《一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法》是株洲中車時代電氣股份有限公司於2013年3月27日申請的發明專利，該專利的申請號為2013100999232，公布號為CN103213600A，公布日為2013年7月24日，發明人是黃浩、王永通、董平、劉良傑、曹霄、姚中紅、何偉、陳新濺。
《一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法》模擬信號處理單元將輸入速度信號轉化為速度信號處理單元能夠接收的電平信號；速度信號處理單元根據速度信號判斷電機的實際轉向，並將其傳送至嵌入式處理單元，同時將處理後的速度信號輸出至數位訊號處理單元；嵌入式處理單元綜合電機實際轉向信號，以及司機控制台的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將其傳送至數位訊號處理單元；數位訊號處理單元收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過閾值，若超過，則向嵌入式處理單元傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元觸發防溜激活信號送軌道車輛網路控制系統，控制制動系統進行緊急制動停車。該發明能夠有效解決軌道車輛的倒溜問題。
2018年12月20日，《一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法》獲得第二十屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法
- 公布號：CN103213600A
- 公布日：2013年7月24日
- 申請號：2013100999232
- 申請日：2013年3月27日
- 申請人：株洲中車時代電氣股份有限公司
- 地址：湖南省株洲市石峰區時代路169號
- 發明人：黃浩、王永通、董平、劉良傑、曹霄、姚中紅、何偉、陳新濺
- 分類號：B61H13/00（2006.01）I、B61C17/00（2006.01）I
- 代理機構：湖南兆弘專利事務所
- 類別：發明專利
- 代理人：趙洪
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
軌道車輛一般包括各類軌道運營車輛和軌道工程車輛等軌道交通車輛，廣泛套用於鐵路、輕軌、城軌，以及捷運運輸和工程領域。以捷運工程維護車為例，捷運工程維護車是捷運各項維護和施工作業中的重要牽引單元。隨著軌道交通技術的不斷進步，電傳動捷運工程維護車作為一種新車型也已投入廣泛套用。但是，電傳動捷運工程維護車在參與捷運施工的材料運輸、線路維護的作業過程中，存在車輛倒溜、危害施工人員和線路安全的風險。相應地，其他類型的軌道車輛也都普遍存在著這一技術問題。
在捷運車輛防倒溜領域，2013年3月前設計書主要是使用鐵鞋和機械防溜裝置進行車輛的防倒溜處理，也有少量使用控制系統進行車輛防倒溜的設計。
其中，最常用的防溜車設備防溜鐵鞋構成可分為兩部分：底部和頭部。底部：車輪踏上鞋底後，利用頭部將車輪卡住，使鞋與車輪共同滑行而起制動作用。頭部可分為鞋頭、擋板兩部分。所謂鐵鞋防溜，就是在一根或兩根鋼軌上放置鐵鞋，向前滾動的車輪壓上鐵鞋後便沿鋼軌滑行，輪軌之間由滾動摩擦變為滑動摩擦，阻止掣輪前進，從而實現車輛的防溜。
機械防溜裝置主要是利用機械裝置實現車輛的防溜，如技術1為姬雲東於2006年12月31日申請，並於2008年07月02日公開，公開號為CN101209713A的中國發明專利申請。該申請提供了一種軌道車輛可控永磁防溜裝置，可用於鐵路、城市捷運等軌道車輛的減速、制動、防溜。其包括：軌道夾緊裝置、彎板、端鐵、導磁環、永磁體、拉桿、絲桿、電機、絲桿螺母、後蓋、底座板和外套，彎板的立板的外側面固定在軌道夾緊裝置上，外套連線在彎板的上表面，端鐵固定在外套前端內孔處，端鐵與環套其外圓上的導磁環把外套的前端封閉，後蓋固定在外套的後端並將其封閉，固定在後蓋上的底座板與端鐵之間夾有永磁體且兩者分別與永磁體的磁極相接觸，電機軸穿入後蓋並與絲桿的一端相固定，絲槓螺母通過拉桿與導磁環相固定。該發明運用機械傳動原理，通過電氣控制實施遠距離對溜放車輛輪進行控制實現防溜控制，但該裝置不存在制動部件與車輛上車輪的任何接觸。
技術2為瀋陽鐵路局吉林科學技術研究所於2004年04月05日申請，並於2005年03月16日公開，公開號為CN2685182U的中國實用新型專利。該專利提供了一種鐵路到發線跟蹤式防溜器，其包括：與線路基本軌相接觸的軌道車；由底座上固定的電機與減速器連線，減速器與同向轉動的兩個繩輪連線，在車體上設定三個繩輪，在車體內裝有滑板，繩索纏繞兩個同向繩輪，與三個繩輪繞接、且繫於滑板的兩端組成的軌道車牽引機構；由鉸接於車體上的一對擋車臂，在車輪內設定四個繩輪，其中兩個繩輪與滑板連線，另兩個繩輪分別通過繩輪與各自的擋車臂連線組成的擋車臂升降機構；在車體的兩側設定一對與線路基本軌摩擦阻尼的自鎖機構。使軌道車能夠沿線路基本軌移動而主動跟蹤列車進行防溜作業。
技術3為左德建於2006年09月29日申請，並於2007年05月09日公開，公開號為CN1958368A的中國發明專利申請。該申請提供了一種鐵路車輛無源自動防溜方法及裝置，其包括：與車輛制動機構聯接的防溜構件；能在防溜位鎖閉防溜構件並能在緩解位鬆開防溜構件的鎖閉機構；用以安裝防溜構件和鎖閉機構的安裝支架；防溜構件能夠由車輛制動機構帶動在安裝支架上滑動；安裝支架懸掛在車底。為能夠解除鎖閉機構對防溜構件的鎖閉，使防溜構件能在車輛正常行駛狀態下，隨車輛制動機構一起正常工作，在安裝支架上安裝有一能夠使鎖閉機構解除對防溜構件鎖閉的手動緩解結構；為使車輛在正常行駛狀態下，不使鎖閉機構鎖閉防溜構件悶在安裝支架上，設定一能夠關閉鎖閉機構的位置鎖閉機構，為使鎖閉機構不會因為防溜構件運動到防溜位而鎖閉防溜構件，在安裝支架上安裝有一延時緩衝機構，為方便調節防溜構件的安裝位置，防溜構件與車輛制動機構之間通過位置調節構件聯接。車輛制動後，防溜裝置進入防溜工作狀態，車輛溜動帶動制動機構，防溜構件在制動機構帶動下進入防溜位，則鎖閉機構鎖閉防溜構件，進而防止車輛溜走；車輛緩解，防溜構件進入緩解狀態，車輛正常行使。
在採用控制系統進行車輛防倒溜方面，主要通過控制算法實現車輛的防溜控制，如技術4為福特環球技術公司於2008年08月15日申請，並於2009年02月18日公開，公開號為CN101367339A的中國發明專利申請。該申請提供了一種混合動力電動車輛的倒溜控制。其在包括傳動連線到符合的發動機和傳動連線到該負荷的電機的動力傳動系統中，提供了一種控制位於斜坡上的車輛以防溜的方法包括：確定電機的當前最大扭矩是否等於或大於所需的車輪扭矩，如果電機的當前最大扭矩能夠產生所需的車輪扭矩，則使用電機產生所需的車輪扭矩，如果電機的當前最大扭矩不能產生所需的車輪扭矩，則使用發動機產生所需的車輪扭矩，以此達到防溜的目的。
2013年3月前已有技術防溜措施普遍存在的技術缺陷主要有：
（1）防溜設備採購金額大，如：一個城市的捷運車輛段往往有幾十台捷運工程維護車，為每台車採購相應鐵鞋和機械防溜設備往往需要大量資金；
（2）機械防溜設備的整體結構複雜，安裝作業周期較長，由於機械防溜設備本身體積較大且安裝後往往需要使用一些輔助設備配合，如防溜固定枕木等，因此，機械防溜設備本身的安裝周期也會比較長；
（3）機械設備和鐵鞋給車輛防溜時，人員實際操作勞動強度大、作業模式落後；防溜設備一般由金屬構件組成，體積較大且質量較重，需要人員手動操作，且善後恢復時間長，易造成操作人員過勞；由於機械設備防溜操作較複雜，常導致人員操作不到位，造成溜車事故，因此作業模式也落後；
