CN110549899B - 轨道交通车辆的充电方法和充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通车辆的充电方法和充电系统，所述充电方法包括以下步骤：控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接；接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息；根据查询信息，获取储能装置的第一状态信息；通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，本发明实施例的充电方法，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。

Description

轨道交通车辆的充电方法和充电系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种轨道交通车辆的充电方法、车载中央控制单元、车站控制单元和轨道交通车辆的充电系统。
背景技术
轨道交通车辆通常采用柔性接触网取电方式，利用弓网或靴轨接触充电，该取电方式沿途全程布置电网，取电方式、投资成本普遍较高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种轨道交通车辆的充电方法，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
本发明的第二个目的在于提出另一种轨道交通车辆的充电方法。
本发明的第三个目的在于提出一种车载中央控制单元。
本发明的第四个目的在于提出一种车站控制单元。
本发明的第五个目的在于提出一种轨道交通车辆的充电系统。
本发明的第六个目的在于提出一种电子设备。
本发明的第七个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种轨道交通车辆的充电方法，包括以下步骤：控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接；接收车站控制单元通过所述微波通信连接发送的查询信息；根据所述查询信息，获取储能装置的第一状态信息；通过所述微波通信连接，将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，以使所述车站控制单元根据所述第一状态信息控制供电设备对所述储能装置进行充电。
根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法，首先控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接，并接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息，然后根据查询信息，获取储能装置的第一状态信息，最后通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，该方法不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
另外，根据本发明上述实施例提出的轨道交通车辆的充电方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接，包括：控制所述车载单元对所述轨旁单元发送的唤醒信号进行探测；其中，所述唤醒信号是由所述车站控制单元生成下发到所述轨旁单元的；当探测到所述唤醒信号时，控制所述车载单元对微波通信信号进行探测；当探测到所述微波通信信号时，控制所述车载单元基于所述微波通信信号与所述轨旁单元建立所述微波通信连接。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述查询信息，获取储能装置的第一状态信息，包括：根据所述查询信息，生成与车载电池管理单元匹配的查询指令；将所述查询指令发送给车载电池管理单元；接收所述车载电池管理单元反馈的所述第一状态信息。
在本发明的一个实施例中，所述将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，包括：利用所述第一状态信息，生成应答信息；通过所述微波通信连接，将所述应答信息发送给所述车站控制单元。
在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还包括：根据所述查询指令，获取列车的第二状态信息；通过所述微波通信连接，将所述第二状态信息发送给所述车站控制单元。
