一种受电弓、受电弓高低网识别控制系统及列车

技术领域

本申请属于受电弓的技术领域，具体涉及一种受电弓、受电弓高低网识别控制系统及列车。

背景技术

中国接触网主要分为两大类，客运专线接触网距轨面一般为5.3m，既有铁路接触网距轨面6.4m。重联或长编组列车通常需要升起前后两个受电弓，在列车高速运行时，前弓与接触网接触有振动，导致前弓过后接触网产生波动，两列重联动车组后弓受前车受电弓的激扰和空气扰流，弓网脱离时有发生，严重影响高网下的运营秩序。

为了保证动车组在两种接触网下良好的运营，因此需要为动车配置不同的受电弓动态接触力曲线需要适应不同的网高。目前动车组大部分靠受电弓气动性能适应，不具备接触网网高识别装置，或者设置的接触网网高识别装置严重依赖列车PIS系统，并且涉及PIS系统、网络系统和高压系统的联动，识别网高过程复杂，且有明显滞后性，使得列车高速运行时无法彻底解决弓网脱离的问题，甚至影响列车运行安全。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种受电弓、受电弓高低网识别控制系统及列车，能够解决列车在不同网高区间运行时的网高识别问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种受电弓，包括

受电弓下臂杆，

底架，所述底架具有连接杆，所述受电弓下臂杆的底端可转动的连接于所述连接杆；

网高信息组件，设置于所述底架上，所述网高信息组件具有网高信息开关；

触发凸轮，连接于所述受电弓下臂杆的底端，以能够随所述受电弓下臂杆的摆动而转动，且所述触发凸轮与所述网高信息开关对应设置，用于在转动到预定角度后能够触发网高信息开关，以使所述网高信息组件发出当前网高信号。

优选地，所述网高信息组件包括：

气动按钮阀，设置于所述底架上，且所述气动按钮阀具有气路、气路两端的气路入口、气路出口，以及用于控制所述气路入口和所述气路出口导通的气动开关；所述气动开关作为所述网高信息开关；

网高气压传输管路，与所述气动按钮阀的所述气路入口和所述气路出口连接，并用于分别连通所述气路入口和车载气源、所述气路出口和车载压力开关；

所述触发凸轮在转动到预定角度后能够触发所述气动开关导通所述气路入口和所述气路出口，以使气源通过所述网高气压传输管路触发所述车载压力开关。

优选地，所述气动按钮阀和所述触发凸轮沿所述受电弓下臂杆绕所述连接杆旋转的旋转轴方向间隔设置，且所述气动开关朝向触发凸轮设置。

优选地，所述触发凸轮包括工作位槽，所述气动开关对应设置在所述工作位槽内；

所述工作位槽在其圆周方向上分为高槽位和低槽位，所述触发凸轮旋转到所述预定角度后，所述高槽位能够触发所述气动开关导通所述气路入口和所述气路出口。

优选地，所述高槽位的底部与所述气动开关的距离，小于所述低槽位的底部与所述气动开关的距离，所述高槽位和所述调位之间设有过渡斜坡。

优选地，所述触发凸轮包括固定抱箍，所述固定抱箍和所述工作位槽组成环形。

优选地，所述触发凸轮为环形，工作位槽为环形槽。

优选地，所述气动开关为按压式按钮开关。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种受电弓高低网识别控制系统，包括第一受电弓，所述第一受电弓为上所述的受电弓，

信号获取单元，与所述网高信息组件连接，用于接受所述受电弓发出的网高信号；

控制单元，根据网高信号选择适应的高网动态曲线或低网动态曲线，并控制预定位置的第二受电弓按照高网动态曲线升弓，或按照低网动态曲线降弓；

其中，所述第一受电弓在列车运行方向上位于所述第二受电弓的前方。

优选地，所述网高信息组件包括气动按钮阀和网高气压传输管路；

所述信号获取单元包括车载压力开关，通过所述网高气压传输管路与所述气路出口连接。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种列车，设置有如上所述的受电弓，或者，设置有如上所述的受电弓高低网识别控制系统。

