车厢和动车组是否超员；所述人机接口依据判断结果，向司乘人员显示超员信息。本发明所提供的动车组超员检测***，在不改***件的基础上，增加了动车组的超员检测和报警功能。本发明还提供了一种动车组超员检测方法，具有上述有益效果。

Description

一种动车组超员检测***以及方法

技术领域

本发明涉及高速动车组检测技术领域，特别是涉及一种动车组超员检测***以及方法。

背景技术

按照规定，高铁以及动车都有无座票出售；在一般情况下，动车组二等座客流高峰时段超员20％，并不会影响列车开行。当动车组的无座票一旦售完，售票***便自动停止出票。动车售票是经过严格控制的，不可能超员售票，之所以会出现超载的现象，主要是由于很多旅客“买短坐长”造成的，部分旅客的实际行程是长途的，由于买不到长途的车票，就买了该车次的短途车票上车，然后在车上补票延长行程。旅客“买短坐长”的现象使列车上的旅客如同滚雪球，越来越多，最终导致了列车超载。动车组超员对车体强度、制动盘的使用寿命、牵引加速度及给水卫生***容量均带来一定压力；动车组超员现象如果得不到有效控制，将会对动车组运营安全及旅客舒适性产生一定影响。

CRH380B型动车组重量通过制动***检测，但尚未设置超员检测和报警功能。且由于既有CRH380B型动车组已批量在线运营，因此通过改变现有动车组的硬件结构，从而实现动车组超员检测和报警功能的方案可实施性较低。

综上所述可以看出，如何在不改变动车组硬件结构的基础上实现超员报警功能是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种动车组超员检测***，已解决现有技术中CRH380B型动车组尚未设置超员检测和报警功能的问题；本发明还提供了一种动车组超员检测方法，具有上述有益效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种动车组超员检测***，包括：压力采集装置，制动控制单元，列车网络***主控制器，人机接口；所述压力采集装置用于采集动车组各车厢的转向架空气弹簧的压力值，并将各车厢的压力值通过多功能车辆总线传送至所述制动控制单元；所述制动控制单元用于将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量，并将各车箱的单车重量通过所述多功能车辆总线传送给列车网络***主控制器；所述列车网络***主控制器用于依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；所述列车网络***主控制器根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；所述人机接口依据所述列车网络***主控制器通过所述多功能车辆总线输出的判断结果，向司乘人员显示超员信息。

优选地，所述压力采集装置为设置于动车组各车厢的一位转向架空气弹簧和二位转向架空气弹簧之间的空气弹簧压力反馈管路。

优选地，所述空气弹簧压力反馈管路包括：平均阀和压力传感器；

所述平均阀用于对所述一位转向架空气弹簧和所述二位转向架空气弹簧的压力进行算数平均运算；所述压力传感器用于采集经过所述平均阀运算后的压力值，并将所述压力值传输至所述制动控制单元。

优选地，所述列车网络***主控制器具体用于：接收到各车厢的单车重量后，利用各车厢的单车重量减去与各车厢对应的旋转质量得出各车厢的单车实际重量。

优选地，所述单车超员报警阈值分别根据动车组各车厢的定员载荷、预设定员数量、每个乘客预设重量以及预设的车辆超员人数确定；所述整列超员报警阈值根据动车组各车厢的单车超员报警阈值的和确定。

优选地，当动车的行驶速度小于预设速度或动车处于开门状态，且动车组各车厢的单车实际重量大于等于所述单车超员报警阈值的时间超过预设时间时，所述列车网络***主控制器向所述人机接口输入单车超员声光报警及诊断代码；当动车的行驶速度小于预设速度或动车处于开门状态，且动车的整列实际重量大于等于所述整列超员报警阈值的时间超过预设时间时，所述列车网络***主控制器向所述人机接口输入整列超员声光报警及诊断代码。

优选地，当单车超员报警时，司机室和机械师室的人机接口输出所述诊断代码，且通过蜂鸣器报警；通过司机室和机械师室的人机接口的列车配置界面查看单车超员状态，并向旅客信息***主控制器发出指令，从而通过各车厢的显示器显示“X车超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，通过车厢广播喇叭播报“X车超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，其中X为单车超员的车厢序号。

优选地，所述人机接口的界面还包括单车报警隔离按钮；所述单车报警隔离按钮用于动车组车厢的压力采集装置发生故障时，实现压力采集装置故障车厢的单车误报警隔离。

本发明还提供了一种动车组超员检测方法，包括：采集动车组各车厢转向架空气弹簧的压力值；将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量；依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；依据判断结果，向司乘人员显示超员信息。