在本发明的一个实施例中，所述将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元之后，还包括：根据所述第一状态信息，判断是否需要对所述储能装置进行充电；当判断出需要对所述储能装置充电且车辆到站时，控制充电刀伸出并与设置在轨道上的充电轨电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还包括：当车辆离站时，控制车辆的所述充电刀断开与所述充电轨的连接。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了另一种轨道交通车辆的充电方法，包括以下步骤：控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接；通过所述微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息；通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的所述储能装置的第一状态信息；根据所述第一状态信息，控制供电设备对所述储能装置进行充电。
根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法，首先控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接，并通过微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息，然后通过微波通信连接，获取车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息，最后根据第一状态信息，控制供电设备对储能装置进行充电。由此，该方法不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
另外，根据本发明上述实施例提出的轨道交通车辆的充电方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述控制轨旁单元车与载单元建立微波通信连接，包括：生成唤醒信号，将所述唤醒信号发送给所述轨旁单元，并控制所述轨旁单元向外广播所述唤醒信号，以在所述车载单元探测到所述唤醒信号时进入唤醒状态，并探测所述轨旁单元发送的微波通信信号。
在本发明的一个实施例中，所述通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息，包括：通过所述微波通信连接，从所述车载中央控制单元中接收应答信息，其中，所述应答信息中携带所述第一状态信息；从所述应答信息中提取所述储能装置的第一状态信息。
在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还包括：从所述应答信息中提取列车的第二状态信息。
在本发明的一个实施例中，所述生成唤醒信号之前，还包括：接收所述供电设备发送的充电信息，从所述充电信息中提取所述供电设备的第三状态信息。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一状态信息，控制供电设备对所述储能装置进行充电，包括：根据所述第一状态信息，判断是否需要对所述储能装置进行充电；当判断出需要对所述储能装置进行充电且所述车辆到站时，则向所述供电设备发送充电指令，以使所述供电设备根据所述充电指令向所述储能装置进行充电。
在本发明的一个实施例中，所述储能装置通过充电刀与设置在轨道上的充电轨与所述供电设备电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电到在所述车辆到站时与所述充电轨电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还包括：当判断出需要对所述储能装置进行充电时，探测所述车辆与车站之间的距离；当所述距离小于预设值时，则向所述供电设备发送预充电指示，以指示所述供电设备预充电。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车载中央控制单元，包括：连接建立单元，用于控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接；接收模块，用于接收车站控制单元通过所述微波通信连接发送的查询信息；获取模块，用于根据所述查询信息，获取储能装置的第一状态信息；发送模块，用于通过所述微波通信连接，将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，以使所述车站控制单元根据所述第一状态信息控制供电设备对所述储能装置进行充电。