（4）防溜控制系統不具備電機實際轉向的判定功能；
（5）防溜控制系統不具備車輛溜行距離計算功能。
發明內容
專利目的
《一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法》的目的是提供一種軌道車輛防倒溜控制系統及其控制方法，該控制系統及其控制方法能夠有效地解決軌道車輛倒溜的技術問題。
技術方案
一種軌道車輛防倒溜控制系統，包括：模擬信號處理單元，將來自電機速度感測器的輸入速度信號處理成速度信號處理單元能夠接收的電平信號；速度信號處理單元，根據所述電機速度感測器的速度信號判斷電機的實際轉向，將判斷的電機實際轉向信號傳送給嵌入式處理單元，同時對所述速度信號進行處理，並將處理後的速度信號實時輸出至數位訊號處理單元進行控制；嵌入式處理單元，綜合電機實際轉向信號，以及通過軌道車輛網路控制系統傳送的來自司機控制台的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將該信號傳送至數位訊號處理單元；數位訊號處理單元，接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值；若超過，則向所述嵌入式處理單元傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元觸發防溜激活信號，並利用該信號通過軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號，所述緊急制動信號傳送至制動系統，所述制動系統進行緊急制動停車。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述模擬信號處理單元、速度信號處理單元、嵌入式處理單元和數位訊號處理單元集成在軌道車輛的傳動控制單元中。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述速度信號處理單元和數位訊號處理單元通過並行匯流排與嵌入式處理單元進行通信。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述嵌入式處理單元通過MVB匯流排與軌道車輛網路控制系統進行通信。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述速度信號處理單元採用可程式邏輯器件。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述速度信號處理單元包括電機轉向判斷單元，所述電機轉向判斷單元的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機轉向判斷單元在A相速度信號的上升沿判斷B相速度信號的電平狀態，如果B相速度信號為高電平，則輸出“A轉向”標誌至並行匯流排；如果B相速度信號為低電平，則輸出“B轉向”標誌至所述並行匯流排。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述速度信號處理單元還包括電機速度選擇單元，所述電機速度選擇單元的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機速度選擇單元將電機速度感測器輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出，並輸出至所述數位訊號處理單元進行實時控制：
（A）當A相速度信號輸入先到達時，輸出A相速度信號，否則輸出B相速度信號；
（B）當A相速度信號無輸入時，而B相速度信號正常時，輸出B相速度信號；
（C）當B相速度信號無輸入時，而A相速度信號正常時，輸出A相速度信號。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述數位訊號處理單元具有中斷捕捉功能，對速度方波脈衝信號的上升沿進行捕捉並計數。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，當所述數位訊號處理單元接收到嵌入式處理單元傳送來的溜車信號後，啟動對速度信號處理單元輸出的速度方波脈衝信號上升沿的捕捉，通過溜行時捕捉到的電機速度感測器的脈衝個數判斷溜行距離。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，在所述數位訊號處理單元開始對速度信號處理單元傳送的速度脈衝進行計數的過程中，若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新啟動計數。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，在所述制動系統進行緊急制動停車的同時，所述軌道車輛網路控制系統將嵌入式處理單元觸發的防溜激活及緊急制動信號傳送至司機控制台進行顯示，並進行故障信息存儲。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，當軌道車輛處於停放工況時，司機控制台的司機手柄處於方向零位且電機速度感測器無脈衝信號；當發生溜車時，數位訊號處理單元檢測到速度信號處理單元傳送的速度脈衝信號，數位訊號處理單元將該信號傳送至嵌入式處理單元；嵌入式處理單元結合軌道車輛網路控制系統傳送的司機控制台的司機手柄方向零位信號，判斷出軌道車輛在停放工況發生溜車，嵌入式處理單元將該信號送數位訊號處理單元；數位訊號處理單元開始對速度信號處理單元傳送的速度脈衝進行計數，當計數到電機速度感測器的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元發出停放工況防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統；軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號傳送至制動系統，制動系統施加緊急制動實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統將防溜激活信號傳送至司機控制台進行顯示，並存儲故障信息。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，在軌道車輛處於運行工況時，當軌道車輛的司機控制台的司機方向手柄信號有效且處於低速運行狀態，速度信號處理單元實時判斷電機的實際轉向並將其傳送至嵌入式處理單元；嵌入式處理單元若檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號不一致，則判斷出軌道車輛在運行工況發生溜車；嵌入式處理單元將該信號送數位訊號處理單元，數位訊號處理單元開始對速度信號處理單元傳送的速度脈衝進行計數；當計數到電機速度感測器的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元由此判斷出軌道車輛在運行工況下的防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統；由軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號傳送至制動系統，制動系統施加緊急制動實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統將防溜激活信號傳送至司機控制台進行顯示，並存儲故障信息。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統技術方案的進一步改進，所述軌道車輛防倒溜控制系統套用於電傳動捷運工程維護車。
