本發(fā)明涉及軌道交通車輛控制技術領域，具體涉及一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)、列車牽引及制動控制方法。

背景技術：

目前，共知的城市軌道交通系統(tǒng)主要指地鐵、輕軌、中低速磁懸浮交通、現(xiàn)代有軌電車的等一系列的交通方式。按照城市軌道交通系統(tǒng)運行特性的要求，其運行特性曲線主要由牽引、惰行和制動3個階段組成。由于城市軌道交通系統(tǒng)的站間距較短(一般為2～5公里)、啟動加速度、制動減速度大等因素，導致其運行特性與干線鐵路、高速動車組的特性不同，因此城市軌道交通車輛的運行工況主要固定在上述3種工況間的頻繁切換運行。

車輛啟動階段，列車牽引加速分為三個階段，第一階段為恒力矩區(qū)，牽引力與列車的速度呈線性關系；第二階段為恒功區(qū)，牽引力與速度呈反比例關系；第三階段為自然特性區(qū)，牽引力與速度的平方呈反比例關系。為保證列車啟動加速度的要求，在恒力矩區(qū)需要很大的牽引功率，列車牽引功率的確定也是根據(jù)該區(qū)的功率要求進行設計的，而列車進入后兩區(qū)后其牽引功率會大幅下降。

車輛惰行階段，車輛既無牽引也無制動。依靠慣性運行，根據(jù)車輛所受阻力進行減速運行；根據(jù)運行情況不同，此階段也可能為勻速行駛階段，車輛阻力與牽引力相等，車輛保持勻速運動。在該階段列車的牽引功率將為0。

車輛制動階段，與牽引階段類似，也分為自然特性區(qū)、恒功區(qū)、恒力矩區(qū)，其速度與牽引力的關系與牽引階段基本相同。目前城市軌道交通列車制動的控制策略為，電制動優(yōu)先，不足部分氣制動補充，因此為滿足列車制動減速度的要求，需要提供較大的電制動；由上述分析可知城軌列車負荷的典型特點是牽引和制動功率呈脈沖型，瞬時功率大而平均功率小。

目前城市軌道交通車輛的設計為滿足牽引制動特性的要求，其功率配置均較大，從而導致其列車重量的增加、載客量減少、能耗增加、列車結構復雜等問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)、列車牽引及制動控制方法；實現(xiàn)了同站臺上、下行地鐵列車牽引、制動的協(xié)同化控制，有效地降低列車運行能耗，并可靠地提高列車運行效率。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供以下技術方案：

一方面，本發(fā)明提供了一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：分別設置在目標站臺范圍內的上行及下行路段的兩個牽引及制動動力單元、分別設置在所述上行及下行路段內的路基上的定子線圈、分別設置在上行及下行列車上的轉子反應板，以及，與牽引及制動動力單元通信連接的地面列車綜合運行控制單元；

同一路段內的所述牽引及制動動力單元與定子線圈連接，使得所述牽引及制動動力單元控制所述定子線圈與對應的列車上的轉子反應板相互作用，實現(xiàn)對該列車的牽引及制動。

進一步地，每個所述牽引及制動動力單元均包括：設置在站臺路段的上行及下行路段兩側的變流器組，以及，與所述變流器組連接的整流變壓器；

所述變流器組與同一路段內的所述定子線圈連接，且所述變流器組均連接至地面儲能單元；

所述整流變壓器與同一路段內的所述變流器組之間設有開關，且每個所述變流器組中均至少包括兩個變流器；

各所述變流器均與同一路段中的所述整流變壓器連接，以及，各所述變流器與同一路段中的所述定子線圈連接。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括：設置在列車上的永磁電機組、與所述永磁電機組連接的車載雙向dc/ac逆變器、與所述車載雙向dc/ac逆變器通信連接的車載列車運行控制單元，以及，車載儲能單元；所述地面列車綜合運行控制單元與所述車載列車運行控制單元通信連接；