本发明实施例的车载中央控制单元，通过连接建立单元控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接，并通过接收模块接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息，以及控制获取模块根据查询信息，获取储能装置的第一状态信息，发送模块通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种车站控制单元，包括：连接建立单元，用于控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接；发送模块，用于通过所述微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息；获取模块，用于通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息；充电控制单元，用于根据所述第一状态信息，控制供电设备对所述储能装置进行充电。
本发明实施例的车站控制单元，通过连接建立单元控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接，并控制发送模块通过微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息，获取模块通过微波通信连接获取车载中央控制单元发送的车载电池的第一状态信息，充电控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种轨道交通车辆的充电系统，包括：设置车辆上的第一装置和设置在车站的第二装置；其中，第一装置包括：储能装置、车载电池管理单元、车载中央控制单元和车载单元；所述车载中央控制单元分别与车载电池管理单元和车载单元连接；所述车载电池管理单元与所述储能装置连接；第二装置包括：轨旁单元、车站控制单元和供电设备；所述车载单元和所述轨旁单元通过微波通信连接，所述轨旁单元与所述车站控制单元连接，所述车站控制单元与所述供电设备连接；其中，所述车载中央控制单元，用于：控制所述车载单元与所述轨旁单元建立微波通信连接；接收所述车站控制单元通过所述微波通信连接发送的查询信息；根据所述查询信息，获取所述储能装置的第一状态信息；通过所述微波通信连接，将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，以使所述车站控制单元根据所述第一状态信息控制所述供电设备对所述储能装置进行充电；所述车站控制单元，用于：控制所述轨旁单元车与所述车载单元建立微波通信连接；通过所述微波通信连接向所述车载中央控制单元发送查询信息；通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的所述储能装置的第一状态信息；根据所述第一状态信息，控制所述供电设备对所述储能装置进行充电。
本发明实施例的轨道交通车辆的充电系统，通过设置车辆上的第一装置和设置在车站的第二装置，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
为达上述目的，本发明第六方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如本发明第一方面实施例所述的轨道交通车辆的充电方法或者如本发明第二方面实施例所述的轨道交通车辆的充电方法。
本发明实施例的电子设备，通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
为达上述目的，本发明第七方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例所述的轨道交通车辆的充电方法或者如本发明第二方面实施例所述的轨道交通车辆的充电方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的轨道交通车辆的充电方法的流程图；
图2是根据本发明一个具体实施例的轨道交通车辆和车站的通信示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的轨道交通车辆的充电方法的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的车载中央控制单元的方框示意图；
图5是根据本发明一个实施例的车站控制单元的方框示意图；以及
图6是根据本发明一个实施例的轨道交通车辆的充电系统的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法、车载中央控制单元、车站控制单元和轨道交通车辆的充电系统。
图1是根据本发明一个实施例的轨道交通车辆的充电方法的流程图。在本发明的实施例中，轨道交通的车辆可包括跨座式单轨所用的车辆、轻型城市轨道交通所用的车辆等。
