CN103991444A - 轨道车辆制动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种轨道车辆制动控制方法及装置。本发明轨道车辆制动控制方法，包括：接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度；对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述目标减速度对应的预设的制动力；测量所述轨道车辆的实时减速度；根据所述轨道车辆的实时减速度和所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力；对所述轨道车辆施加所述第二制动力。本发明实施例实现了在无法通过转向架上的弹簧材料的位移和压力获得轨道车辆的总载重信息时，准确确定需要施加的制动力。

Description

轨道车辆制动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及自动控制技术，尤其涉及一种轨道车辆制动控制方法及装置。

背景技术

随着轨道车辆技术的发展，轨道车辆正在成为越来越多旅客出行的首选交通工具，在轨道车辆的行驶过程中，由于乘客频繁上下列车，轨道车辆总载重不断发生变化，为了向乘客提供更舒适的轨道车辆行驶体验，轨道车辆的制动控制系统需要提供更准确的制动力。

一种现有的计算需要施加的制动力的方法是：通过根据轨道车辆的转向架上的弹簧的位移和压力的变化，采集载重信息，轨道车辆的制动系统根据载重信息计算出需要施加的制动力。

然而，由于很多转向架采用橡胶弹簧材料，而这种弹簧难于根据位移和压力采集总载重信息，因此无法准确得出需要施加的制动力。

发明内容

本发明提供一种轨道车辆制动控制方法及装置，以实现解决了在无法通过转向架上的弹簧材料的位移和压力获得轨道车辆的总载重信息时，准确确定需要施加的制动力。

本发明的第一方面提供一种轨道车辆制动控制方法，包括：

接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度；

对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述目标减速度对应的预设的制动力；

测量所述轨道车辆的实时减速度；

根据所述轨道车辆的实时减速度和所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力；

对所述轨道车辆施加所述第二制动力。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方法中，所述根据所述轨道车辆的实时减速度和所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力，具体包括：

根据所述实时减速度和所述第一制动力，计算所述轨道车辆的实时载重；根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述轨道车辆的实时载重，计算所述第二制动力；或者，

根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述第一制动力直接计算所述第二制动力。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方法中，所述实时减速度为开始施加所述第一制动力后初始监测时刻的速度、经过预设监测时长后的速度的差值与预设监测时长的比值。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方法中，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度需要施加的制动力；或者，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度所属的减速度区间的最低减速度需要施加的制动力。

本发明的第二方面提供一种轨道车辆制动控制装置，包括：

接收模块，用于接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度；

制动模块，用于对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度对应的预设的制动力；

测量模块，用于测量所述轨道车辆的实时减速度；

计算模块，用于根据所述测量模块测量的所述轨道车辆的实时减速度和所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力；

所述制动模块，还用于对所述轨道车辆施加所述第二制动力。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方法中，所述计算模块根据所述测量模块测量的轨道车辆的实时减速度和所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力，具体用于：

根据所述实时减速度和所述第一制动力，计算所述轨道车辆的实时载重；根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述轨道车辆的实时载重，计算所述第二制动力；或者，

根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述第一制动力直接计算所述第二制动力。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方法中，所述实时减速度为开始施加所述第一制动力后初始监测时刻的速度、经过预设监测时长后的速度的差值与预设监测时长的比值。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方法中，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度需要施加的制动力；或者，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度所属的减速度区间的最低减速度需要施加的制动力。

本发明实施例轨道车辆制动控制方法，通过根据接收的减速度指令中包括的目标减速度，对轨道车辆施加所述目标减速度对应的第一制动力，并测量轨道车辆的实时减速度，根据轨道车辆的实时减速度和目标减速度的差值以及第一制动力确定一第二制动力，对轨道车辆施加第二制动力，实现了在无法通过转向架上的弹簧材料的位移和压力获得轨道车辆的总载重信息时，准确确定需要施加的制动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明轨道车辆制动控制方法实施例一的流程图；