所述永磁電機組與所述車載雙向dc/ac逆變器連接，且所述車載雙向dc/ac逆變器和車載儲能單元均連接至列車直流母線，其中，所述列車直流母線與直流變換器及車載設備連接。

進一步地，所述車載儲能單元包括超級電容器組、蓄電池組，以及，與所述蓄電池組連接的雙向dc/dc變換器；

所述超級電容器組和雙向dc/dc變換器分別連接至所述列車直流母線。

進一步地，設置在同一列車上的所述永磁電機組為一組或兩組，且每組所述永磁電機組中均包括至少兩個永磁電機；

相應的，

設置在同一列車上的所述永磁電機組為一組時，該一組永磁電機組設置在列車的其中一個端車廂的第二轉向架上；

設置在同一列車上的所述永磁電機組為兩組時，該兩組永磁電機組分別設置在列車的兩個端車廂的第二轉向架上；

其中，所述端車廂為列車兩端車頭及車尾處的車廂，所述第二轉向架設置在端車廂底部、且靠近相鄰車廂的位置處。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種列車牽引及制動控制方法，所述方法應用所述的列車牽引及制動控制系統(tǒng)實現(xiàn)，且所述方法包括：

根據(jù)當前環(huán)境信息、目標列車的位置信息及運行設備信息，判斷目標列車的當前狀態(tài)；

若判定目標列車的當前狀態(tài)為牽引狀態(tài)，則在所述目標列車所處的路段中，控制所述牽引及制動動力單元進入牽引狀態(tài)，所述牽引及制動動力單元為所述定子線圈提供交流電，所述牽引及制動動力單元控制所述定子線圈與對應的列車上的轉子反應板相互作用，使得該目標列車彈射啟動彈射發(fā)車；

若判定目標列車的當前狀態(tài)為制動狀態(tài)，則在所述目標列車所處的路段中，控制所述牽引及制動動力單元進入制動狀態(tài)，所述牽引及制動動力單元為地面儲能單元及同一時刻在同站臺范圍內的處于牽引狀態(tài)的列車供電。

進一步地，在所述控制所述牽引及制動動力單元進入牽引狀態(tài)之前，所述方法還包括：

若經判斷得知同一時刻的同一站臺范圍內，存在另一列車的當前狀態(tài)為制動狀態(tài)，則控制所述目標列車的所述牽引及制動動力單元接收所述另一列車提供的電能。

進一步地，所述方法還包括：若經判斷得知目標列車的當前狀態(tài)為待啟動狀態(tài)，則控制所述車載儲能單元經所述列車直流母線向所述直流變換器及車載設備供電。

進一步地，所述方法還包括：若經判斷得知目標列車的當前狀態(tài)為運行狀態(tài)，其中，所述運行狀態(tài)包括所述牽引狀態(tài)和制動狀態(tài)；則在所述目標列車所處的路段中，控制所述永磁電機組切換至發(fā)電狀態(tài)；

所述永磁電機組經車載雙向dc/ac逆變器分別向車載儲能單元和列車直流母線供電，使得所述車載儲能單元存儲電能，并通過列車直流母線向所述直流變換器及車載設備供電。

進一步地，所述方法還包括：若經判斷得知目標列車的當前狀態(tài)為進出庫或應急牽引狀態(tài)，則在所述目標列車所處的路段中，控制所述車載儲能單元依次經所述列車直流母線和車載雙向dc/ac逆變器，向所述永磁電機組供電；