采用本申请实施例中提供的受电弓、受电弓高低网识别控制系统及列车，受电弓升弓至高网区间时，受电弓下臂杆旋转同步带动触发凸轮转动，在受电弓下臂杆和触发凸轮转动到预定角度后(即受电弓升至预定高度，列车运行至高网区间)，触发凸轮触发网高信息开关，以使得网高信息组件发送网高信号；本申请通过受电弓下臂杆旋转角度和升弓高度值的对应，以快速、准确识别接触网的不同网高，从而便于采用合适的网高动态曲线为受电弓提供合适的升弓接触力，进而解决重联动车组后弓受前弓的激扰和空气扰流导致的弓网脱离问题；此外，本申请通过受电弓下臂杆旋转角度和升弓高度值的对应，取消了PIS系统的管理环节，提高了网高识别的效率和稳定性，有效降低网高识别滞后的情况，也能够节省设计和管理成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的受电弓的结构示意图；

图2为图1中A部放大图；

图3为本申请实施例提供的气动按钮阀的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的触发凸轮的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的受电弓高低网识别控制系统的结构示意图一；

图6为本申请实施例提供的受电弓高低网识别控制系统工作原理示意图；

图7为现有技术中受电弓高低网识别的结构示意图；

图中：1为受电弓下臂杆，2为底架，3为触发凸轮，31为工作位槽，311为高槽位，312为低槽位，4为气动按钮阀，41为气路入口，42为气路出口，43为气动开关，5为网高气压传输管路；10为信号获取单元，20为控制单元。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在实现本申请的过程中，发明人发现，现有技术中，如图7所示，PIS系统(即Passenger Information System，旅客信息系统)根据GPS信息和车次号和运行里程确定列车处于何种运营线路，PIS系统通过MVB(即Multifunction Vehicle Bus，多功能车辆总线)网络向所在牵引单元的主CCU(即Central Control Unit，中央控制单元)发送列车的位置信息，随后通过WTB(即Wire Train Bus，绞线式列车总线)网络向同列相邻牵引单元的主CCU发送位置信息；主CCU收到线路位置信息后，CCU接收PIS系统的线路位置信息，并进行编码，CCU将编码信息通过MVB网络发送给EPCU(即Electric Pneumatic Control Unit，电动气动控制单元)；现有技术需要PIS系统进行协助，将位置信息和线路信息发送给CCU进行确定，从而对网高进行选择，整个控制涉及PIS系统、网络系统和高压系统，需要三个系统联动才能将高网和低网的功能实现。

针对上述问题，本申请实施例提供的一种受电弓，如图1、图2所示，包括：受电弓下臂杆1；底架2，底架2具有连接杆，受电弓下臂杆1的底端可转动的连接于连接杆；网高信息组件，其设置于底架2上，网高信息组件具有网高信息开关；触发凸轮3，连接于受电弓下臂杆1的底端，以能够随所述受电弓下臂杆1的摆动而转动，且触发凸轮3与网高信息开关对应设置，用于在转动到预定角度后能够接触网高信息开关，以触发所述网高信息组件发出当前网高信号。

当前列车运营线路常见的接触网高度有5.3m和6.4m，可将两种接触网高度对应的线路分别定义为低网区间和高网区间。具体地，当列车运行至高网区间(如6.4m)时，受电弓会在当前高度基础上继续升高，以保证触网受电，此时受电弓下臂杆1向上升起，带动触发凸轮3旋转，触发凸轮3触发网高信息组件的网高信息开关，进而使得网高信息组件发送当前网高信号(即发送高网区间的接触网高度信息或信号)；本实施例通过受电弓下臂杆1旋转角度和升弓高度值的对应，来快速、准确识别接触网的不同网高，从而便于采用合适的网高动态曲线为受电弓提供合适的升弓接触力，进而解决重联动车组后弓受前弓的激扰和空气扰流导致的弓网脱离问题；此外，本申请通过受电弓下臂杆旋转角度和升弓高度值的对应，取消了PIS系统的管理环节，提高了网高识别的效率和稳定性，有效降低网高识别滞后的情况，也能够节省设计和管理成本。

