CN109606397A - 列车运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种列车运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。采用本方法能够实现快速启动列车进行恒速运行。

Description

列车运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及列车控制技术领域，特别是涉及一种列车运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着铁路列车技术的发展，对于列车恒速运行的要求越来越高，列车的自动恒速控制可以确保列车准点、平稳运行，提高列车的安全性。在列车恒速控制中，低恒速运行是指列车以较低且恒定的速度运行，是铁路工程机械产品特有的一种工作方式，通过低恒速运行完成对铁道线路和供电设备的检修与维护，其性能好坏对作业效果影响较大，是铁路工程机械产品研发的一项关键技术。

然而，目前的列车恒速运行控制方法，通过确定不同线路的坡度对应的启动力矩来驱动列车启动，控制列车启动进行恒速运行的时间长。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够快速启动列车进行恒速运行的列车运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种列车运行控制方法，所述方法包括：

接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

在其中一个实施例中，在向牵引电机发送第一力矩指令之前，还包括：

获取列车的运行方向参数；

根据运行方向参数确定力矩方向参数；

查询预设的第一给定力矩斜率；

根据力矩方向参数和第一给定力矩斜率生成第一力矩指令。

在其中一个实施例中，当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩包括：

获取列车的当前加速度；

当当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；

根据当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩。

在其中一个实施例中，当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令包括：

获取列车的运行位移；

当运行位移超过预设的运动位移阈值时，生成第二力矩输出指令；

将第二力矩输出指令发送至牵引电机。

在其中一个实施例中，生成第二力矩输出指令包括：

获取列车的当前运行速度；

确定当前运行速度与目标运行速度之间的偏差速度；

根据偏差速度确定第二给定力矩，并根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令。

在其中一个实施例中，根据偏差速度确定第二给定力矩包括：

当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据偏差速度和比例积分控制算法计算得到第二给定力矩；

否则，根据偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到第二给定力矩。

在其中一个实施例中，在向牵引电机发送第二力矩输出指令之后，还包括：

获取列车的粘着力矩；

当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令；

向牵引电机发送力矩调整指令，力矩调整指令用于控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩。

一种列车运行控制装置，所述装置包括：

运行命令接收模块，用于接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

第一给定力矩模块，用于向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

固定给定力矩模块，用于当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

力矩保持模块，用于向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

第二给定力矩模块，用于当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

上述列车运行控制方法、装置、计算机设备和存储介质，在列车启动恒速运行控制过程中，直接通过第一力矩指令使牵引电机输出递增的第一给定力矩以驱动列车启动，在列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩，并通过力矩保持指令控制牵引电机输出固定给定力矩以驱动列车运行，不需要获取线路的坡度参数，实现了快速启动列车进行恒速运行。

附图说明

图1为一个实施例中列车运行控制方法的应用环境图；

图2为一个实施例中列车运行控制方法的流程示意图；

图3为一个实施例中第二力矩输出指令处理的流程示意图；

图4为另一个实施例中列车运行控制方法的流程示意图；

图5为一个实施例中列车运行控制装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的列车运行控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，处理器和牵引电机可以在列车车厢内部，处理器通过发送控制指令以控制牵引电机输出给定力矩，给定力矩作用于列车车轮，从而驱动列车进行运行。在列车启动进行低恒速运行控制过程中，处理器接收外部发送的列车运行命令，处理器通过第一力矩指令使牵引电机输出递增的第一给定力矩以驱动列车车轮进行启动。在列车满足预设的启动条件时，处理器根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩，并通过力矩保持指令控制牵引电机输出固定给定力矩以驱动列车运行。当列车满足预设的加速条件时，处理器通过第二力矩输出指令控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，通过该第二给定力矩作用于列车的车轮从而将列车加速至目标运行速度。其中，处理器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种列车运行控制方法，以该方法应用于图1中的处理器为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S201：接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度。

列车运行命令可以由列车驾驶员向处理器发送，如由列车驾驶员通过操作相应列车运行按钮来发出列车运行命令。目标运行速度为需要列车进行恒速运行的速度，列车运行命令可以携带由目标运行速度，目标运行速度可以包括运行速率和运行方向参数。处理器接收到列车运行命令后，可以直接从该列车运行命令中提取运行速度参数，进一步确定目标运行速度。具体地，在列车低恒速运行控制过程中，列车运行命令可以为低恒速运行命令，其包括低恒速运行速率和运行速度参数。