控制所述永磁電機組切換至電動機狀態(tài)，使得當前的目標列車進入自牽引狀態(tài)。

由上述技術方案可知，本發(fā)明所述的一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)、列車牽引及制動控制方法；系統(tǒng)包括：分別設置在目標站臺范圍內的上行及下行路段的兩個牽引及制動動力單元、分別設置在所述上行及下行路段內的路基上的定子線圈、分別設置在上行及下行列車上的轉子反應板，以及，與牽引及制動動力單元通信連接的地面列車綜合運行控制單元；同一路段內的所述牽引及制動動力單元與定子線圈連接，使得所述牽引及制動動力單元控制所述定子線圈與對應的列車上的轉子反應板相互作用，實現(xiàn)對該列車的牽引及制動。本發(fā)明實現(xiàn)了同站臺上、下行地鐵列車牽引、制動的協(xié)同化控制，有效地降低列車運行能耗，并可靠地提高列車運行效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的列車牽引及制動控制系統(tǒng)的第一種具體實施方式的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的列車牽引及制動控制系統(tǒng)中的第二種具體實施方式的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的列車牽引及制動控制系統(tǒng)中的第三種具體實施方式的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的列車牽引及制動控制系統(tǒng)中的第四種具體實施方式的結構示意圖；

圖5a是本發(fā)明的列車牽引及制動控制系統(tǒng)中永磁電機組d0的一種應用結構示意圖；

圖5b是本發(fā)明的列車牽引及制動控制系統(tǒng)中永磁電機組d0的另一種應用結構示意圖；

圖6是本發(fā)明的應用實例中的地面列車牽引及制動系統(tǒng)簡圖；

圖7是本發(fā)明的應用實例中的車載輔助供電與列車應急牽引系統(tǒng)簡圖；

圖8是本發(fā)明的列車牽引及制動控制方法的一種具體實施方式的流程示意圖；

圖9是本發(fā)明的列車牽引及制動控制方法的另一種具體實施方式的流程示意圖；

其中，a1-上行牽引及制動動力單元；a11-上行整流變壓器；a12-第一上行變流器；a13-第二上行變流器；a14-上行定子線圈；1kmo1-上行線路開關；a2-下行牽引及制動動力單元；a21-下行整流變壓器；a22-第一下行變流器；a23-第二下行變流器；a24-下行定子線圈；2kmo1-下行線路開關；b01-地面儲能單元；b1-上行列車轉子反應板；b2-下行列車轉子反應板；t01-地面列車綜合運行控制單元；t02-車載列車運行控制單元；cc-車載儲能單元；c01-超級電容器組；c02-蓄電池組；c04-雙向dc/dc變換器；c05-車載雙向dc/ac逆變器；c06-直流變換器；c07-空壓機組；c08-空調機組；d0-永磁電機組；d01-第一永磁電機；d02-第二永磁電機。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的實施例一提供了一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)的第一種具體實施方式，參見圖1,所述列車牽引及制動控制系統(tǒng)具體包括如下內容：

分別設置在目標站臺范圍內的上行及下行路段的兩個牽引及制動動力單元，具體包括上行牽引及制動動力單元a1和下行牽引及制動動力單元a2。

分別設置在所述上行及下行路段內的路基上的定子線圈，具體包括上行定子線圈a14和下行定子線圈a24。

分別設置在上行及下行列車上的轉子反應板，具體包括上行列車轉子反應板b1和下行列車轉子反應板b2。

以及，與上行牽引及制動動力單元a1和下行牽引及制動動力單元a2通信連接的地面列車綜合運行控制單元t01。

同一路段內的所述上行牽引及制動動力單元a1與上行定子線圈a14連接，下行牽引及制動動力單元a2與下行定子線圈a24連接。

所述上行牽引及制動動力單元a1控制所述上行定子線圈a14與對應的上行列車上的上行列車轉子反應板b1相互作用，實現(xiàn)對上行列車的牽引及制動；以及，所述下行牽引及制動動力單元a2控制所述下行定子線圈a24與對應的下行列車上的下行列車轉子反應板b2相互作用，實現(xiàn)對下行列車的牽引及制動。