該發明還另外具體提供了一種軌道車輛防倒溜控制方法的技術實現方案，一種軌道車輛防倒溜控制方法，包括以下步驟：
S01：模擬信號處理單元將來自電機速度感測器的輸入速度信號轉化為速度信號處理單元能夠接收的電平信號；
S02：速度信號處理單元根據來自電機速度感測器的速度信號判斷電機的實際轉向，將判斷的電機實際轉向信號傳送至嵌入式處理單元，同時對所述速度信號進行處理，並將處理後的速度信號實時輸出至數位訊號處理單元進行控制；
S03：嵌入式處理單元綜合電機實際轉向信號，以及通過軌道車輛網路控制系統傳送的來自司機控制台的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將該信號傳送至數位訊號處理單元；
S04：所述數位訊號處理單元接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值，若超過，則向所述嵌入式處理單元傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元觸發防溜激活信號，並利用該信號通過軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號，所述緊急制動信號傳送至制動系統，由所述制動系統進行緊急制動停車。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，當所述防溜激活信號通過軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號，所述緊急制動信號傳送至制動系統時，軌道車輛網路控制系統將嵌入式處理單元觸發的防溜激活及緊急制動信號傳送至司機控制台進行顯示，並進行故障信息存儲。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，所述速度信號處理單元包括電機轉向判斷單元，在所述步驟S02中，速度信號處理單元根據來自電機速度感測器的速度信號判斷電機實際轉向的過程進一步包括以下步驟：
所述電機轉向判斷單元的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機轉向判斷單元在A相速度信號的上升沿判斷B相速度信號的電平狀態；
當B相速度信號為高電平時，則輸出“A轉向”標誌至並行匯流排；
當B相速度信號為低電平時，則輸出“B轉向”標誌至所述並行匯流排。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，所述速度信號處理單元還包括電機速度選擇單元，在所述步驟S02中，速度信號處理單元對速度信號進行處理的過程進一步包括以下步驟：
所述電機速度選擇單元的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機速度選擇單元根據以下規則將電機速度感測器輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出：
（A）當A相速度信號輸入先到達時，輸出A相速度信號，否則輸出B相速度信號；
（B）當A相速度信號無輸入時，而B相速度信號正常時，輸出B相速度信號；
（C）當B相速度信號無輸入時，而A相速度信號正常時，輸出A相速度信號。
電機速度選擇單元同時將經過處理的速度信號輸出至所述數位訊號處理單元進行實時控制。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，在所述步驟S04中，數位訊號處理單元接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值的過程進一步包括以下步驟：
當所述數位訊號處理單元接收到嵌入式處理單元傳送來的溜車信號後，啟動對速度信號處理單元輸出的速度方波脈衝信號上升沿的捕捉，數位訊號處理單元通過對溜行過程中捕捉到的電機速度感測器的脈衝個數進行脈衝計數，從而判斷溜行距離。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，在所述數位訊號處理單元開始對速度信號處理單元傳送的速度脈衝進行計數的過程中，若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新啟動計數。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，當軌道車輛處於停放工況，發生溜車時，防倒溜控制方法包括以下步驟：
數位訊號處理單元檢測到速度信號處理單元傳送的速度脈衝信號，數位訊號處理單元將該信號傳送至嵌入式處理單元；嵌入式處理單元結合軌道車輛網路控制系統傳送的司機控制台的司機手柄方向零位信號，判斷出軌道車輛在停放工況發生溜車，嵌入式處理單元將該信號傳送至數位訊號處理單元；數位訊號處理單元開始對速度信號處理單元傳送的速度脈衝進行計數，當計數到電機速度感測器的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元發出停放工況防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統；軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號傳送至制動系統，制動系統施加緊急制動實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統將防溜激活信號傳送至司機控制台進行顯示，並存儲故障信息。
作為該發明一種軌道車輛防倒溜控制方法技術方案的進一步改進，在軌道車輛處於運行工況，當軌道車輛的司機控制台的司機方向手柄信號有效且處於低速運行狀態時，防倒溜控制方法包括以下步驟：
速度信號處理單元實時判斷電機的實際轉向並將其傳送至嵌入式處理單元；嵌入式處理單元若檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號不一致，則判斷出軌道車輛在運行工況發生溜車；嵌入式處理單元將該信號傳送至數位訊號處理單元，數位訊號處理單元開始對速度信號處理單元傳送的速度脈衝進行計數；當計數到電機速度感測器的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元由此判斷出軌道車輛在運行工況下的防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統；由軌道車輛網路控制系統觸發緊急制動信號傳送至制動系統，制動系統施加緊急制動實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統將防溜激活信號傳送至司機控制台進行顯示，並存儲故障信息。
改善效果
（1）該發明控制系統及其方法在軌道車輛處於停放工況和運行工況的情況下，均可實現軌道車輛的防倒溜控制，由於系統使用高頻率系統時鐘對電機速度感測器輸出的脈衝信號進行採樣，並使用嵌入式作業系統做邏輯判斷，因此，控制算法實時性高，計算結果精確；
（2）該發明採用的控制系統架構，能夠充分利用各個單元的特點，各自實現所擅長的功能，最後由嵌入式處理單元匯總判斷，使各單元的程式都較易實現，程式代碼在其它配備DCU的電傳動車型上也易於移植；
（3）該發明控制系統及其方法可以精確計算車輛溜行距離，在用戶對車輛溜行達到多少距離才進入防溜激活工況可以靈活判斷，能夠較好地滿足客戶的不同需求；