需要说明的是，该实施例中所描述的轨道交通的特殊性为车辆行驶在固定的线路上，线路上车辆运行控制参数、线路的环境以及周围建筑的位置相对稳定。
如图1所示，本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法，包括以下步骤：
S1，控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接。
进一步地，控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接可包括，控制车载单元对轨旁单元发送的唤醒信号进行探测，其中，唤醒信号是由车站控制单元生成下发到轨旁单元的，当探测到唤醒信号时，控制车载单元对微波通信信号进行探测，当探测到微波通信信号时，控制车载单元基于微波通信信号与轨旁单元建立微波通信连接。
具体地，如图2所示，车站控制单元可生成唤醒信号，并可定期地将该唤醒信号通过RJ45/RJ232接口，或者CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线下发至轨旁单元进行广播，即以微波通信信号的形式进行广播。当在固定的线路上运行的车辆进入轨旁单元的有效广播范围内(例如，车辆正在驶入车站)时，该车辆的车载单元可从轨旁单元的广播信号中探测到唤醒信号，并将其发送至对应的车载中央控制单元。该车载中央控制单元在接收到该唤醒信号时，可唤醒该车载单元，并可迅速控制该车载单元对微波通信信号进行探测，当探测到微波通信信号时，控制该车载单元基于微波通信信号与轨旁单元建立微波通信连接(例如，通过抢占通信时间窗的方式与轨旁单元建立链接)。
需要说明的是，该实施例中所描述的车辆在进入车站的预设范围时，可控制车载单元对上述的唤醒信号进行探测，其中，车站的预设范围可大于上述轨旁单元的广播范围。由此，无需实时地控制车载单元对上述的唤醒信号进行探测，减少不必要的能源消耗。
进一步地，如图2所示，车载控制单元在生成唤醒信号之前，还可包括接收供电设备发送的充电信息，从该充电信息中提取供电设备的第三状态信息。其中，第三状态可为供电设备的状态信息(例如，供电设备的充电状态)。车载控制单元在获取到该第三状态信息后，可根据该第三状态信息判断供电设备是否处于待供电状态，如果是，则生成唤醒信号，如果否(例如，供电设备正在维修、供电设备正在给其它的车辆充电等)，则不生成唤醒信号，从而避免在需要对车辆进行充电时，而供电设备无法使用的问题。
S2，接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息。其中，查询信息可包括储能装置的查询信息、车辆状态的查询信息、车辆标识码的查询信息等。
S3，根据查询信息，获取储能装置的第一状态信息。
进一步地，根据查询信息获取储能装置的第一状态信息可包括，根据查询信息生成与车载电池管理单元匹配的查询指令，并将该查询指令发送给车载电池管理单元，以及接收车载电池管理单元反馈的第一状态信息。其中，第一状态信息可包括车辆的标识码和车载电池的状态信息(例如，车载电池当前的储电量信息、车载电池的使用情况信息等)，其中，储能装置可包括车载电池。
具体地，如图2所示，车辆的车载单元基于微波通信信号与车站的轨旁单元建立微波通信连接之后，该车站的车站控制单元可接收到轨旁单元的成功建立微波通信连接的反馈信号，并在接收到该反馈信号后，生成查询信息(例如，储能装置的查询信息)，并将其发送至轨旁单元，以通过上述的微波通信连接将该查询信息发送至该车辆的车载单元。
该车辆的车载单元在接收到该查询信息后，可通过CAN总线发送至对应的车载中央控制单元。车载中央控制单元在接收到该查询信息后，可对该查询信息进行分析以生成与车载电池管理单元匹配的查询指令(即，查询车载电池相关情况的指令)，并可将该指令通过CAN总线发送至车载电池管理单元。车载电池管理单元在接收到该指令后，可跟该指令获取相应的信息(车辆自身电池状况(包含电池电压、剩余电量及是否需要充电等信息))即，第一状态信息，并将其反馈至车载中央控制单元。
S4，通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。
进一步地，将第一状态信息发送给车站控制单元可包括，利用第一状态信息生成应答信息，并通过微波通信连接，将应答信息发送给车站控制单元。
更进一步地，将第一状态信息发送给车站控制单元之后还可包括，根据第一状态信息，判断是否需要对储能装置进行充电，当判断出需要对储能装置充电且车辆到站时，控制充电刀伸出并与设置在轨道上的充电轨电连接，其中，充电刀与储能装置电连接，充电轨与供电设备电连接。
具体地，如图2所示，车辆的车载中央控制单元在接收到车载电池管理单元反馈的第一状态信息后，可对该第一状态信息进行分析处理，以生成相应的应答信息，并将该应答信息通过CAN总线或RS232接口传输至对应的车载单元，以通过上述的微波通信连接将该应答信息发送至车站的轨旁单元。