在上述描述中，目標站臺范圍為同一個站臺的列車牽引及制動的路段的范圍，地面列車綜合運行控制單元t01用于對上行牽引及制動動力單元a1和下行牽引及制動動力單元a2，以及，上行及下行列車進行監(jiān)測及控制，并對地面高壓供電系統(tǒng)進行控制與監(jiān)視。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例提供了一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過永磁同步牽引技術實現(xiàn)了同站臺上、下行地鐵列車牽引、制動的協(xié)同化控制，降低列車運行能耗，提高列車運行效率。

本發(fā)明的實施例二提供了上述列車牽引及制動控制系統(tǒng)的第二種具體實施方式，參見圖2，所述列車牽引及制動控制系統(tǒng)中的牽引及制動動力單元具體包括如下內容：

設置在站臺路段的上行及下行路段兩側的變流器組，以及，與所述變流器組連接的整流變壓器；所述整流變壓器與同一路段內的所述變流器組之間設有開關，所述變流器組與同一路段內的所述定子線圈連接，且所述變流器組均連接至地面儲能單元b01；且每個所述變流器組中均至少包括兩個變流器；各所述變流器均與同一路段中的所述整流變壓器連接，以及，各所述變流器與同一路段中的所述定子線圈連接。

在上述描述中，上行牽引及制動動力單元a1包括設置在站臺路段的上行路段側的第一上行變流器a12和第二上行變流器a13，與所述第一上行變流器a12和第二上行變流器a13連接的上行整流變壓器a11，所述上行整流變壓器a11與第一上行變流器a12和第二上行變流器a13之間設有上行線路開關1kmo1，第一上行變流器a12和第二上行變流器a13均與上行路段中的上行定子線圈a14連接；以及，下行牽引及制動動力單元a2包括設置在站臺路段的下行路段側的第一下行變流器a22和第二下行變流器a23，與所述第一下行變流器a22和第二下行變流器a23連接的下行整流變壓器a21，所述下行整流變壓器a21與第一下行變流器a22和第二下行變流器a23之間設有下行線路開關2kmo1，第一下行變流器a22和第二下行變流器a23均與下行路段中的下行定子線圈a24連接；其中，第一上行變流器a12、第二上行變流器a13、第一下行變流器a22和第二下行變流器a23均連接至地面儲能單元b01。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例提供了一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過永磁同步牽引技術實現(xiàn)了同站臺上、下行地鐵列車牽引、制動的協(xié)同化控制的基礎上，并通過開關的設置提高了整個系統(tǒng)運行的可靠性，提高了列車運行安全。

本發(fā)明的實施例三提供了上述列車牽引及制動控制系統(tǒng)的第三種具體實施方式，參見圖3,所述列車牽引及制動控制系統(tǒng)還具體包括如下內容：

設置在列車上的永磁電機組d0、與所述永磁電機組d0連接的車載雙向dc/ac逆變器c05、與所述車載雙向dc/ac逆變器c05通信連接的車載列車運行控制單元t02，以及，車載儲能單元cc；所述地面列車綜合運行控制單元t02與所述車載列車運行控制單元t01通信連接；所述永磁電機組c0與所述車載雙向dc/ac逆變器c05連接，且所述車載雙向dc/ac逆變器c05和車載儲能單元cc均連接至列車直流母線，其中，所述列車直流母線與直流變換器c06及車載設備連接，其中，車載設備至少包括空壓機組c07和空調機組c08等。

在一種具體實施方式中，參見圖4，所述車載儲能單元cc包括超級電容器組c01、蓄電池組c02，以及，與所述蓄電池組c02連接的雙向dc/dc變換器c04；所述超級電容器組c01和雙向dc/dc變換器c04分別連接至所述列車直流母線。

設置在同一列車上的所述永磁電機組d0為一組或兩組，且每組所述永磁電機組d0中均包括至少兩個永磁電機，即第一永磁電機d01和第二永磁電機d02。

在一種具體實施方式中，若當前列車的車廂數(shù)較少，例如3節(jié)車廂，如圖5a所示，則設置該3節(jié)列車上的所述永磁電機組d0為一組，該一組永磁電機組d0中的第一永磁電機d01和第二永磁電機d02均設置在列車的其中一個端車廂的第二轉向架上。