（4）該發明控制系統中速度信號處理單元、數位訊號處理單元及嵌入式處理單元程式易於編寫，程式採用目標代碼的方式燒寫，使固化的程式代碼難以被破譯，保密性高；
（5）該發明控制系統的防溜控制算法在軌道車輛的DCU中自動實現，DCU為車輛VVVF自帶配置設備，用戶可無需再採購額外的防溜設備進行車輛防溜，可節省大量資金，降低人力資源的消耗。
附圖說明
圖1是該發明軌道車輛防倒溜控制系統一種具體實施方式的系統結構框圖。
圖2是該發明軌道車輛防倒溜控制系統一種具體實施方式速度信號處理單元的控制原理示意圖。
圖3是該發明軌道車輛防倒溜控制方法一種具體實施方式速度信號處理單元的A轉向控制波形圖。
圖4是該發明軌道車輛防倒溜控制方法一種具體實施方式速度信號處理單元的B轉向控制波形圖。
圖5是該發明軌道車輛防倒溜控制方法一種具體實施方式數位訊號處理單元的電機速度感測器方波脈衝捕捉波形示意圖。
圖6是該發明軌道車輛防倒溜控制方法一種具體實施方式的程式流程圖。
圖中：1-軌道車輛防倒溜控制系統，2-電機速度感測器，3-制動系統，4-軌道車輛網路控制系統，5-司機控制台，6-MVB匯流排，10-嵌入式處理單元，11-模擬信號處理單元，12-速度信號處理單元，13-數位訊號處理單元，14-並行匯流排，121-電機轉向判斷單元，122-電機速度選擇單元。
權利要求
1.一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於，包括：模擬信號處理單元（11），將來自電機速度感測器（2）的輸入速度信號處理成速度信號處理單元（12）能夠接收的電平信號；速度信號處理單元（12），根據所述電機速度感測器（2）的速度信號判斷電機的實際轉向，將判斷的電機實際轉向信號傳送給嵌入式處理單元（10），同時對所述速度信號進行處理，並將處理後的速度信號實時輸出至數位訊號處理單元（13）進行控制；嵌入式處理單元（10），綜合電機實際轉向信號，以及通過軌道車輛網路控制系統（4）傳送的來自司機控制台（5）的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將該信號傳送至數位訊號處理單元（13）；數位訊號處理單元（13），接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值；若超過，則向所述嵌入式處理單元（10）傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元（10）觸發防溜激活信號，並利用該信號通過軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號，所述緊急制動信號傳送至制動系統（3），所述制動系統（3）進行緊急制動停車。
2.根據權利要求1所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述模擬信號處理單元（11）、速度信號處理單元（12）、嵌入式處理單元（10）和數位訊號處理單元（13）集成在軌道車輛的傳動控制單元中。
3.根據權利要求1或2所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述速度信號處理單元（12）和數位訊號處理單元（13）通過並行匯流排（14）與嵌入式處理單元（10）進行通信。
4.根據權利要求3所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述嵌入式處理單元（10）通過MVB匯流排（6）與軌道車輛網路控制系統（4）進行通信。
5.根據權利要求1、2、4中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述速度信號處理單元（12）採用可程式邏輯器件。
6.根據權利要求3所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述速度信號處理單元（12）包括電機轉向判斷單元（121），所述電機轉向判斷單元（121）的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機轉向判斷單元（121）在A相速度信號的上升沿判斷B相速度信號的電平狀態，如果B相速度信號為高電平，則輸出“A轉向”標誌至並行匯流排（14）；如果B相速度信號為低電平，則輸出“B轉向”標誌至所述並行匯流排（14）。
7.根據權利要求6所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述速度信號處理單元（12）還包括電機速度選擇單元（122），所述電機速度選擇單元（122）的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機速度選擇單元（122）將電機速度感測器（2）輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出，並輸出至所述數位訊號處理單元（13）進行實時控制：
（A）當A相速度信號輸入先到達時，輸出A相速度信號，否則輸出B相速度信號；
（B）當A相速度信號無輸入時，而B相速度信號正常時，輸出B相速度信號；
（C）當B相速度信號無輸入時，而A相速度信號正常時，輸出A相速度信號。
8.根據權利要求7所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述數位訊號處理單元（13）具有中斷捕捉功能，對速度方波脈衝信號的上升沿進行捕捉並計數。
9.根據權利要求8所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：當所述數位訊號處理單元（13）接收到嵌入式處理單元（10）傳送來的溜車信號後，啟動對速度信號處理單元（12）輸出的速度方波脈衝信號上升沿的捕捉，通過溜行時捕捉到的電機速度感測器（2）的脈衝個數判斷溜行距離。
10.根據權利要求9所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：在所述數位訊號處理單元（13）開始對速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝進行計數的過程中，若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新啟動計數。
11.根據權利要求1、2、4、6-10中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：在所述制動系統（3）進行緊急制動停車的同時，所述軌道車輛網路控制系統（4）將嵌入式處理單元（10）觸發的防溜激活及緊急制動信號傳送至司機控制台（5）進行顯示，並進行故障信息存儲。
12.根據權利要求1、2、4、6-10中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：當所述軌道車輛處於停放工況時，所述司機控制台（5）的司機手柄處於方向零位且所述電機速度感測器（2）無脈衝信號；當發生溜車時，所述數位訊號處理單元（13）檢測到所述速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝信號，數位訊號處理單元（13）將該信號傳送至所述嵌入式處理單元（10）；嵌入式處理單元（10）結合所述軌道車輛網路控制系統（4）傳送的司機控制台（5）的司機手柄方向零位信號，判斷出軌道車輛在停放工況發生溜車，嵌入式處理單元（10）將該信號送數位訊號處理單元（13）；數位訊號處理單元（13）開始對速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝進行計數，當計數到電機速度感測器（2）的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元（10）傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元（10）發出停放工況防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統（4）；軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號傳送至所述制動系統（3），制動系統（3）施加緊急制動，實現軌道車輛防倒溜。