步骤S203：向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩。

其中，牵引电机为列车的动力部件，牵引电机按照处理器发送的力矩控制指令输出对应的给定力矩，给定力矩作用于列车的车轮系统，可以使车轮产生转动，以驱动列车进行运动。处理器生成第一力矩指令并将其发送至牵引电机，从而控制牵引电机输出第一给定力矩，输出的第一给定力矩按照预设的第一给定力矩斜率递增。第一给定力矩不断增大，车轮系统受到的力矩作用也不断增大，以驱动车轮进行运动，从而带动列车运行。直接通过牵引电机输出递增的第一给定力矩对列车进行驱动启动，不需要获取线路的坡度参数，可以适应各种坡度的线路，使列车可以快速启动进行恒速运行，同时降低了恒速启动运行距离，确保了列车的作业效果。

步骤S205：当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩。

其中，启动条件可以但不限于包括列车的加速度超过一定启动阈值，在列车加速度超过该启动阈值时，可以认为列车已经开始启动，此时根据牵引电机输出的当前第一给定力矩确定固定给定力矩，并根据固定给定力矩对列车进行运行加速，可以避免列车发送溜坡。固定给定力矩可以为固定数值，具体可以由在当前第一给定力矩上叠加一预设固定力矩后得到，通过该固定力矩可以使列车在满足启动条件后以较小速度进行稳定运行，能够有效防止车辆抖动。

步骤S207：向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩。

确定固定给定力矩后，向牵引电机送力矩保持指令，该力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩。具体应用时，可以根据得到的固定给定力矩生成力矩保持指令，以控制牵引电机保持输出固定数值的固定给定力矩，从而使列车在满足启动条件后以较小速度进行稳定运行，能够有效防止车辆抖动。

步骤S209：当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

在通过固定给定力矩驱动列车运行时，定时或实时监测列车是否满足预设的加速条件，如列车是否完全运动，列车是否具有一定速度或列车是否已运行一定位移。当列车满足预设的加速条件时，生成第二力矩输出指令并将其发送至牵引电机，以使牵引电机在固定给定力矩基础上，输出递增的第二给定力矩。其中，第二给定力矩可以按照预设的第二给定力矩斜率进行递增，其初始值为固定给定力矩，即在固定给定力矩的基础上按照第二给定力矩斜率进行递增，输出第二给定力矩。通过将牵引电机当前输出的固定给定力矩作为第二给定力矩递增的初始值，可以避免力矩的断层，确保列车的稳定加速运行，提高列车运行的安全性。

牵引电机输出的第二给定力矩作用于列车的车轮系统，通过控制牵引电机按照该第二给定力矩对车轮系统进行作用，可以将列车加速至所需的目标运行速度，从而实现对列车恒速运行的控制。

上述列车运行控制方法中，在列车启动恒速运行控制过程中，直接通过第一力矩指令使牵引电机输出递增的第一给定力矩以驱动列车启动，在列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩，并通过力矩保持指令控制牵引电机输出固定给定力矩以驱动列车运行，不需要获取线路的坡度参数，实现了快速启动列车进行恒速运行。

在一个实施例中，在向牵引电机发送第一力矩指令之前，还包括：获取列车的运行方向参数；根据运行方向参数确定力矩方向参数；查询预设的第一给定力矩斜率；根据力矩方向参数和第一给定力矩斜率生成第一力矩指令。

在处理器接收到外部发送的列车运行命令后，按照列车的运行方向确定对应给定力矩的力矩方向，以控制牵引电机输出对应的给定力矩。例如，列车向前运行或向后运行。具体地，确定目标运行速度后，获取列车的运行方向参数。运行方向参数可以根据目标运行速度得到，如根据目标运行速度的正负符号确定运行方向，可以设为正值向前运行，负值向后运行。此外，在具体应用时，运行方向参数可以根据列车的方向手柄进行确定，如根据方向手柄所触发的方向触点确定列车的运行方向。得到列车的运行方向参数后，确定对应给定力矩的力矩方向参数，其中，力矩方向参数表征了牵引电机提供的给定力矩的力矩方向。例如，当列车的运行方向参数为正值，即运行方向为前行时，力矩方向参数也对应为正值，即牵引电机输出的给定力矩可以驱动列车前行。得到力矩方向参数，确定牵引电机输出的给定力矩的力矩方向后，查询预设的第一给定力矩斜率，第一给定力矩斜率为牵引电机输出的第一给定力矩的变化率。第一给定力矩斜率越大，则牵引电机输出的第一给定力矩的增长速度越快，其由各列车的牵引电机，列车负载，列车车重，阻力等综合确定。