本发明所提供的动车组超员检测***，包括：压力采集装置，制动控制单元，列车网络***主控制器，人机接口。CRH380B型动车组的每节车的转向架空气弹簧上均设置有所述压力采集装置，所述压力采集装置采集各个车厢转向架空气弹簧的压力值，并通过多功能车辆总线传送各车厢的压力值至所述制动控制单元；所述制动控制单元将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量，并通过多功能车辆总线将各车厢的单车重量传送至所述列车网络***主控制器；所述列车***主控制器依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；所述列车网络***主控制器根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；所述人机接口根据所述列车网络***主控制器通过所述多功能车辆总线输出的判断结果，向司乘人员显示超员信息。本发明所提供的动车组超员检测***，在不改变CRH380B型动车组现有的硬件结构的基础上，采用软件改进实现动车组的超员检测和报警功能。为了上述功能，本发明增加了制动控制单元、列车网络***主控制器、人机接口之间的通信协议，增加了列车网络***的超载逻辑判断，以及人机接口的显示超员信息的逻辑。利用本发明提供的动车组超员检测***，可以在不改变动车组硬件结构的基础上，增加动车组的超员检测和报警功能。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明所提供的动车组超员检测***的一种具体实施例的结构示意图；

图2为本发明所提供的动车组超员检测***的另一种具体实施例的结构示意图；

图3为本发明所提供的动车组超员报警判断逻辑图；

图4为本发明所提供的单车超员报警显示界面；

图5为本发明所提供的动车组超员检测方法的一种具体实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种动车组超员检测***，在不改变动车组硬件结构的基础上，增加了超员检测和报警功能；本发明还提供了一种动车组超员检测方法，具有上述有益效果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前既有动车组大多数车型均未实现超员报警功能，由于节假日期间动车组普遍存在超员现象，因此加装超员报警功能成为动车组安全运营的迫切需要，动车超员报警和电梯超员超重报警一样，主要是出于保障列车运营安全考虑，有利于司乘人员掌握列车超员情况，及时做出安全疏导。CRH380B型动车组作为目前高铁线路的主力车型，应具备这一功能，保障列车运营安全。

请参考图1，图1为本发明所提供的动车组超员检测***的一种具体实施例的结构示意图。

本实施所提供的动车组超员检测***包括：压力采集装置，制动控制单元(BCU)，列车网络***(TCMS)主控制器(CCU)，人机接口(HMI)；所述压力采集装置用于采集动车组各车厢的转向架空气弹簧的压力值，并将各车厢的压力值通过多功能车辆总线(MVB)传送至所述制动控制单元；所述制动控制单元用于将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量，并将各车箱的单车重量通过MVB传送给列车网络***主控制器；所述列车网络***主控制器用于依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；所述列车网络***主控制器根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；所述人机接口依据所述列车网络***主控制器通过所MVB输出的判断结果，向司乘人员显示超员信息。

本实施例中所提供的所述压力采集装置为设置于动车组各车厢的一位转向架空气弹簧和二位转向架空气弹簧之间的空气弹簧压力反馈管路。所述空气弹簧压力反馈管路包括：平均阀和压力传感器；所述平均阀用于对所述一位转向架空气弹簧和所述二位转向架空气弹簧的压力进行算数平均运算；所述压力传感器用于采集经过所述平均阀运算后的压力值，并将所述压力值传输至所述制动控制单元。

所述列车网络***(TCMS)需要将接收到的信号进行转换运算，BCU反馈的单车重量为制动力分配计算使用，包含旋转质量。因此TCMS在接收到BCU反馈的各车厢的单车重量时，需要减去各车厢相应的旋转质量，从而得到各车厢的单车实际重量；动车旋转质量为3.6吨，拖车旋转质量为2.6吨。CRH380B型动车组由八节车厢组成，所述整列实际重量为CRH380B型动车组的八节车厢的单车实际重量的和。

在本实施例中，根据车辆超员人数设定动车组的单车超员报警阈值和整列超员报警阈值，并在设置阈值的过程中考虑适当的余量。

动车组整备载荷的定义为车辆自重、车辆中必要物品(如水、食品等)以及乘务人员(如司机、机械师、乘务员等)的重量的和。动车组定员载荷的定义为整备载荷和定员重量之和，在计算定员重量时，假设每个乘客80公斤。所述动车组超载20％总载荷为超员20％人员后，总的车重。