在另一種具體實施方式中，若當前列車的車廂數(shù)較多，例如6節(jié)車廂，如圖5b所示，則設置在該6節(jié)列車上的所述永磁電機組d0為兩組，該兩組永磁電機組d0分別設置在列車的兩個端車廂的第二轉向架上；即列車的兩個端車廂的第二轉向架上均設有第一永磁電機d01和第二永磁電機d02。

其中，所述端車廂為列車兩端車頭及車尾處的車廂，所述第二轉向架設置在端車廂底部、且靠近相鄰車廂的位置處。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例提供了一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過永磁同步牽引技術實現(xiàn)了同站臺上、下行地鐵列車牽引、制動的協(xié)同化控制，降低列車運行能耗，提高列車運行效率。

為進一步的說明本方案，本發(fā)明還提供了一種列車牽引及制動控制系統(tǒng)的應用實例，參見圖6和圖7，該列車牽引及制動控制系統(tǒng)具體包括如下內容：

列車牽引及制動控制系統(tǒng)由置于車站路基(含區(qū)間的坡道處路基)內的永磁同步直線電機定子線圈、牽引變流器、牽引供電整流變壓器、地面儲能系統(tǒng)和置于車輛轉向架下部的永磁同步直線電機轉子反應板等組成。其中列車的牽引電機由置于車站路基(含區(qū)間的坡道處路基)內的定子線圈和置于車輛轉向架下部的轉子反應板兩部分組成，并通過基于無線通信的列車綜合控制系統(tǒng)，完成列車牽引及制動控制功能，實現(xiàn)列車全線無接觸網(wǎng)供電運營。

車載輔助供電系統(tǒng)(以6輛編組的列車為例)主要由布置在2個端車的雙向直流/交流逆變器、永磁電機、雙向dc/dc變換器、超級電容器、蓄電池組、dc750/dc110v直流變化器、車載列車運行控制系統(tǒng)等組成，中間車不布置上述設備。列車在線路上運行時通過布置端車第二轉向架的永磁電機以發(fā)電模式向車載雙向直流/交流逆變器供電，該逆變器將交流電逆變成dc750v直流電，向列車級dc750v直流母線供電；當列車進站停車時，輔助供電系統(tǒng)通過由超級電容器組和蓄電池組組成的車載儲能系統(tǒng)向列車級dc750v直流母線供電。該dc750v直流母線向全列車的車載空氣壓縮機組、空調機組、dc750/dc110v直流變化器等設備供電，實現(xiàn)列車的供風、照明、通風、制冷、制熱等輔助功能。

列車應急牽引主要是為了滿足列車進出庫運行和列車主牽引系統(tǒng)故障時運行到鄰近的車站的要求，主要由雙向直流/交流逆變器、永磁電機、雙向dc/dc變換器、超級電容器、蓄電池組等組成。列車在應急牽引模式下時，由超級電容器組、蓄電池組組和雙向dc/dc變換器組成的車載儲能系統(tǒng)向列車級dc750v直流母線供電，車載雙向直流/交流逆變器從dc750v直流母線取電后，該逆變器驅動2個端車第二轉向架的兩臺永磁電機，該電機以電動機模式工作，從而實現(xiàn)列車的應急牽引運行。

基于無線通信的列車綜合控制系統(tǒng)主要由專用無線網(wǎng)絡、車載列車運行控制系統(tǒng)、地面列車綜合運行控制系統(tǒng)等組成。實現(xiàn)列車的主牽引和電制動、列車輔助供電和列車應急牽引等功能的控制。

具體包括如下內容：

系統(tǒng)組成：

該系統(tǒng)由主牽引和電制動系統(tǒng)、車載輔助供電系統(tǒng)、車載應急牽引系統(tǒng)和基于無線通信的列車綜合控制系統(tǒng)等組成。