其中，网高动态曲线是列车为适应接触高度而预设的控制受电弓动态接触力曲线，在针对不同网高时会预设不同的网高动态曲线。例如高网动态曲线、低网动态曲线等。网高信息组件发送的当前网高信号，可以是电信号，例如采用信号发射器通过无线或有线形式，在触发后发送预定的电信号。本申请实施例中，对网高信息组件进行优化设计，将接触网高度信息转化为气路压力信号，并进一步通过车载压力开关转化成电信号。

具体地，如图3所示，网高信息组件包括气动按钮阀4和网高气压传输管路5，气动按钮阀4设置于底架2上，且气动按钮阀4具有气路、气路两端的气路入口41、气路出口42，以及用于控制所述气路入口41和所述气路出口42导通的气动开关43；气动开关43作为网高信息开关；网高气压传输管路5与气动按钮阀4的气路入口41和气路出口42连接，并用于分别连通气路入口41和车载气源，以及连通气路出口42和车载压力开关。触发凸轮3在转动到预定角度后能够触发气动开关43导通气路入口41和气路出口42，以使气源通过网高气压传输管路5触发车载压力开关，进而有车载压力开关发送网高信号。

该实施例中，气动开关43可选为按压式按钮开关，便于触发凸轮3接触并按压气动开关43，以触发气动按钮阀4的气路导通。其他实施例中，气动开关也可以是拨杆式、转轮式等其他开关形式，在满足其功能的前提下，其本申请对其实现形式不做限定。

具体地，当列车运行高网区间时，受电弓继续升高，受电弓下臂杆带动触发凸轮3在转动到预定角度后能够触发气动开关43导通气路入口41和气路出口42，车载气源依次通过网高气压传输管路5、气动按钮阀的气路入口41和气路出口42、网高气压传输管路5，即网高气压传输管路由断开转向导通，以气压信号形式对外输出网高信号。优选最终传输到车载压力开关，使气源通过网高气压传输管路5触发车载压力开关，进一步将网高信号转化为电信号发送至列车。

结合图1、图2和图3所示，气动按钮阀4和触发凸轮3沿受电弓下臂杆1绕连接杆旋转的旋转轴方向间隔设置，且气动开关43朝向触发凸轮3设置。在其他实施例中，气动按钮阀和触发凸轮3布置方式，只要能够实现受电弓下臂杆带动触发凸轮旋转，在转动到预定角度后，触发凸轮能够触发气动按钮阀的气动开关即可。

进一步地，如图4所示，触发凸轮3包括工作位槽31，气动开关43对应设置在工作位槽内31；工作位槽31在其圆周方向上分为高槽位311和低槽位312，触发凸轮3旋转到预定角度后，高槽位311能够触发气动开关43导通气路入口41和气路出口42。更为具体地，如图4所示的触发凸轮3结构，以触发凸轮为参考对象，高槽位311的槽深(即槽底部至槽侧边顶端的距离)高于低槽位312的槽深，使得在触发凸轮3和气动按钮阀4对应布置时，高槽位311的底部与气动开关43的距离，小于低槽位312的底部与气动开关43的距离，如此布置后，在受电弓降弓或处于低网高区间，触发凸轮3的低槽位312与气动开关43不接触，而在随着受电弓进一步升高，触发凸轮3的高槽位311触发所述气动开关43。进一步优选地，高槽位311和低槽位312之间设有过渡斜坡，过渡斜坡可以是直的/平底的斜坡，也可以是弧形斜坡，通过过渡斜坡实现高槽位311和低槽位312之间平滑过渡，使得触发凸轮转动过程中，气动开关能够在低槽位、高槽位之间平滑过渡。

进一步优选地，触发凸轮3包括固定抱箍，固定抱箍和工作位槽31组成环形，如图4所示，图中触发凸轮3的左侧部分为固定抱箍、右侧部分为工作位槽31，二者组合成环形。环形结构和固定抱箍的设计，方便触发凸轮固定或套设在受电弓下臂杆。在其他实施例中，触发凸轮3可以为环形，工作位槽31为环形槽，即没有固定抱箍，整个圆环都是槽结构，并在其圆环的圆周方向上设置高槽位、低槽位。