该轨旁单元在接收到该应答信息后，可将其通过CAN总线或无线的方式发送至对应的车站控制单元。车站控制单元在接收到该应答信息后，根据该应答信息判断是否需要对上述的车辆进行充电，如果判断需要进行充电，则在该车辆停稳后，发送充电指令至供电设备以对车辆的储能装置进行充电。
为了使车站控制单元可以高效、稳定的为车辆进行充电，在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还可包括根据查询指令，获取列车的第二状态信息，并通过微波通信连接，将第二状态信息发送给车站控制单元。其中，第二状态信息可为车辆的情况信息(例如，车辆的速度、车辆的历史运行记录等)。
具体地，如图2所示，车辆的车载单元在接收到查询信息后，可通过CAN总线发送至对应的车载中央控制单元。车载中央控制单元在接收到该查询信息后，可对该查询信息进行分析，并生成以生成与车载电池管理单元匹配的查询指令(即，查询车载电池相关情况的指令)和整车状态查询指令，并可将该与车载电池管理单元匹配的查询指令，通过CAN总线发送至车载电池管理单元，以及根据该整车状态查询指令获取第二状态信息(例如，车辆的车速信息、历史运行记录信息等)。
然后，车载中央控制单元在接收到车载电池管理单元反馈的第一状态信息(例如，电池电压、剩余电量及是否需要充电等信息)时，可对第一状态信息和第二状态信息进行分析处理，以生成相应的应答信息，并将该应答信息通过CAN总线或RS232接口传输至对应的车载单元，以通过上述的微波通信连接将该应答信息发送至车站的轨旁单元。该轨旁单元在接收到该应答信息后，可将其通过CAN总线或无线的方式发送至对应的车站控制单元。车站控制单元在接收到该应答信息后，从该应答信息中提取上述的第一状态信息和第二状态信息，并根据该第一状态信息判断是否需要对上述的车辆进行充电，根据该第二状态信息判断车辆是否停稳。如果判断需要进行充电，则可在判断该车辆停稳后，发送充电指令至供电设备以对车辆的储能装置进行充电，从而提高了车辆的受流稳定性。
另外，车辆的车载中央控制单元将该应答信息发送至车站的车载单元之后，还可根据第一状态信息，判断是否需要对储能装置进行充电(例如，通过判断第一状态信息中车载电池的剩余电量和/或车载电池的历史使用记录，判断是否需要对储能装置进行充电)，当判断出需要对储能装置充电且车辆到站时，控制充电刀伸出并与设置在轨道上的充电轨电连接，其中，充电刀与储能装置电连接，充电轨与供电设备电连接。
下面来详细描述如何通过充电刀和充电轨对车辆的储能装置进行充电：
当判断出需要对储能装置充电且车辆到站时，该车辆的车载中央控制单元可控制充电刀伸出并与设置在轨道上的充电轨电连接，其中，充电轨与站台的供电设备电连接。应说明的是，这里所述的“车辆到站”可以理解为车辆进入相应的站台时的状态，此时车辆可以缓慢行驶或停止。当车辆到站时，可以通过充电刀与充电轨电连接实现储能装置与供电设备的电连接，从而可以控制供电设备对储能装置进行充电。
进一步地，上述轨道交通车辆的充电方法还可包括当车辆离站时，控制车辆的充电刀断开与充电轨的连接，即，该车辆的车载中央控制单元可控制车辆的充电刀断开与充电轨的连接。应说明的是，这里所述的“车辆离站”可以理解为车辆驶离站台时的状态，例如，从车辆停止状态到车辆加速运行阶段。由此，通过控制断开充电刀与充电轨之间的连接，可以使储能装置断开与供电设备的连接，从而可以方便地结束对储能装置的充电。
也就是说，当判断出需要对储能装置充电且车辆到站时，可利用充电刀与充电轨电连接，并控制供电设备对储能装置进行充电；当车站离站时，控制车辆的充电刀断开与充电轨的电连接，从而结束对储能装置的充电。由此，可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠。而且，该轨道交通车辆的充电装置(例如，充电刀和充电轨)结构简单、受流稳定性好、可靠性高、安全性高、便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
另外。在本发明的实施例中，当判断出不需要对储能装置充电且车辆到站时，该车辆的车载中央控制单元可控制充电刀不伸出，由此，储能装置与供电设备不进行电连接，不对储能装置进行充电。由此，可以避免储能装置电量充足时对储能装置进行充电的问题，使轨道交通车辆的充电更加智能化。
此外，在本发明的实施例中，当车站控制单元判断出需要对储能装置进行充电时，可探测车辆与车站之间的距离，当距离小于预设值时，则向供电设备发送预充电指示，以指示供电设备预充电。其中，预设值可根据实际情况进行标定。