(1)、主牽引和電制動系統(tǒng)主要實現(xiàn)列車的牽引與制動功能，由高壓供電牽引整流變壓器組、高壓斷路器、牽引逆變器、直線電機線圈、地面儲能系統(tǒng)和地面列車綜合控制系統(tǒng)等組成。

上行整流變壓器a11和下行整流變壓器a21均為：高壓供電牽引整流變壓器；完成3ac35kv/dc1500v(或者3ac35kv/dc3000v、3ac/10kv/dc1500v)的電壓轉換后，向布置在車站路基(含區(qū)間的坡道處路基)旁的分布式a12、a13、a22、a22牽引逆變器供電，是列車牽引能量供給轉換裝置。根據(jù)現(xiàn)行的地鐵設計規(guī)范，每個分布式牽引區(qū)間內設置兩臺牽引整流變壓器，正常情況下，兩臺變壓器并聯(lián)運行，即1km01與2km01高速直流斷路器處于“合閘”位。當a11故障時，1km01高速斷路器跳開，a11退出運行，該牽引區(qū)間內的供電由a21獨立完成，且能滿足該牽引區(qū)間正常的供電需求；同理當a21故障時，2km01高速斷路器跳開，a21退出運行，該牽引區(qū)間內的供電由a11獨立完成，且能滿足該牽引區(qū)間正常的供電需求。

第一上行變流器a12和第二上行變流器a13均為：牽引區(qū)間內上行線路的牽引逆變器。完成上行列車在該區(qū)間內的牽引加速與制動減速功能。正常情況下，兩臺牽引逆變器并聯(lián)運行，當其中1臺故障時，另1臺逆變器能夠確保列車正常運行。

第一下行變流器a22和第二下行變流器a23均為：牽引區(qū)間內下行線路的牽引逆變器。完成下行列車在該區(qū)間內的牽引加速與制動減速功能。正常情況下，兩臺牽引逆變器并聯(lián)運行，當其中1臺故障時，另1臺逆變器能夠確保列車正常運行。

上行定子線圈a14具體為：牽引區(qū)間內上行線路永磁同步牽引直線電機定子段(線圈)。與運行在該區(qū)間內的上行置于車輛轉向架下部的轉子反應板組成直線牽引電機，完成上行列車在該區(qū)間內的牽引加速與制動減速功能。

下行定子線圈a24具體為：牽引區(qū)間內下行線路永磁同步牽引直線電機定子段(線圈)。與運行在該區(qū)間內的下行置于車輛轉向架下部的轉子反應板組成直線牽引電機，完成下行列車在該區(qū)間內的牽引加速與制動減速功能。

地面儲能單元b01具體為：牽引區(qū)間內地面儲能系統(tǒng)。完成該區(qū)間內上行(或下行)列車制動能量的收集與儲存，同時向該牽引區(qū)間內下行(或上行)啟動或加速的列車提供電能。

(2)、車載輔助供電系統(tǒng)主要由雙向直流/交流逆變器、永磁電機、雙向dc/dc變換器、超級電容器、蓄電池組、dc750/dc110v直流變化器等組成，該系統(tǒng)實現(xiàn)列車的輔助供電功能。

超級電容器組c01具體為：車載超級電容器組。與c02蓄電池組、c04雙向dc/dc變換器等組成車載儲能單元，在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，經c05獲取d01和d02提供的能量；在列車停車或主牽引和電制動系統(tǒng)故障時為列車提供dc750v的應急供電。

蓄電池組c02具體為：車載蓄電池組。與c01車載超級電容器組、c04雙向dc/dc變換器等組成車載儲能單元，在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，經c05獲取d01和d02提供的能量；在列車停車或主牽引和電制動系統(tǒng)故障時為列車提供dc750v的應急供電。