13.根據權利要求1、2、4、6-10中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：在所述軌道車輛處於運行工況時，當軌道車輛的司機控制台（5）的司機方向手柄信號有效且處於低速運行狀態，所述速度信號處理單元（12）實時判斷電機的實際轉向並將其傳送至嵌入式處理單元（10）；所述嵌入式處理單元（10）若檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號不一致，則判斷出軌道車輛在運行工況發生溜車；嵌入式處理單元（10）將該信號送所述數位訊號處理單元（13），數位訊號處理單元（13）開始對速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝進行計數；當計數到所述電機速度感測器（2）的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元（10）傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元（10）由此判斷出軌道車輛在運行工況下的防溜激活信號，並將該信號傳送至所述軌道車輛網路控制系統（4）；由軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號傳送至所述制動系統（3），制動系統（3）施加緊急制動，實現軌道車輛防倒溜。
14.根據權利要求1、2、4、6-10中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制系統，其特徵在於：所述軌道車輛防倒溜控制系統套用於電傳動捷運工程維護車。
15.一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於，包括以下步驟：
S01：模擬信號處理單元（11）將來自電機速度感測器（2）的輸入速度信號轉化為速度信號處理單元（12）能夠接收的電平信號；
S02：速度信號處理單元（12）根據來自電機速度感測器（2）的速度信號判斷電機的實際轉向，將判斷的電機實際轉向信號傳送至嵌入式處理單元（10），同時對所述速度信號進行處理，並將處理後的速度信號實時輸出至數位訊號處理單元（13）進行控制；
S03：嵌入式處理單元（10）綜合電機實際轉向信號，以及通過軌道車輛網路控制系統（4）傳送的來自司機控制台（5）的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將該信號傳送至數位訊號處理單元（13）；
S04：所述數位訊號處理單元（13）接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值，若超過，則向所述嵌入式處理單元（10）傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元（10）觸發防溜激活信號，並利用該信號通過軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號，所述緊急制動信號傳送至制動系統（3），由所述制動系統（3）進行緊急制動停車。
16.根據權利要求15所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於：當所述防溜激活信號通過軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號，所述緊急制動信號傳送至制動系統（3）時，軌道車輛網路控制系統（4）將嵌入式處理單元（10）觸發的防溜激活及緊急制動信號傳送至司機控制台（5）進行顯示，並進行故障信息存儲。
17.根據權利要求15或16所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於，所述速度信號處理單元（12）包括電機轉向判斷單元（121），在所述步驟S02中，速度信號處理單元（12）根據來自電機速度感測器（2）的速度信號判斷電機實際轉向的過程進一步包括以下步驟：所述電機轉向判斷單元（121）的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機轉向判斷單元（121）在A相速度信號的上升沿判斷B相速度信號的電平狀態；當B相速度信號為高電平時，則輸出“A轉向”標誌至並行匯流排（14）；當B相速度信號為低電平時，則輸出“B轉向”標誌至所述並行匯流排（14）。
18.根據權利要求17所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於，所述速度信號處理單元（12）還包括電機速度選擇單元（122），在所述步驟S02中，速度信號處理單元（12）對速度信號進行處理的過程進一步包括以下步驟：所述電機速度選擇單元（122）的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機速度選擇單元（122）根據以下規則將電機速度感測器（2）輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出：
（A）當A相速度信號輸入先到達時，輸出A相速度信號，否則輸出B相速度信號；
（B）當A相速度信號無輸入時，而B相速度信號正常時，輸出B相速度信號；
（C）當B相速度信號無輸入時，而A相速度信號正常時，輸出A相速度信號；
電機速度選擇單元（122）同時將經過處理的速度信號輸出至所述數位訊號處理單元（13）進行實時控制。
19.根據權利要求15、16、18中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於，在所述步驟S04中，數位訊號處理單元（13）接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值的過程進一步包括以下步驟：當所述數位訊號處理單元（13）接收到嵌入式處理單元（10）傳送來的溜車信號後，啟動對速度信號處理單元（12）輸出的速度方波脈衝信號上升沿的捕捉，數位訊號處理單元（13）通過對溜行過程中捕捉到的電機速度感測器（2）的脈衝個數進行脈衝計數，從而判斷溜行距離。
20.根據權利要求19所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於：在所述數位訊號處理單元（13）開始對速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝進行計數的過程中，若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新啟動計數。
