一种用于轨道车辆中受电弓的控制方法及控制系统

一种用于轨道车辆中受电弓的控制方法及控制系统

周佳吴宁石佳良

（中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063035）

摘要：本文介绍一种用于轨道车辆中受电弓的控制方法，包括：获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息；根据接触网高度信息在接触网高度与速度-接触力控制曲线一一映射表中选取与该接触网高度对应的速度-接触力控制曲线；根据选取的速度-接触力控制曲线控制受电弓。同时提出执行上述控制方法的控制系统，包括：接触网高度获取模块、选择模块和控制模块。本文提供的一种用于轨道车辆中受电弓的控制方法及控制系统，提高了轨道车辆的适应能力和运行效率。

关键词：轨道车辆；受电弓；控制方法；控制系统

前言

现在的铁路路网存在高速客运专线和客货混用路线等多种路况，这些线路具有不同的接触网高度。例如，我国现有的接触路网包括：5.3m、5.5m、6m和6.4m等多个高度。为了适应这些接触网高度，从接触网受流的受电弓就需要在线路转换时调整受电弓以使受电弓和接触网之间具有合适的弓网动态接触力，从而实现良好受流[1]。

但是，现有的受电弓控制方法每次遇到接触网高度变化时，需要刷新受电弓控制软件或者人工调整受电弓静态接触力（列车静止时受电弓与接触网之间的相互作用力）和受电弓导流板（导流板用于调整空气对受电弓的作用力）的角度以使受电弓具有合适的高度，从而使受电弓对接触网具有合适的压力以实现良好受流，费时费力，效率非常的低。本文提出了一种用于轨道车辆中受电弓的控制方法及控制系统技术方案，可以实现受电弓自动适应不同高度的接触网，以解决现有技术中需人工调整受电弓效率低的技术问题[2]。

一、受电弓控制方法

本文提供一种用于轨道车辆的受电弓控制方法，以实现轨道车辆在具有不同接触网高度的线路上运行时可以对受电弓进行实时自动控制以使其适应不同接触网的高度，从而保证受电弓和接触网之间具有良好的动态接触力，实现轨道车辆的良好受流，进而提高轨道车辆的运行效率。

该轨道车辆受电弓的控制方法，包括以下步骤：

（1）获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息；

（2）根据接触网高度信息在接触网高度与速度—接触力控制曲线一一映射表中选取与该接触网高度对应的速度-接触力控制曲线[3]；

（3）根据所述速度-接触力控制曲线控制所述受电弓。

步骤（1）中获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息可以采用以下方式之一：

①获取轨道车辆的位置信息，根据位置信息获取所述轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息。

②获取轨道车辆的车次信息，根据车次信息获取所述轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息。

③根据轨道车辆的位置信息获取轨道车辆下一段运行线路的第一接触网高度信息；根据轨道车辆车次信息获取轨道车辆下一段运行线路的第二接触网高度信息；根据第一接触网高度信息和第二接触网高度信息的比较结果获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息。

二、受电弓控制系统

针对上文描述的轨道车辆中受电弓控制方法，轨道车辆中受电弓的控制系统包括：接触网高度获取模块，用于获取所述轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息；选择模块，根据接触网高度信息在接触网高度与速度-接触力控制曲线一一映射表中选取与该接触网高度对应的速度-接触力控制曲线；控制模块，根据速度-接触力控制曲线实时控制受电弓。

接触网高度获取三种方式对应三种接触网高度获取模块：

1.通过车辆位置信息获取接触网高度模块包括：GPS单元，用于获取轨道车辆的位置信息；位置-接触网高度获取单元，根据位置信息获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息，例如可以通过PIS系统获取GPS信息实现受电弓自动控制。

PIS系统将GPS信息通过MVB网络传输给网络控制系统，网络控制系统根据GPS信息判断接触网类型并做出接触网类型选择，通过MVB网络将接触网类型发送给受电弓控制器（EPCU），实现受电弓自动控制。

2.通过车次号获取接触网高度模块包括：车次获取单元，用于获取轨道车辆的车次信息；车次-接触网高度获取单元，根据车次信息获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息，例如可以通过PIS系统获取车次号信息实现受电弓自动控制。

PIS系统将车次号通过MVB网络传输给网络控制系统，网络控制系统根据车次号判断接触网类型并做出接触网类型选择，通过MVB网络将接触网类型发送给受电弓控制器（EPCU），实现受电弓自动控制。

3.接触网高度获取模块包括：第一获取单元，根据轨道车辆的位置信息获取所述轨道车辆下一段运行线路的第一接触网高度信息；第二获取单元，根据轨道车辆车次信息获取轨道车辆下一段运行线路的第二接触网高度信息；处理单元，根据第一接触网高度信息和第二接触网高度信息的比较结果获取所述轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息，例如可利用PIS系统同时获取GPS信息和车次号实现受电弓自动控制。

PIS系统同时获取GPS信息和车次号通过MVB网络传输给网络控制系统，网络控制系统判断接触网类型并进行一次性校验，校验通过后通过MVB网络将接触网类型发送给受电弓控制器（EPCU），实现受电弓自动控制。

通过上述轨道车辆受电弓的控制系统，受电弓可以自动选择受电弓控制曲线以适应轨道车辆行驶过程中接触网高度的变化，从而保证弓网的动态接触力，实现轨道车辆的良好受流。

三、总结

本文提供的一种用于轨道车辆中受电弓的控制方法及控制系统，通过获取轨道车辆下一段运行线路的接触网高度信息，并根据该信息在接触网高度与速度-接触力控制曲线一一映射表中选取与该接触网高度相对应的速度-接触力控制曲线来控制受电弓，从而使得受电弓和接触网之间获得合适的动态接触力，保证轨道车辆的良好受流，使轨道车辆能够自适应担当客运专线及其高接触网混交路运营，实现高、低接触网互联互通的运营需求，提高了轨道车辆的运行效率和运能。

参考文献

[1]韩通新.弓网受流中出现连续火花的原因分析.铁道机车车辆.2003（3）.58-61.

[2]鲁小兵，刘志刚，宋洋，等.受电弓主动控制综述[J].交通运输工程学报，2014，14（2）：49-61.

[3]郭京波.高速机车受电弓稳定受流与控制研究[学位论文].北京交通大学.2006.

作者简介

周佳，男，生于1981年5月，2011年1月毕业于河北工业大学电气工程专业，全日制硕士研究生学历，现就职于中车唐山机车车辆有限公司产品研发中心，从事高速动车组高压牵引系统设计。