图2为图1实施例一S102中目标减速度对应的预设的制动力的一种确定方法的流程示意图；

图3为本发明轨道车辆制动控制方法实施例二的流程示意图

图4为本发明轨道车辆制动控制装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

图1为本发明轨道车辆制动控制方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：

S101、接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度。

其中，所述目标减速度指令可以由轨道车辆的驾驶员设置输入，所述目标减速度指令可以包含预设的目标减速度，例如，-10米/秒²、-50米/秒²，也可以包含由驾驶员输入的具体的目标减速度，例如，-5米/秒²，只需要不超过轨道车辆支持的最大目标减速度能力即可。

S102、对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述目标减速度对应的预设的制动力。

需要说明的是，在轨道车辆投入正式运行前，可以预先规划若干允许输入的目标减速度数值，并为每个允许输入的目标减速度预设一个制动力；或者，可以预先划分若干制动等级，每个制动等级对应一个减速度区间，并为每个减速度区间预设一个制动力，则所述目标减速度对应的预设的制动力可以为所述目标减速度对应的减速度区间预设的制动力。

例如，1级制动对应减速度区间为-1至-10米/秒²，2级制动对应减速度区间为-11至-30米/秒²，3级制动对应减速度区间为-31至-50米/秒²，1级制动预设制动力为10000牛，2级制动预设制动力为20000牛，3级制动预设制动力为50000牛。若所述目标减速度为-50米/秒²，则所述第一制动力为3级制动对应的预设制动力50000牛。

可选的，所述预设的制动力可以根据所述轨道车辆处于空载状态时在预设时长内能够达到所述目标减速度需要施加的制动力确定；或者，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在预设时长内能够达到所述目标减速度所属的减速度区间的最低减速度需要施加的制动力。

S103、测量所述轨道车辆的实时减速度。

其中，所述轨道车辆的速度可以通过安装在轨道车辆的速度传感器获得，所述速度传感器可以分别获得施加所述第一制动力的起始时刻的速度和经过一个预设的监测时长后的轨道车辆的速度，则所述实时减速度为开始施加所述第一制动力后初始监测时刻的速度与经过预设监测时长后的速度的差值与所述预设监测时长的比值。所述预设的监测时长可以设置一个比较短的时间，例如，0.5秒，以便于轨道车辆能够在较短的时间内判断需要施加的第二制动力。

需要说明的是，由于轨道车辆施加制动力后需要一定的响应时间，如1.5秒，因此可以根据实际情况确定一个响应时间，在开始施加第一制动力之后，间隔预设的响应时间，作为初始监测时刻，采集速度数据。

例如，速度传感器获取的起始时刻的速度V₁和经过预设的监测时长后的速度V₂分别为60米/秒和45米/秒，预设的监测时长△T为0.5秒，则实时减速度A₁可以根据公式(1)计算得出为-10米/秒²。

$A_1=\frac{V_2-V_1}{\mathrm{\ΔT}}$ ………………………公式(1)

S104、根据所述轨道车辆的实时减速度和所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力。

其中，轨道车辆的制动系统可以先根据所述实时减速度和所述第一制动力，计算所述轨道车辆的实时载重；再根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值与所述轨道车辆的实时载重，进而计算所述第二制动力；或者，

轨道车辆的制动系统也可以根据所述实时减速度和所述目标减速度的差值、所述第一制动力直接计算所述第二制动力。

举例来说，若步骤S101中的目标减速度为A₀，步骤S102中施加的第一制动力为F₁，步骤S103中测得的实时减速度为A₁，根据公式(2)可以计算出轨道车辆的实时载重M，具体如下：

$M=\frac{F_1}{A_1}$ …………………………公式(2)

则第二制动力F₂可以根据公式(3)计算得出，具体如下：

F₂＝M×A₀………………………公式(3)

或者，第二制动力F₂也可以直接根据公式(4)计算得出，具体如下：

$F_2=\frac{F_1}{A_1}\×A_0$ ………………………公式(4)