在本实施例中，所述单车超员报警阈值可以分别根据动车组各车厢的定员载荷、预设定员数量、每个乘客预设重量以及预设的车辆超员人数确定。

所述整列超员报警阈值可以根据动车组各车厢的单车超员报警阈值的和确定。

如表1所示，表1为CRH380B型动车组各车厢单车超员报警阈值的设定界面。为灵活应对用户需求和现车功能调试的需求，可以在司机室的人机接口(HMI)显示屏的“检修模式”下设置超员报警值设定界面，单独设置各车厢超员报警限度值。

表1

号车	1	2	3	4	5	6	7	8	总计
										车辆型式	EC01	TC02	IC03	FC04	BC05	IC06	TC07	EC08
车重(空车)[ton]	57.5	57.2	56.1	51.8	53.6	56.1	57	57.5	446.8
										备品重量	0.495	0.38	0.54	0.38	0.78	0.54	0.38	0.495	3.99
整备载荷[ton]	57.995	57.58	56.64	52.18	54.38	56.64	57.38	57.995	450.79
										定员[人]	33	85	85	75	63	85	85	45	556
定员载荷[ton]	60.635	64.38	63.44	58.18	59.42	63.44	64.18	61.595	495.27
										超员[人]20％	61.163	65.74	64.8	59.38	60.428	64.8	65.54	62.315	504.166
超员报警值[ton]	61.5	66	65	60	60.5	65	65.5	62.5	506
										轴重[ton]	17	17	17	17	17	17	17	17	544

为灵活应对用户需求和现车功能调试的需求，可以在司机室的人机接口(HMI)显示屏的“检修模式”下设置超员报警值设定界面，单独设置各车厢超员报警限度值。

如图2所示，在本实施例所提供的动车超员检测***还可以包括旅客信息***(PIS)主控制器(STC)，所述旅客信息***主控制器用于根据TCMS主控制器的超员判断结果控制旅客信息***向旅客显示和广播超员信息。

在本实施例中，所述列车网络***主控制器增加了对单车实际重量和整列实际重量的超员判断。为排除车辆运行中过曲线等路况对空气弹簧压力值的影响，动态工况下不进行超员报警检测。

如图3所示，当所述列车网络***主控制器(CCU)检测到动车的行驶速度小于预设速度(如5km/h)或动车处于开门状态，且动车组各车厢的单车实际重量大于等于所述单车超员报警阈值的时间超过预设时间(如5秒)时，所述列车网络***主控制器向所述人机接口输入单车超员声光报警及诊断代码；当所述列车网络***主控制器(CCU)检测到动车的行驶速度小于预设速度(如5km/h)或动车处于开门状态，且动车的整列实际重量大于等于所述整列超员报警阈值的时间超过预设时间(如5秒)时，所述列车网络***主控制器向所述人机接口输入整列超员声光报警及诊断代码。CCU检测上述条件成立时，进行车辆超员报警，提示司乘人员疏导报警车厢乘客。在上述报警条件不成立时，消除报警。

当单车超员报警时，司机室和机械师室的人机接口输出所述诊断代码，且通过蜂鸣器报警；通过司机室和机械师室的人机接口的列车配置界面查看单车超员状态，并向旅客信息***主控制器发出指令，从而通过各车厢的显示器显示“X车超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，通过车厢广播喇叭播报“X车超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，其中X为单车超员的车厢序号。若出现整列超员报警时，原则上不允许司机行车。如图4所示，在HMI的“牵引界面-***-列车配置”显示界面增加单车超员报警显示(绿色表示正常，红色表示本车厢超员)。

由于在空气弹簧故障或压力传感器故障的情况下，车厢失去载重检测能力，可能产生误报警，因此需设置单车误报警隔离。在司机室HMI和机械师室HMI的相应界面增加单车报警隔离按钮，用于动车组车厢的压力采集装置发生故障时，实现压力采集装置故障车厢的单车误报警隔离。

本实施例所提供的动车超员检测***，结合CRH380B型动车组既有情况，提出了加装超员报警功能的检测***，在不增加硬件设备的基础上，增加了BCU、TCMS及PIS***的通讯协议，增加TCMS的超载逻辑判断和显示屏显示逻辑，增加PIS***显示及广播超员报警信息的逻辑。利用制动控制单元将空气弹簧压力传感器采集的压力值转换为各车厢单车重量，并利用列车网络***主控制器进行超员报警判断，通过软件更改实现超员报警，减少了动车组改造费用，实现了CRH380B型动车组的超员报警功能。