雙向dc/dc變換器c04具體為：雙向dc/dc變換器。與c01車載超級電容器組、c02車載蓄電池組等組成車載儲能單元，在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，經c05獲取d01和d02提供的能量；在列車停車或主牽引和電制動系統(tǒng)故障時為列車提供dc750v的應急供電。

車載雙向dc/ac逆變器c05具體為：雙向直流/交流逆變器。在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，與d01、d02組成列車輔助發(fā)電系統(tǒng)，為列車提供dc750v直流電源；在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，與d01、d02組成列車應急牽引系統(tǒng)，來滿足列車進出庫運行和列車主牽引系統(tǒng)故障時運行到鄰近的車站的要求。

直流變換器c06具體為：dc750v/dc110v直流變換器。完成dc750v/dc110v的直流電壓變換，為列車控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)等提供dc110v電源。

第一永磁電機d01和第二永磁電機d02均為：永磁電機。在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，與c05雙向直流/交流逆變器組成列車輔助發(fā)電系統(tǒng)，為列車提供dc750v直流電源；在主牽引和電制動系統(tǒng)工作正常的情況下，與c05雙向直流/交流逆變器組成列車應急牽引系統(tǒng)，來滿足列車進出庫運行和列車主牽引系統(tǒng)故障時運行到鄰近的車站的要求。

(3)、列車應急牽引主要是為了滿足列車進出庫運行和列車主牽引系統(tǒng)故障時運行到鄰近的車站的要求，主要由雙向直流/交流逆變器、永磁電機、雙向dc/dc變換器、超級電容器、蓄電池組等組成。

(4)、基于無線通信的列車綜合控制系統(tǒng)主要由專用無線網(wǎng)絡、車載列車運行控制系統(tǒng)、地面列車綜合運行控制系統(tǒng)等組成。實現(xiàn)列車的主牽引和電制動、列車輔助供電和列車應急牽引等功能的控制。

地面列車綜合運行控制單元t01也為地面列車綜合控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要完成如下功能：

1)、對地面高壓供電系統(tǒng)進行控制與監(jiān)視；

2)、對區(qū)間內主牽引和電制動系統(tǒng)進行控制與監(jiān)視；

3)、對整條線路內全部區(qū)間內主牽引和電制動系統(tǒng)進行控制與監(jiān)視；

4)、與t02進行無線通信，控制列車運行。

車載列車運行控制單元t02也為列車運行控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要完成如下功能：

1)、實現(xiàn)對車載設備的控制與監(jiān)控；

2)、與t01進行無線通信，控制列車運行。

本發(fā)明的實施例四提供了上述列車牽引及制動控制方法的一種具體實施方式，參見圖8,所述列車牽引及制動控制方法具體包括如下內容：

步驟100：根據(jù)當前環(huán)境信息、目標列車的位置信息及運行設備信息，判斷目標列車的當前狀態(tài)；若判定目標列車的當前狀態(tài)為牽引狀態(tài)，則進入步驟200；若判定目標列車的當前狀態(tài)為制動狀態(tài)，則進入步驟300。

步驟200：在所述目標列車所處的路段中，控制所述牽引及制動動力單元進入牽引狀態(tài)，所述牽引及制動動力單元為所述定子線圈提供交流電，所述牽引及制動動力單元控制所述定子線圈與對應的列車上的轉子反應板相互作用，使得該目標列車彈射啟動彈射發(fā)車。

步驟300：在所述目標列車所處的路段中，控制所述牽引及制動動力單元進入制動狀態(tài)，所述牽引及制動動力單元為地面儲能單元及同一時刻在同站臺范圍內的處于牽引狀態(tài)的列車供電。

在一種具體實施方式中，步驟200之前還包括：若經判斷得知同一時刻的同一站臺范圍內，存在另一列車的當前狀態(tài)為制動狀態(tài)，則控制所述目標列車的所述牽引及制動動力單元接收所述另一列車提供的電能。