21.根據權利要求15、16、18、20中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於：當所述軌道車輛處於停放工況，發生溜車時，防倒溜控制方法包括以下步驟：所述數位訊號處理單元（13）檢測到所述速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝信號，數位訊號處理單元（13）將該信號傳送至所述嵌入式處理單元（10）；嵌入式處理單元（10）結合所述軌道車輛網路控制系統（4）傳送的所述司機控制台（5）的司機手柄方向零位信號，判斷出軌道車輛在停放工況發生溜車，嵌入式處理單元（10）將該信號傳送至數位訊號處理單元（13）；數位訊號處理單元（13）開始對速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝進行計數，當計數到電機速度感測器（2）的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元（10）傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元（10）發出停放工況防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統（4）；軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號傳送至所述制動系統（3），制動系統（3）施加緊急制動，實現軌道車輛防倒溜。
22.根據權利要求15、16、18、20中任一權利要求所述的一種軌道車輛防倒溜控制方法，其特徵在於：在所述軌道車輛處於運行工況，當軌道車輛的所述司機控制台（5）的司機方向手柄信號有效且處於低速運行狀態時，防倒溜控制方法包括以下步驟：所述速度信號處理單元（12）實時判斷電機的實際轉向並將其傳送至所述嵌入式處理單元（10）；嵌入式處理單元（10）若檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號不一致，則判斷出軌道車輛在運行工況發生溜車；嵌入式處理單元（10）將該信號傳送至所述數位訊號處理單元（13），數位訊號處理單元（13）開始對速度信號處理單元（12）傳送的速度脈衝進行計數；當計數到所述電機速度感測器（2）的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元（10）傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元（10）由此判斷出軌道車輛在運行工況下的防溜激活信號，並將該信號傳送至所述軌道車輛網路控制系統（4）；由軌道車輛網路控制系統（4）觸發緊急制動信號傳送至所述制動系統（3），制動系統（3）施加緊急制動，實現軌道車輛防倒溜。
實施方式
VVVF | 即變頻調速系統（Variable Voltageand Variable Frequency），是一種可通過同時改變頻率和電壓達到磁通恆定和控制電機轉速的設備 |
DCU | 即傳動控制單元（Drive Control Unit），是一種用於控制VVVF的設備 |
MVB | 即多功能車輛匯流排（Multifunction Vehicle Bus），是一種主要用於對有互操作性和互換性要求的互連設備之間的串列數據通信匯流排 |
如附圖1至附圖6所示，給出了該發明一種軌道車輛防倒溜控制系統及其控制方法的具體實施例，下面結合附圖和具體實施例對該發明作進一步說明。
為解決軌道車輛，尤其是電傳動捷運工程維護車倒溜的問題，該發明提出了一種利用軌道車輛的電機速度感測器2的方向指示功能，通過車輛變頻調速系統（以下簡稱VVVF）的傳動控制單元（以下簡稱DCU）捕捉電機速度感測器2的脈衝信號判斷電機實際轉向，並綜合司機方向手柄信號來判斷防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統4，由軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號傳送至制動系統3施加緊急制動，以防止軌道車輛在停放工況或運行工況下溜車的控制系統及其控制方法。
如附圖1所示的一種軌道車輛防倒溜控制系統的具體實施方式，包括：模擬信號處理單元11，將來自電機速度感測器2的輸入速度信號處理成速度信號處理單元12能夠接收的電平信號；速度信號處理單元12，根據電機速度感測器2的速度信號判斷電機的實際轉向，將判斷的電機實際轉向信號傳送給嵌入式處理單元10，同時對速度信號進行處理，並將處理後的速度信號通過硬連線實時輸出至數位訊號處理單元13進行控制；嵌入式處理單元10，綜合電機實際轉向信號，以及通過軌道車輛網路控制系統4傳送的來自司機控制台5的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將該信號傳送至數位訊號處理單元13；數位訊號處理單元13，接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值；若超過，則向嵌入式處理單元10傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元10觸發防溜激活信號，並利用該信號通過軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號，緊急制動信號傳送至制動系統3，制動系統3進行緊急制動停車。
上述電機速度感測器2通過直接或間接方式與電機相連，用於檢測電機的速度信號。
需要特別指出的是，上述嵌入式處理單元10可以採用中央處理器（CPU）、嵌入式處理器、微控制器（MCU）、數位訊號處理器（DSP）、單片機、片上系統（SOC）、可程式邏輯器件，以及該技術領域內所公知的任意其他形式的具有控制、處理功能的器件的方式。作為一種優選的實施方式，上述模擬信號處理單元11、速度信號處理單元12、嵌入式處理單元10和數位訊號處理單元13集成在軌道車輛的傳動控制單元（DCU）中。
DCU作為軌道車輛，尤其是電傳動捷運工程維護車採購時配套VVVF的設備，在車輛總成時即已安裝到位，無需用戶自行安裝。由DCU實現軌道車輛防倒溜控制，用戶無需再採購額外的防溜設備。DCU的防倒溜控制可以通過程式自動實現車輛的防溜激活判斷，過程無需人工干預。DCU使用速度信號處理單元12的IO管腳捕捉電機速度感測器2的脈衝信號判斷電機實際轉向，通過數位訊號處理單元13計算軌道車輛的溜行距離，再通過嵌入式處理單元10觸發防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統4，由軌道車輛網路控制系統4觸發制動系統3的緊急制動實現軌道車輛防溜。作為一種優選的實施方式，在制動系統3進行緊急制動停車的同時，軌道車輛網路控制系統4將嵌入式處理單元10觸發的防溜激活及緊急制動信號傳送至司機控制台5的顯示終端進行顯示，為司機做提示說明，並進行故障信息存儲，方便日後故障查詢。
由於電機速度感測器2的輸入電壓範圍通常是0V表示低電平，15V表示高電平的速度信號，而可程式邏輯單元只能接收電壓範圍通常是0V表示低電平，3.3V表示高電平的數字脈衝信號，所以該部分模擬電路的作用就是將輸入的電機速度感測器2的速度信號轉化為可程式邏輯單元能接收的電平信號。