可选的，本领域的技术人员应当明了，施加第一制动力的预设的监测时长与施加第二制动力的时长可以不同，也就是说，若期望在更短的时间达到所述目标减速度时，可以适当增加第二制动力，计算第二制动力时可以考虑将所述更短的时间作为调整系数进行计算，本发明不做限制。

S105、对所述轨道车辆施加所述第二制动力。

轨道车辆的制动系统根据步骤S105计算得到的第二制动力的大小开始对轨道车辆施加制动力，轨道车辆在预设监测时间内就可以达到S101中的目标减速度，轨道车辆的驾驶员可以根据需要随时结束所述减速度指令的执行过程，以保证轨道车辆的行驶速度满足实际的行驶需要。

本实施例，通过根据接收的减速度指令中包括的目标减速度，对轨道车辆施加所述目标减速度对应的第一制动力，并测量轨道车辆的实时减速度，根据轨道车辆的实时减速度和目标减速度的差值以及第一制动力确定一第二制动力，对轨道车辆施加第二制动力，实现了在无法通过转向架上的弹簧材料的位移和压力获得轨道车辆的总载重信息时，准确确定需要施加的制动力。

图2为图1实施例一S102中目标减速度对应的预设的制动力的一种确定方法的流程示意图。其中，预设的允许输入的目标减速度数值或者预设的减速度区间对应的预设的制动力，可以通过在轨道车辆处于空载状态运行时，测试轨道车辆在预设时长内达到预设的目标减速度数值或者每个减速度区间的最低减速度需要施加的制动力获得。

如图2所示，轨道车辆调试阶段可以通过重复执行S201-S205的步骤获得对应的预设的制动力。具体的：

S201、开始施加制动力。

其中，所述制动力可以根据车重的实际情况选择初次调试时使用的制动力。

S202、等待预设响应时间T1。

S203、获得轨道车辆初始监测时刻的速度。

S204、在预设监测时长持续施加测试制动力。

S205、获得轨道车辆经过预设监测时长的速度。

其中，所述监测时长可以是期望的施加制动力的生效时间。在S205之后，轨道车辆的调试人员可以根据S205和S203获得的速度的差值，调整下一轮测试时S201中需要施加的制动力的大小，并最终确定出达到目标减速度需要施加的预设制动力。

需要说明的是，由于确定所述目标减速度的预设的制动力的调试过程是在轨道车辆处于空载状态下测试得出的，因此，得到的预设的制动力在轨道车辆处于有载荷运行中时，该制动力不会使得轨道车辆的减速度超过目标减速度，这样，轨道车辆在接收到包含目标减速度的减速度指令，并对轨道车辆施加根据图2所示的预设的制动力的确定方法确定得到的第一制动力，再根据测量得到的实时减速度，计算得到的第二制动力只需要比第一制动力稍大一点，这样的话，轨道车辆的制动过程不会发生速度陡变，制动过程将非常平稳，不会影响乘客的乘坐体验。

下面采用几个具体的实施例，对图1所示方法实施例的技术方案进行详细说明。

图3为本发明轨道车辆制动控制方法实施例二的流程示意图。本实施例的执行主体为轨道车辆的制动系统，如图3所示，本实施例的步骤包括：

S301、接收减速度指令，开始施加第一制动力。

其中，所述减速度指令包含目标减速度，所述第一制动力为所述目标减速度对应的预设的制动力，所述预设的制动力可以通过图2所示方法获得。例如，所述减速度指令包含的目标减速度为-50米/秒²，其对应的预设的制动力为3000牛。

S302、等待预设响应时间T1。

例如，响应时间T1为1.8秒。

S303、获得轨道车辆初始监测时刻的速度。

其中，所述轨道车辆的制动系统可以通过速度传感器获得轨道车辆的速度。例如，初始监测时刻的速度为80米/秒。

S304、在预设监测时长T2持续施加第一制动力。

例如，预设监测时长T2为0.5秒。

S305、获得轨道车辆经过预设监测时长的速度，计算第二制动力，施加第二制动力。

其中，经过预设监测时长T2为0.5秒，相当于在接到减速度指令后2.3秒的时刻获取轨道车辆的速度，此时的速度，例如为60米/秒，则根据公式(1)、(2)或公式(3)可以计算得出第二制动力为3750牛。