得到力矩方向参数和第一给定力矩斜率后，根据该力矩方向参数和第一给定力矩斜率生成第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩。第一力矩指令发送至牵引电机后，牵引电机按照第一给定力矩斜率输出幅值大小递增的、力矩方向与力矩方向参数对应的第一给定力矩，第一给定力矩作用于列车的车轮系统，可以使车轮系统进行滚动，从而驱动列车启动。直接通过牵引电机输出递增的第一给定力矩对列车进行驱动启动，不需要获取线路的坡度参数，使列车可以快速启动进行恒速运行，同时降低了恒速启动运行距离，确保了列车的作业效果。

在一个实施例中，当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩包括：获取列车的当前加速度；当当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；根据当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩。

在牵引电机按照接收到的第一力矩指令输出第一给定力矩时，监测列车是否满足预设的启动条件，以确定列车当前的启动力矩，并保持一定固定力矩进行平缓运行，防止车辆在启动运行时发生抖动。本实施例中，启动条件包括列车加速度是否达到预设的启动加速度。具体地，实时或定时检测列车的当前加速度，将该当前加速度与预设的启动加速度进行比较，当当前加速度超过启动加速度时，可认为已达到列车在当前线路坡道上所需的启动力矩，即列车已经开始启动，则获取牵引电机此时输出的当前第一给定力矩。查询预设的固定力矩，并根据该固定力矩和当前第一给定力矩确定固定给定力矩，如可以直接将当前第一给定力矩和预设的固定力矩进行求和运算得到固定给定力矩。

本实施例中，在确定列车的启动力矩，即得到当前第一给定力矩后，停止第一给定力矩的增加输出，而在当前第一给定力矩基础上直接叠加一预设的固定力矩，得到固定给定力矩。通过向牵引电机发送力矩保持指令，令牵引电机保持输出该固定给定力矩一定时间，使列车在启动后以较小速度平稳运行一定时间，能够有效防止具有大质量、大惯性的列车在启动运行时发生抖动。

在一个实施例中，如图3所示，第二力矩输出指令处理的流程，即当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令包括：

步骤S301：获取列车的运行位移。

当列车在固定给定力矩作用下保持运行一定时间，列车完全运动后，向牵引电机发送第二力矩输出指令，以使牵引电机继续增加输出给定力矩，从而驱动列车进行快速加速，直至达到目标运行速度。具体地，在向牵引电机发送力矩保持指令，令牵引电机保持输出固定给定力矩后，监测列车是否满足预设的加速条件时，当满足加速条件时通过发送第二力矩输出指令实现快速加速。本实施例中，加速条件可以为列车的运行位移是否超过一定距离。在向牵引电机发送力矩保持指令，令牵引电机保持输出固定给定力矩时，实时或定时获取列车的运行位移，如可以为15米或20米。

步骤S303：当运行位移超过预设的运动位移阈值时，生成第二力矩输出指令。

查询预设的运动位移阈值，运动位移阈值可以根据实际需要进行灵活设定。将获取的列车运行位移与运动位移阈值进行比较，当运行位移超过运动位移阈值，即运行位移的数值大于运动位移阈值的数值时，表明列车已完全运动，可以进入快速加速处理，此时生成第二力矩输出指令。第二力矩输出指令的生成可以根据列车的当前运行速度和目标运行速度进行PID(Proportion Integral Differential)闭环控制计算得到第二给定力矩，并生成对应的第二力矩输出指令。

步骤S305：将第二力矩输出指令发送至牵引电机。

生成第二力矩输出指令后，将其下发至牵引电机，以使牵引电机继续输出力矩大小递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。其中，牵引电机输出的第二给定力矩以固定给定力矩为初始值进行递增。

本实施例中，监测列车在满足预设的加速条件时，通过生成的第二力矩输出指令控制在固定给定力矩基础上，输出递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度，能够在保证列车平稳启动运行的前提下，实现列车的快速加速控制。

在一个实施例中，生成第二力矩输出指令包括：获取列车的当前运行速度；确定当前运行速度与目标运行速度之间的偏差速度；根据偏差速度确定第二给定力矩，并根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令。