作為一種優選的實施方式，速度信號處理單元12和數位訊號處理單元13通過並行匯流排14與嵌入式處理單元10進行通信。嵌入式處理單元10通過MVB匯流排6與軌道車輛網路控制系統4進行通信。速度信號處理單元12則可以進一步採用可程式邏輯器件。速度信號處理單元12主要用於實現電機轉向判斷及速度感測器信號的二選一功能，並將兩信號分別傳送至並行匯流排14和數位訊號處理單元13進行實時控制使用。如附圖2、3、4所示，速度信號處理單元12進一步包括電機轉向判斷單元121。電機轉向判斷單元121的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號。根據一種典型的電機速度感測器2的技術特性可以得出，當A相速度信號在前，B相速度信號在後時，有“A轉向”；反之有“B轉向”，如附圖4所示。因此，在實際套用中，電機轉向判斷單元121在A相速度信號的上升沿判斷B相速度信號的電平狀態，如果B相速度信號為高電平，則輸出“A轉向”標誌至並行匯流排14；如果B相速度信號為低電平，則輸出“B轉向”標誌至所述並行匯流排14。
如附圖2所示，速度信號處理單元12還進一步包括電機速度選擇單元122。電機速度選擇單元122實現速度感測器的功能是將每個電機輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出，並傳送至數位訊號處理單元13進行實時控制使用。電機速度選擇單元122的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機速度選擇單元122將電機速度感測器2輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出，並輸出至數位訊號處理單元13進行實時控制，其工作原理如下：
（A）當A相速度信號輸入先到達時，輸出A相速度信號，否則輸出B相速度信號；
（B）當A相速度信號無輸入時，而B相速度信號正常時，輸出B相速度信號；
（C）當B相速度信號無輸入時，而A相速度信號正常時，輸出A相速度信號。
如附圖5所示，DCU主要使用數位訊號處理單元13進行脈衝計數。速度信號處理單元12通過硬連線將處理過的速度方波脈衝信號傳送至數位訊號處理單元13進行處理。數位訊號處理單元13具有中斷捕捉功能，對速度方波脈衝信號的上升沿進行捕捉並計數。其中，T為速度方波脈衝信號的上升沿，H為速度脈衝方波信號。當數位訊號處理單元13接收到嵌入式處理單元10傳送來的溜車信號後，啟動對速度信號處理單元12輸出的速度方波脈衝信號上升沿的捕捉，通過溜行時捕捉到的電機速度感測器2的脈衝個數判斷溜行距離。在數位訊號處理單元13開始對速度信號處理單元12傳送的速度脈衝進行計數的過程中，若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新啟動計數。
DCU的車輛溜行距離計算方法具體為：當數位訊號處理單元13接收到嵌入式處理單元10傳送來的溜車信號後，將啟動對電機速度感測器2輸出的脈衝信號方波上升沿的捕捉。假設電機速度感測器2的齒數為N，則電機旋轉一周（即軌道車輛的車輪旋轉一周），數位訊號處理單元13能捕捉到的速度脈衝個數為N。則假設收到溜車信號後，捕捉到的電機速度感測器2的脈衝個數為n（表示車輪轉n/N周），軌道車輛的車輪輪徑為D，此時軌道車輛溜行距離L=π*D*n/N。由此可知，在軌道車輛的電機速度感測器2的齒數及車輪輪徑確定的情況下，軌道車輛的溜行距離與溜行時捕捉到的電機速度感測器2的脈衝個數成正比，因此溜行距離規定閾值也可通過溜行時捕捉到的電機速度感測器2的脈衝個數規定閾值來替代。
當軌道車輛處於停放工況時，司機控制台5的司機手柄處於方向零位且電機速度感測器2無脈衝信號；當發生溜車時，數位訊號處理單元13檢測到速度信號處理單元12傳送的速度脈衝信號，數位訊號處理單元13將該信號傳送至嵌入式處理單元10。嵌入式處理單元10結合軌道車輛網路控制系統4傳送的司機控制台5的司機手柄方向零位信號，判斷出軌道車輛在停放工況發生溜車，嵌入式處理單元10將該信號送數位訊號處理單元13。數位訊號處理單元13開始對速度信號處理單元12傳送的速度脈衝進行計數，當計數到電機速度感測器2的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元10傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元10發出停放工況防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統4；軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號傳送至制動系統3，制動系統3施加緊急制動實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統4將防溜激活信號傳送至司機控制台5進行顯示，並存儲故障信息。
在軌道車輛處於運行工況時，當軌道車輛的司機控制台5的司機方向手柄信號有效且處於低速運行狀態，速度信號處理單元12實時判斷電機的實際轉向並將其傳送至嵌入式處理單元10；嵌入式處理單元10若檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號不一致，則判斷出軌道車輛在運行工況發生溜車；嵌入式處理單元10將該信號送數位訊號處理單元13，數位訊號處理單元13開始對速度信號處理單元12傳送的速度脈衝進行計數；當計數到電機速度感測器2的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元10傳送溜車距離超規定閾值信號，嵌入式處理單元10由此判斷出軌道車輛在運行工況下的防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統4；由軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號傳送至制動系統3，制動系統3施加緊急制動實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統4將防溜激活信號傳送至司機控制台5進行顯示，並存儲故障信息。
作為一種典型的實施方式，軌道車輛防倒溜控制系統套用於電傳動捷運工程維護車等軌道車輛。
一種軌道車輛防倒溜控制方法的具體實施方式，包括以下步驟：
S01：模擬信號處理單元11將來自電機速度感測器2的輸入速度信號轉化為速度信號處理單元12能夠接收的電平信號；
S02：速度信號處理單元12根據來自電機速度感測器2的速度信號判斷電機的實際轉向，將判斷的電機實際轉向信號傳送至嵌入式處理單元10，同時對所述速度信號進行處理，並將處理後的速度信號實時輸出至數位訊號處理單元13進行控制；
S03：嵌入式處理單元10綜合電機實際轉向信號，以及通過軌道車輛網路控制系統4傳送的來自司機控制台5的當前司機方向手柄狀態信號判斷溜車信號，並將該信號傳送至數位訊號處理單元13；
S04：數位訊號處理單元13接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值，若超過，則向嵌入式處理單元10傳送車輛溜行距離超閾值信號，嵌入式處理單元10觸發防溜激活信號，並利用該信號通過軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號，緊急制動信號傳送至制動系統3，由制動系統3進行緊急制動停車。
當防溜激活信號通過軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號，緊急制動信號傳送至制動系統3時，軌道車輛網路控制系統4將嵌入式處理單元10觸發的防溜激活及緊急制動信號傳送至司機控制台5進行顯示，並進行故障信息存儲。
在步驟S02中，速度信號處理單元12根據來自電機速度感測器2的速度信號判斷電機實際轉向的過程進一步包括以下步驟：
電機轉向判斷單元121的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機轉向判斷單元121在A相速度信號的上升沿判斷B相速度信號的電平狀態；