本实施例的技术效果与图1-图2所示方法技术效果相同，此处不再赘述。

可选的，所述轨道车辆的制动系统在施加所述第二制动力时，可以同时将所述轨道车辆的动能转化并存储，用于需要对轨道车辆施加牵引力时使用。例如，转化为电能。

图4为本发明轨道车辆制动控制装置实施例的结构示意图，本实施例的装置可以位于轨道车辆侧，可以设置于轨道车辆中，也可以独立于轨道车辆单独设置，如图4所示，本实施例的装置1可以包括：接收模块11、制动模块12、测量模块13、计算模块14，其中：

接收模块11，用于接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度。

制动模块12，用于对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度对应的预设的制动力；还用于，根据计算模块14确定的第二制动力，对所述轨道车辆施加所述第二制动力。

测量模块13，用于测量所述轨道车辆的实时减速度。

计算模块14，用于根据所述测量模块测量的所述轨道车辆的实时减速度和所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力。

可选的，所述计算模块14根据所述测量模块测量的所述轨道车辆的实时减速度和所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力，可以具体用于：

根据所述实时减速度和所述第一制动力，计算所述轨道车辆的实时载重；根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述轨道车辆的实时载重，计算所述第二制动力；或者，

根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述第一制动力直接计算所述第二制动力。

其中，所述实时减速度可以为开始施加所述第一制动力后初始监测时刻的速度、经过预设监测时长后的速度的差值与预设监测时长的比值。

可选的，所述制动模块12施加的所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度需要施加的制动力；或者，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度所属的减速度区间的最低减速度需要施加的制动力。

本实施例的装置，可以用于执行图1-3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种轨道车辆制动控制方法，其特征在于，

接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度；

对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述目标减速度对应的预设的制动力；

测量所述轨道车辆的实时减速度；

根据所述轨道车辆的实时减速度和所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力；

对所述轨道车辆施加所述第二制动力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述轨道车辆的实时减速度和所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力，具体包括：

根据所述实时减速度和所述第一制动力，计算所述轨道车辆的实时载重；根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述轨道车辆的实时载重，计算所述第二制动力；或者，

根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述第一制动力直接计算所述第二制动力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述实时减速度为开始施加所述第一制动力后初始监测时刻的速度、经过预设监测时长后的速度的差值与预设监测时长的比值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度需要施加的制动力；或者，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度所属的减速度区间的最低减速度需要施加的制动力。

5.一种轨道车辆制动控制装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收减速度指令，所述减速度指令包括目标减速度；

制动模块，用于对轨道车辆施加第一制动力，所述第一制动力为所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度对应的预设的制动力；

测量模块，用于测量所述轨道车辆的实时减速度；

计算模块，用于根据所述测量模块测量的所述轨道车辆的实时减速度和所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力；

所述制动模块，还用于对所述轨道车辆施加所述第二制动力。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块根据所述测量模块测量的轨道车辆的实时减速度和所述接收模块接收的减速度指令包括的所述目标减速度的差值，以及所述第一制动力，确定第二制动力，具体用于：

根据所述实时减速度和所述第一制动力，计算所述轨道车辆的实时载重；根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述轨道车辆的实时载重，计算所述第二制动力；或者，

根据所述实时减速度与所述目标减速度的差值和所述第一制动力直接计算所述第二制动力。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述实时减速度为开始施加所述第一制动力后初始监测时刻的速度、经过预设监测时长后的速度的差值与预设监测时长的比值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度需要施加的制动力；或者，所述预设的制动力为所述轨道车辆处于空载状态时在所述预设时长内能够达到所述目标减速度所属的减速度区间的最低减速度需要施加的制动力。