本实施例中，第二力矩输出指令根据列车的当前运行速度和目标运行速度按照预设的控制算法进行确定。具体地，在列车满足预设的加速条件时，获取列车的当前运行速度，根据该当前运行速度与根据列车运行命令确定的目标运行速度计算得到二者之间的偏差速度，偏差速度可为目标运行速度与列车当前运行速度进行求差运算得到的速度差值。根据得到的偏差速度确定第二给定力矩，并根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令。具体地，可以基于比例积分微分控制算法按照偏差速度计算得到第二给定力矩，即根据偏差速度通过比例积分微分控制对牵引电机输出的第二给定力矩的力矩大小进行闭环控制，以实现列车的快速加速。

在一个实施例中，根据偏差速度确定第二给定力矩包括：当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据偏差速度和比例积分控制算法计算得到第二给定力矩；否则，根据偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到第二给定力矩。

本实施例中，根据偏差速度进行比例积分微分闭环控制确定所需的第二给定力矩。具体的，当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，如10％的目标运行速度，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内，如偏差速度小于1％的目标运行速度，即偏差速度接近零或在可接受误差内认为为零时，采用比例积分控制算法根据偏差速度计算得到第二给定力矩。其中，比例积分控制算法包括比例控制和积分控制。比例控制是一种最简单的控制方式，其控制的输出与输入的偏差速度成比例关系，比例系数可以为第二给定力矩的第二给定力矩斜率。积分控制中，控制的输出与输入的偏差速度的积分成正比关系。通过比例积分控制算法，可以使列车在达到目标运行速度后整个系统进入稳态后无稳态误差。

另一方面，当偏差速度小于等于第一偏差阈值也不处于第二偏差阈值范围内，如小于10％的目标运行速度且大于1％的目标运行速度时，可以通过比例积分微分控制算法根据偏差速度得到第二给定力矩。其中，微分控制的输出与输入的偏差速度的微分成正比关系。通过微分控制，可以在列车的当前运行速度接近目标运行速度时，加入超前控制，即根据偏差速度的微分提前控制牵引电机减小输出的第二给定力矩，防止列车速度过冲，避免了列车超过目标运行速度后需要时间进行稳定，确保了列车的安全平稳运行。

在一个实施例中，在向牵引电机发送第二力矩输出指令之后，还包括：获取列车的粘着力矩；当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令；向牵引电机发送力矩调整指令，力矩调整指令用于控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩。

本实施例中，在向牵引电机发送第二力矩输出指令之后，将迁移电机输出的第二给定力矩与列车的粘着力矩进行比较，并根据比较结果中的较小值对牵引电机的输出进行调整，以确保输出的第二给定力矩不超过列车的粘着力矩，防止列车发生空转和打滑问题。具体地，在向牵引电机发送第二力矩输出指令之后，获取列车的粘着力矩。粘着力矩可以根据列车轮轨系统之间的粘着特性确定。粘着特性为牵引力与蠕滑率以及与速度的关系，是列车牵引计算中用以有效发挥牵引、制动性能的防空转和防滑控制技术的基础。得到列车的粘着力矩后，将其与牵引电机输出的第二给定力矩进行比较，当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令并将力矩调整指令发送至牵引电机，以控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩，从而避免了因牵引电机输出的第二给定力矩超过列车的粘着力矩而造成列车空转和打滑的问题，确保了列车加速运行的安全性。

本实施例中，将牵引电机输出的第二给定力矩根据列车的粘着力矩进行调整，使最后取得列车运行的发挥给定力矩不超过列车的粘着力矩，避免了列车发生空转和打滑的问题。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种列车运行控制方法，包括：

步骤S401：接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

步骤S402：向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩。

本实施例中，处理器接收列车驾驶员通过操作相应列车运行按钮发送的列车运行命令，列车运行命令可以为低恒速启动命令，其携带有目标运行速度。生成第一力矩指令并将其发送至牵引电机，从而控制牵引电机输出第一给定力矩，输出的第一给定力矩按照预设的第一给定力矩斜率递增。

步骤S403：获取列车的当前加速度；

步骤S404：当当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；

步骤S405：根据当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩；

步骤S406：向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩。

在牵引电机按照接收到的第一力矩指令输出第一给定力矩时，监测列车是否达到预设的启动加速度，以确定列车当前的启动力矩，并保持一定固定力矩进行平缓运行，防止车辆在启动运行时发生抖动。

步骤S407：获取列车的运行位移；

步骤S408：当运行位移超过预设的运动位移阈值时，获取列车的当前运行速度；

步骤S409：确定当前运行速度与目标运行速度之间的偏差速度；

步骤S410：当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据偏差速度和比例积分控制算法计算得到第二给定力矩；