當B相速度信號為高電平時，則輸出“A轉向”標誌至並行匯流排14；
當B相速度信號為低電平時，則輸出“B轉向”標誌至所述並行匯流排14。
在步驟S02中，速度信號處理單元12對速度信號進行處理的過程進一步包括以下步驟：
電機速度選擇單元122的輸入信號包括A相速度信號和B相速度信號，電機速度選擇單元122根據以下規則將電機速度感測器2輸出的兩路具有相位差的速度信號進行二選一輸出：
（A）當A相速度信號輸入先到達時，輸出A相速度信號，否則輸出B相速度信號；
（B）當A相速度信號無輸入時，而B相速度信號正常時，輸出B相速度信號；
（C）當B相速度信號無輸入時，而A相速度信號正常時，輸出A相速度信號。
電機速度選擇單元122同時將經過處理的速度信號輸出至數位訊號處理單元13進行實時控制。
在步驟S04中，數位訊號處理單元13接收到溜車信號後，計算車輛溜行距離是否超過規定閾值的過程進一步包括以下步驟：
當數位訊號處理單元13接收到嵌入式處理單元10傳送來的溜車信號後，啟動對速度信號處理單元12輸出的速度方波脈衝信號上升沿的捕捉，數位訊號處理單元13通過對溜行過程中捕捉到的電機速度感測器2的脈衝個數進行脈衝計數，從而判斷溜行距離。
當車輛處於高速運行工況時，車輛的慣性運行方向必然與司機控制台5的司機方向手柄一致，車輛不會發生與司機方向手柄不一致的溜車情況。故在車輛處於運行工況時，DCU的防溜激活只需對車輛低速運行（例如軌道車輛速度小於5km/h）的工況做判斷即可。當軌道車輛處於運行工況，如附圖6左半部分所示，防倒溜控制方法進一步包括以下步驟：
S10：判斷軌道車輛的司機控制台5的司機方向手柄信號是否有效，如果有效，則執行步驟S11，如果無效，則繼續執行步驟S20；
S11：判斷軌道車輛是否處於低速運行狀態，如果是，則執行步驟S12，如果否，則繼續執行步驟S11；
S12：速度信號處理單元12實時判斷電機的實際轉向並將其傳送至嵌入式處理單元10，判斷嵌入式處理單元10檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號是否不一致，如果是，則執行步驟S13，如果否，則繼續執行步驟S12；
S13：嵌入式處理單元10若檢測到電機實際轉向和司機方向手柄信號不一致（例如電機實際轉向為向後，司機方向手柄信號為向前），則判斷出軌道車輛在運行工況發生溜車，嵌入式處理單元10將該信號送數位訊號處理單元13；
S14：數位訊號處理單元13開始對速度信號處理單元12傳送的速度脈衝進行計數（若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新計數），當計數到電機速度感測器2的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元10傳送溜車距離超規定閾值信號，並執行步驟S15，若脈衝個數未超規定閾值，則繼續執行步驟S14；
S15：嵌入式處理單元10判斷軌道車輛在運行工況下的防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統4，並執行步驟S30，若未接收到該信號，則繼續執行步驟S15；
S30：由軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號傳送至制動系統3，制動系統3施加緊急制動，實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統4將防溜激活信號傳送至司機控制台5進行顯示，並存儲故障信息。
當軌道車輛處於停放工況，如附圖6右半部分所示。車輛停放時，司機控制台5的司機手柄必然處於方向零位且速度感測器無脈衝信號。當發生溜車時，防倒溜控制方法進一步包括以下步驟：
S20：判斷司機方向手柄信號是否零位，如果是，則執行步驟S21，如果否，則執行步驟S10；
S21：判斷軌道車輛速度是否大於0km/h，如果是，則執行步驟S22，如果否，則繼續執行步驟S21；
S22：數位訊號處理單元13檢測到速度信號處理單元12傳送的速度脈衝信號，數位訊號處理單元13將該信號傳送至嵌入式處理單元10；嵌入式處理單元10結合軌道車輛網路控制系統4傳送的司機控制台5的司機手柄方向零位信號，判斷出軌道車輛在停放工況發生溜車，速度信號處理單元12將該信號送數位訊號處理單元13；
S23：數位訊號處理單元13開始對速度信號處理單元12傳送的速度脈衝進行計數（若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新計數），當計數到電機速度感測器2的脈衝個數超規定閾值時，向嵌入式處理單元10傳送溜車距離超規定閾值信號，並執行步驟S24，否則繼續執行步驟S23；
S24：如果嵌入式處理單元10判斷溜車距離超規定閾值，則嵌入式處理單元10發出停放工況防溜激活信號，並將該信號傳送至軌道車輛網路控制系統4，並執行步驟S30，若未接收到該信號，則繼續執行步驟S24；
S30：軌道車輛網路控制系統4觸發緊急制動信號傳送至制動系統3，制動系統3施加緊急制動，實現軌道車輛防倒溜，同時軌道車輛網路控制系統4將防溜激活信號傳送至司機控制台5進行顯示，並存儲故障信息。
在數位訊號處理單元13開始對速度信號處理單元12傳送的速度脈衝進行計數的過程中，若溜車信號消失，則速度脈衝計數清零，直到再次接收到溜車信號才重新啟動計數。
該發明通過採用可程式邏輯器件的速度信號處理單元12實現了電機速度感測器2信號二選一，以及電機實際轉向判斷功能；通過數位訊號處理單元13實現了電機速度感測器2的脈衝捕捉計數、車輛溜行距離計算功能；通過嵌入式處理單元10實現了軌道車輛溜車信號、防溜激活信號的邏輯判斷功能，並通過軌道車輛網路控制系統4生成緊急制動信號送制動系統3，對軌道車輛施加緊急制動來阻止溜車。
該發明在軌道車輛停放工況和運行工況下，均可實現軌道車輛的防倒溜控制。由於系統採用高頻率系統時鐘對輸入電機速度感測器2的脈衝信號進行採樣並使用嵌入式處理單元10進行邏輯判斷，控制方法實時性高，計算結果精確。採用嵌入式處理單元10、模擬信號處理單元11、速度信號處理單元12和數位訊號處理單元13組合結構設計，充分利用各單元的特點，各自實現所擅長的功能，最後由嵌入式處理單元10進行匯總和判斷，使各單元程式都較易實現，程式代碼在其它配備DCU的電傳動車型上也易於移植。同時，該發明控制方法可精確計算軌道車輛的溜行距離，在用戶對軌道車輛溜行達到多少距離才進入防溜激活工況可靈活判斷，能較好滿足客戶不同需求。採用可程式邏輯器件的速度信號處理單元12、數位訊號處理單元13及嵌入式處理單元10的程式易於編寫，程式採用目標代碼的方式燒寫，使固化的程式代碼難以被破譯，保密性高。該發明防溜控制方法在電傳動捷運工程維護車的DCU中自動實現，DCU為車輛VVVF自帶配置設備，用戶可無需再採購額外的防溜設備進行軌道車輛防溜，可節省大量資金，降低人力資源的消耗。
上述嵌入式處理單元10、速度信號處理單元12的控制晶片也可改成其他處理器的形式，所以使用其他處理器也屬於該發明的保護範圍。
上述控制方法中對溜行距離的計算，也可以通過嵌入式處理單元10對處理過的電機速度感測器2的信號進行積分計算得出，但由於嵌入式處理單元10的程式運行周期較數位訊號處理單元13的程式慢，故計算結果實時性會較數位訊號處理單元13要差。
上述並行匯流排14還可以採用其它專用並行匯流排或其他高速匯流排替代，所以使用其他高速匯流排進行通信也屬於該發明的保護範圍。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種軌道車輛防倒溜控制系統及其方法》獲得第二十屆中國專利銀獎。