在本实施例中，当受电弓在高网区间升起时，受电弓下臂杆1向上旋转，受电弓由低槽位312平滑过渡到高槽位311，触发凸轮3旋转到预定角度后，高槽位311能够触发气动开关43导通气路入口41和气路出口42，气源通过网高气压传输管路5输出。如此，本实施例中的受电弓借助受电弓下臂杆、触发凸轮、气动按钮阀和网高气压传输管路，将网高信号转化为气压信号对外输出。优选地，网高气压传输管路将气压信号传输到并触发车载压力开关，进一步将网高信号转化为电信号发送至列车。

图5为本申请实施例提供的受电弓高低网识别控制系统的结构示意图，该系统包括第一受电弓，第一受电弓为如前述实施例中所述的受电弓，

信号获取单元10，与网高信息组件连接，用于接受受电弓发出的网高信号；

控制单元20，根据网高信号选择适应的高网动态曲线或低网动态曲线，并控制预定位置的第二受电弓按照高网动态曲线升弓，或按照低网动态曲线降弓；具体为，当网高信号表示列车处于高网区间时，选择高网动态曲线控制第二受电弓升弓；反之，选择低网动态曲线控制第二受电弓降弓。

其中，第一受电弓在列车运行方向上位于第二受电弓的前方。

在实际实施时，第一受电弓为重联列车或长编组列车的前弓，例如可以是前车升起的受电弓，第二受电弓为重联列车或长编组列车的后弓，例如可以是后车升起的受电弓。例如重联列车中共有四个受电弓，包括前车有两个受电弓，分别为一位受电弓、二位受电弓，后车有两个受电弓，分别为三位受电弓、四位受电弓，通常前车的一位受电弓或二位受电弓升起，作为列车的前弓(即第一受电弓)，后车的三位受电弓或四位受电弓升起，作为列车的后弓(即第二受电弓)。

进一步地，网高信息组件包括气动按钮阀4和网高气压传输管路5；该受电弓高低网识别控制系统的信号获取单元包括车载压力开关，其通过网高气压传输管路5与气路出口42连接。当网高气压传输管路5导通，将气源传输到车载压力开关时，车载压力开关可以借助列车网络控制系统向控制单元发送网高信号，控制单元可据此选择适应的高网动态曲线或低网动态曲线，以控制第二受电弓的接触力动态曲线。

进一步地，如图6所示为本申请实施例提供的一种受电弓高低网识别控制系统的工作原理图。如图6所示，以该系统通过触发凸轮3驱动网高信息组件产生气压信号为例，气压传输至车内的车载压力开关，通过车载压力开关产生电信号；电信号通过MVB网络和WTB网络发送至列车中央控制单元(即CCU，本申请实施例中的信号获取单元可以是列车中央控制单元的组成部分)，列车中央控制单元接触网络控制系统再获取重联列车或长编组列车的受电弓位置信息，找到处于升弓状态的第二受电弓，基于列车预设的受电弓动态接触力曲线，并将适合的高网动态曲线进行编码，随后通过MVB网络发送EPCU(本申请实施例中的控制单元可以是EPCU，也可以是EPCU的组成部分)，进而EPCU实现对第二受电弓的主动控制。当然，在EPCU接收到高网动态曲线的编码信息和网高信息后，还可以结合列车的速度和受电弓在列车中的位置等信息进行综合判断，实现受电弓的主动控制，保证高网区间的受流。图中，编码1H对应5.3m网高信号；编码2H对应6.4m网高信号；编码3H对应预留网高信号，为后续线路中新的接触网高度做预留。

本申请实施例还提供一种列车，设置有如上所述的受电弓，或者，设置有如上所述的受电弓高低网识别控制系统。该列车可以借助上述受电弓或受电弓高低网识别控制系统实现对列车运行时的网高识别，进而对对应受电弓进行适应控制，能够实现上述相同的有益效果，不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，C语言、VHDL语言、Verilog语言、面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。