步骤S411：否则，根据偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到第二给定力矩；

步骤S412：根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令；

步骤S413：将第二力矩输出指令发送至牵引电机，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

监测列车在满足预设的加速条件时，通过生成的第二力矩输出指令控制在固定给定力矩基础上，输出递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度，能够在保证列车平稳启动运行的前提下，实现列车的快速加速控制。其中，第二力矩输出指令根据列车的当前运行速度和目标运行速度按照预设的PID控制算法进行确定。

步骤S414：获取列车的粘着力矩；

步骤S415：当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令；

步骤S416：向牵引电机发送力矩调整指令，力矩调整指令用于控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩。

在向牵引电机发送第二力矩输出指令之后，将迁移电机输出的第二给定力矩与列车的粘着力矩进行比较，并根据比较结果中的较小值对牵引电机的输出进行调整，以确保输出的第二给定力矩不超过列车的粘着力矩，防止列车发生空转和打滑问题。

应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种列车运行控制装置，包括：运行命令接收模块501、第一给定力矩模块503、固定给定力矩模块505、力矩保持模块507和第二给定力矩模块509，其中：

运行命令接收模块501，用于接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

第一给定力矩模块503，用于向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

固定给定力矩模块505，用于当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

力矩保持模块507，用于向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

第二给定力矩模块509，用于当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

在一个实施例中，还包括运行方向模块、力矩方向模块、力矩斜率模块和指令生成模块，其中：运行方向模块，用于获取列车的运行方向参数；力矩方向模块，用于根据运行方向参数确定力矩方向参数；力矩斜率模块，用于查询预设的第一给定力矩斜率；指令生成模块，用于根据力矩方向参数和第一给定力矩斜率生成第一力矩指令。

在一个实施例中，固定给定力矩模块505包括加速度单元、力矩获取单元和固定力矩单元，其中：加速度单元，用于获取列车的当前加速度；力矩获取单元，用于当当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；固定力矩单元，用于根据当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩。

在一个实施例中，第二给定力矩模块509包括运行位移单元、位移比较单元和指令发送单元，其中：运行位移单元，用于获取列车的运行位移；位移比较单元，用于当运行位移超过预设的运动位移阈值时，生成第二力矩输出指令；指令发送单元，用于将第二力矩输出指令发送至牵引电机。

在一个实施例中，位移比较单元包括速度获取子单元、偏差速度子单元和输出指令子单元，其中：速度获取子单元，用于获取列车的当前运行速度；偏差速度子单元，用于确定当前运行速度与目标运行速度之间的偏差速度；输出指令子单元，用于根据偏差速度确定第二给定力矩，并根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令。

在一个实施例中，输出指令子单元包括PI控制子单元和PID控制子单元，其中：PI控制子单元，用于当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据偏差速度和比例积分控制算法计算得到第二给定力矩；PID控制子单元，用于否则，根据偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到第二给定力矩。

在一个实施例中，还包括粘着力矩模块、调整指令模块和力矩调整模块，其中：粘着力矩模块，用于获取列车的粘着力矩；调整指令模块，用于当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令；力矩调整模块，用于向牵引电机发送力矩调整指令，力矩调整指令用于控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩。

关于列车运行控制装置的具体限定可以参见上文中对于列车运行控制方法的限定，在此不再赘述。上述列车运行控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种列车运行控制方法。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取列车的运行方向参数；根据运行方向参数确定力矩方向参数；查询预设的第一给定力矩斜率；根据力矩方向参数和第一给定力矩斜率生成第一力矩指令。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取列车的当前加速度；当当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；根据当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取列车的运行位移；当运行位移超过预设的运动位移阈值时，生成第二力矩输出指令；将第二力矩输出指令发送至牵引电机。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取列车的当前运行速度；确定当前运行速度与目标运行速度之间的偏差速度；根据偏差速度确定第二给定力矩，并根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据偏差速度和比例积分控制算法计算得到第二给定力矩；否则，根据偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到第二给定力矩。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取列车的粘着力矩；当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令；向牵引电机发送力矩调整指令，力矩调整指令用于控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