基于上述实施例所提供的动车超员检测***，本发明实施例还提供了一种动车组超员检测方法；请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种动车组超员检测方法的流程图。本实施例的具体步骤如下：

步骤S501：采集动车组各车厢转向架空气弹簧的压力值；

步骤S502：将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量；

步骤S503：依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；

步骤S504：根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；

步骤S505：依据判断结果，向司乘人员显示超员信息。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的***相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见***部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种动车组超员检测***以及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动车组超员检测***，其特征在于，包括：压力采集装置，制动控制单元，列车网络***主控制器，人机接口；

所述压力采集装置用于采集动车组各车厢的转向架空气弹簧的压力值，并将各车厢的压力值通过多功能车辆总线传送至所述制动控制单元；

所述制动控制单元用于将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量，并将各车箱的单车重量通过所述多功能车辆总线传送给列车网络***主控制器；

所述列车网络***主控制器用于依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；

所述列车网络***主控制器根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；

所述人机接口依据所述列车网络***主控制器通过所述多功能车辆总线输出的判断结果，向司乘人员显示超员信息。

2.如权利要求1所述的动车组超员检测***，其特征在于，所述压力采集装置为设置于动车组各车厢的一位转向架空气弹簧和二位转向架空气弹簧之间的空气弹簧压力反馈管路。

3.如权利要求2所述的动车组超员检测***，其特征在于，所述空气弹簧压力反馈管路包括：平均阀和压力传感器；

所述平均阀用于对所述一位转向架空气弹簧和所述二位转向架空气弹簧的压力进行算数平均运算；

所述压力传感器用于采集经过所述平均阀运算后的压力值，并将所述压力值传输至所述制动控制单元。

4.如权利要求1所述的动车组超员检测***，其特征在于，所述列车网络***主控制器具体用于：接收到各车厢的单车重量后，利用各车厢的单车重量减去与各车厢对应的旋转质量得出各车厢的单车实际重量。

5.如权利要求1所述的动车组超员检测***，其特征在于，所述单车超员报警阈值分别根据动车组各车厢的定员载荷、预设定员数量、每个乘客预设重量以及预设的车辆超员人数确定；

所述整列超员报警阈值根据动车组各车厢的单车超员报警阈值的和确定。

6.如权利要求1所述的动车组超员检测***，其特征在于，包括旅客信息***主控制器，所述旅客信息***主控制器用于控制旅客信息***向旅客显示和广播超员信息。

7.如权利要求6所述的动车组超员检测***，其特征在于，当动车的行驶速度小于预设速度或动车处于开门状态，且动车组各车厢的单车实际重量大于等于所述单车超员报警阈值的时间超过预设时间时，所述列车网络***主控制器向所述人机接口输入单车超员声光报警及诊断代码；

当动车的行驶速度小于预设速度或动车处于开门状态，且动车的整列实际重量大于等于所述整列超员报警阈值的时间超过预设时间时，所述列车网络***主控制器向所述人机接口输入整列超员声光报警及诊断代码。

8.如权利要求7所述的动车组超员检测***，其特征在于，当单车超员报警时，司机室和机械师室的人机接口输出所述诊断代码，且通过蜂鸣器报警；

通过司机室和机械师室的人机接口的列车配置界面查看单车超员状态，并向旅客信息***主控制器发出指令，从而通过各车厢的显示器显示“X车超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，通过车厢广播喇叭播报“X车超员，请站立乘客到相邻车辆乘坐”，其中X为单车超员的车厢序号。

9.如权利要求1所述的动车组超员检测***，其特征在于，所述人机接口的界面还包括单车报警隔离按钮；

所述单车报警隔离按钮用于动车组车厢的压力采集装置发生故障时，实现压力采集装置故障车厢的单车误报警隔离。

10.一种动车组超员检测方法，其特征在于，包括：

采集动车组各车厢转向架空气弹簧的压力值；

将各车厢的压力值转换为各车厢的单车重量；

依据各车厢的单车重量及各车厢的旋转质量得出各车厢的单车实际重量，并依据各车厢预设的单车超员报警阈值判断各车厢是否超员；

根据各车厢的单车实际重量和得出动车组的整列实际重量，并依据预设的整列超员报警阈值判断动车组是否超员；

依据判断结果，向司乘人员显示超员信息。