從上述描述可知，本發(fā)明的實施例提供了一種列車牽引及制動控制方法，通過永磁同步牽引技術實現(xiàn)了同站臺上、下行地鐵列車牽引、制動的協(xié)同化控制，降低列車運行能耗，提高列車運行效率。

本發(fā)明的實施例五提供了上述列車牽引及制動控制方法的另一種具體實施方式，參見圖9,所述列車牽引及制動控制方法還具體包括如下內容：

若在步驟100中經判斷得知目標列車的當前狀態(tài)為待啟動狀態(tài)，則進入步驟400；若經判斷得知目標列車的當前狀態(tài)為運行狀態(tài)，其中，所述運行狀態(tài)包括所述牽引狀態(tài)和制動狀態(tài)，則進入步驟500；若經判斷得知目標列車的當前狀態(tài)為進出庫或應急牽引狀態(tài)，則進入步驟700。

步驟400：控制所述車載儲能單元經所述列車直流母線向所述直流變換器及車載設備供電。

步驟500：在所述目標列車所處的路段中，控制所述永磁電機組切換至發(fā)電狀態(tài)。

步驟600：所述永磁電機組經車載雙向dc/ac逆變器分別向車載儲能單元和列車直流母線供電，使得所述車載儲能單元存儲電能，并通過列車直流母線向所述直流變換器及車載設備供電。

步驟700：在所述目標列車所處的路段中，控制所述車載儲能單元依次經所述列車直流母線和車載雙向dc/ac逆變器，向所述永磁電機組供電。

步驟800：控制所述永磁電機組切換至電動機狀態(tài)，使得當前的目標列車進入自牽引狀態(tài)。

為進一步的說明本方案，本發(fā)明還提供了一種列車牽引及制動控制方法的應用實例，該列車牽引及制動控制方法具體包括如下內容：

(1)上、下行列車協(xié)同運行工況

上行列車進站制動運行時，a12和a13工作在電制動狀態(tài)，向準備出站的下行列車和地面儲能系統(tǒng)反饋電能。此時，地面列車綜合運行控制系統(tǒng)控制a22和a23工作在牽引狀態(tài)，下行列車啟動彈射發(fā)車。下行列車彈射發(fā)車后，車載列車運行控制系統(tǒng)t02控制c05、d01和d02工作。d01和d02工作在發(fā)電狀態(tài)，通過c05向c01、c04和c02充電，向c06、c07和c08供電。

下行列車進站制動運行時，a22和a23工作在電制動狀態(tài)，向準備出站的上行列車和地面儲能系統(tǒng)反饋電能。此時，地面列車綜合運行控制系統(tǒng)控制a12和a13工作在牽引狀態(tài)，上行列車啟動彈射發(fā)車。上行列車彈射發(fā)車后，車載列車運行控制系統(tǒng)t02控制c05、d01和d02工作。d01和d02工作在發(fā)電狀態(tài)，通過c05向c01、c04和c02充電，向c06、c07和c08供電。

(2)輔助供電工況

列車啟動前，輔助供電系統(tǒng)由c01、c02和c04通過列車級dc750v直流母線向列車輔助系統(tǒng)供電。列車啟動后，車載列車運行控制系統(tǒng)t02控制d01和d02工作在發(fā)電狀態(tài)，并控制c05向列車級dc750v直流母線供電，實現(xiàn)對c01、c04和c02的充電，對列車輔助設備的供電。

(3)應急牽引工況

當列車需要進出庫運行或車輛故障時，地面列車供電系統(tǒng)不能向車輛提供牽引電能，列車可工作在應急牽引工況。列車工作在應急牽引工況時，車載列車運行控制系統(tǒng)t02控制c01、c02和c04向列車級dc750v直流母線供電，并控制c05工作，使d01和d02工作在電動機狀態(tài)，實現(xiàn)列車自牽引。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。