接收列车运行命令，并根据列车运行命令确定目标运行速度；

向牵引电机发送第一力矩指令，第一力矩指令用于控制牵引电机输出递增的第一给定力矩；

当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

向牵引电机发送力矩保持指令，力矩保持指令用于控制牵引电机输出固定给定力矩；

当列车满足预设的加速条件时，向牵引电机发送第二力矩输出指令，第二力矩输出指令用于控制牵引电机输出以固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由牵引电机通过第二给定力矩将列车加速至目标运行速度。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取列车的运行方向参数；根据运行方向参数确定力矩方向参数；查询预设的第一给定力矩斜率；根据力矩方向参数和第一给定力矩斜率生成第一力矩指令。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取列车的当前加速度；当当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；根据当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取列车的运行位移；当运行位移超过预设的运动位移阈值时，生成第二力矩输出指令；将第二力矩输出指令发送至牵引电机。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取列车的当前运行速度；确定当前运行速度与目标运行速度之间的偏差速度；根据偏差速度确定第二给定力矩，并根据第二给定力矩生成第二力矩输出指令。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：当偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据偏差速度和比例积分控制算法计算得到第二给定力矩；否则，根据偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到第二给定力矩。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取列车的粘着力矩；当第二给定力矩大于粘着力矩时，根据粘着力矩生成力矩调整指令；向牵引电机发送力矩调整指令，力矩调整指令用于控制牵引电机输出与粘着力矩大小相等的第二给定力矩。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种列车运行控制方法，所述方法包括：

接收列车运行命令，并根据所述列车运行命令确定目标运行速度；

向牵引电机发送第一力矩指令，所述第一力矩指令用于控制所述牵引电机输出递增的第一给定力矩；

当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

向所述牵引电机发送力矩保持指令，所述力矩保持指令用于控制所述牵引电机输出所述固定给定力矩；

当所述列车满足预设的加速条件时，向所述牵引电机发送第二力矩输出指令，所述第二力矩输出指令用于控制所述牵引电机输出以所述固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由所述牵引电机通过所述第二给定力矩将所述列车加速至所述目标运行速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向牵引电机发送第一力矩指令之前，还包括：

获取所述列车的运行方向参数；

根据所述运行方向参数确定力矩方向参数；

查询预设的第一给定力矩斜率；

根据所述力矩方向参数和所述第一给定力矩斜率生成所述第一力矩指令。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩包括：

获取列车的当前加速度；

当所述当前加速度超过预设的启动加速度时，获取当前第一给定力矩；

根据所述当前第一给定力矩和预设的固定力矩得到固定给定力矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述列车满足预设的加速条件时，向所述牵引电机发送第二力矩输出指令包括：

获取所述列车的运行位移；

当所述运行位移超过预设的运动位移阈值时，生成第二力矩输出指令；

将所述第二力矩输出指令发送至所述牵引电机。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生成第二力矩输出指令包括：

获取所述列车的当前运行速度；

确定所述当前运行速度与所述目标运行速度之间的偏差速度；

根据所述偏差速度确定所述第二给定力矩，并根据所述第二给定力矩生成第二力矩输出指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏差速度确定所述第二给定力矩包括：

当所述偏差速度大于预设的第一偏差阈值，或所述偏差速度处于预设的第二偏差阈值范围内时，根据所述偏差速度和比例积分控制算法计算得到所述第二给定力矩；

否则，根据所述偏差速度和比例积分微分控制算法计算得到所述第二给定力矩。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，在所述向所述牵引电机发送第二力矩输出指令之后，还包括：

获取所述列车的粘着力矩；

当所述第二给定力矩大于所述粘着力矩时，根据所述粘着力矩生成力矩调整指令；

向所述牵引电机发送所述力矩调整指令，所述力矩调整指令用于控制所述牵引电机输出与所述粘着力矩大小相等的所述第二给定力矩。

8.一种列车运行控制装置，其特征在于，所述装置包括：

运行命令接收模块，用于接收列车运行命令，并根据所述列车运行命令确定目标运行速度；

第一给定力矩模块，用于向牵引电机发送第一力矩指令，所述第一力矩指令用于控制所述牵引电机输出递增的第一给定力矩；

固定给定力矩模块，用于当列车满足预设的启动条件时，根据当前第一给定力矩确定固定给定力矩；

力矩保持模块，用于向所述牵引电机发送力矩保持指令，所述力矩保持指令用于控制所述牵引电机输出所述固定给定力矩；

第二给定力矩模块，用于当所述列车满足预设的加速条件时，向所述牵引电机发送第二力矩输出指令，所述第二力矩输出指令用于控制所述牵引电机输出以所述固定给定力矩为初始值进行递增的第二给定力矩，并由所述牵引电机通过所述第二给定力矩将所述列车加速至所述目标运行速度。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。