需要说明的是，这里所描述的“预充电”可以理解为对站台的供电设备输出侧的大电容进行充电，使供电设备的输入侧带电，输出侧输出电压，但是不输出电流，由此，可以减少充电刀与充电轨接触时火花拉弧，降低冲击，增加安全性。由此，可以对车辆到站充电做好准备，缩短供电设备的充电准备时间。例如，可以设定预设距离为100米。当检测车辆距离即将到站的站台的距离小于100米时，车站控制单元可控制供电设备进行预充电。当需要对储能装置充电且车辆到站时，车载中央控制单元可控制充电刀伸出并与充电轨电连接，从而使供电设备与储能装置连通以对储能装置进行充电。
其中，如果车站控制单元在控制站台的供电设备进行预充电之前，判断出储能装置不需要充电时，则车站控制单元可控制供电设备不对充电轨进行预充电，由此，可以避免能源浪费；当判断储能装置需要充电时，且车辆与站台之间的距离小于预设距离时，车站控制单元则可控制供电设备对充电轨进行预充电，以对车辆的充电做准备。
进一步地，监测车辆与即将到站站台的距离，当距离小于预设值时，车载中央控制单元可控制充电刀伸出至预定高度。由此，可以对车辆到站充电做好准备。例如，可以设定预设距离为100米。当检测车辆距离即将到站的站台的距离小于100米时，车载中央控制单元可控制充电刀伸出至预定高度。这里所述的“预定高度”可以理解为充电刀可以与充电轨稳定电连接的高度。需要说明的是，充电刀与充电轨之间的电连接可以通过直接接触实现电连接，例如，充电刀与充电轨接触并电连接；充电刀与供电设备的电连接也可以通过非直接接触实现电连接，例如，可以通过电磁感应实现充电刀与供电设备之间的电连接等。当车辆到站时，伸出至预定高度的充电刀与充电轨电连接，从而使供电设备与储能装置连通以对储能装置进行充电。
其中，监测车辆与即将到站的站台的距离，当距离小于预设值时，车载中央控制单元可控制车辆发出提示信号。由此，可以对车辆到站充电做好准备。例如，可以设定预设距离为100米。当检测车辆距离即将到站的站台的距离小于100米时，车载中央控制单元可控制车辆发出提示信息。提示信息可以是语音的形式，或者通过无线电的方式传递至站台操作人员，从而可以控制供电设备与充电轨电连接，为车辆的充电提前做好准备。
在本发明的一些实施例中，车站控制单元控制供电设备通过充电刀为储能装置充电之后，还可以包括，检测储能装置是否已经充满电，如果已经充满电，则控制供电设备停止对储能装置充电。由此，可以避免储能装置满电的状态下继续对储能装置进行充电的问题，避免安全隐患的发生。例如，在供电设备对充电刀的充电过程中，车站控制单元可通过供电设备对储能装置的电压或电流进行实时监测，当检测储能装置达到预定电压或预定电流时，说明储能装置点亮已充满，控制供电设备停止对储能装置充电，从而使轨道交通车辆的充电更加智能、安全。
在本发明的另一些实施例中，车站控制单元控制供电设备通过充电刀为储能装置充电之后，还可以包括；检测储能装置的充电时间是否达到预设时间，如果达到预设时间，则控制供电设备停止对储能设备充电。由此，可以使储能装置的充电更加规律，有利于延长储能装置的使用寿命，而且，可以避免储能装置充电时间过长存在电量已满而继续充电的问题，或充电时间过短导致储能装置电量不足，车辆没有足够的能量行驶至下一个站台的问题。
需要说明的是，该实施例所描述的车辆上可以设置进站按钮，进站按钮被触发时，车载中央控制单元可控制充电刀伸出以与充电轨电连接。由此，可以使得对充电刀的控制更加方便、可靠。例如，当车辆距离即将到达的站台100米时，驾驶员可以触发进站按钮，以控制充电刀伸出以与充电轨电连接。进站按钮可以为机械触发按钮，也可以为触屏感应按钮等。
在本发明的一些实施例中，当车辆到站时，车载中央控制单元可判断储能装置是否需要充电且判定车辆的车速，当检测储能装置需要充电且车辆的车速小于预定车速时，可控制充电刀伸出以与充电轨电连接，以使供电设备通过充电刀为储能装置充电。需要说明的是，车辆在到站时，需要进行减速行驶阶段。通过设置预定车速，当检测到储能装置需要充电且车辆的车速小于预定车速时，车载中央控制单元可控制充电刀伸出以与充电轨电连接，以使供电设备通过充电刀为储能装置充电。由此，可以使轨道交通车辆的充电更加智能、方便。
在本发明的一些实施例中，在车辆离站时，车载中央控制单元可控制充电刀收回。需要说明的是，当车辆离站时，充电刀脱离断开与充电轨之间的连接。此时，可以控制充电收回，从而可以防止车辆行驶过程中，下伸出的充电发生干涉或存在漏电等安全隐患。
进一步地，在车辆离站时，车载中央控制单元可控制车辆的充电刀收回至不超出车辆的收纳状态。例如，可以控制充电刀转动贴合至车辆底部或移动收缩至车体内部等。从而可以防止车辆行驶过程中，下伸出的充电刀发生干涉或存在漏电等安全隐患。
根据本发明的一些实施例，站台可以设置有用于检测车辆是否到站的检测装置，当检测装置检测车辆到站时，车站控制单元可控制供电设备通过充电刀为储能装置充电。这里的检测装置可以为接近传感器、磁性舌簧开关、重力传感器、电压传感器、电流传感器、无线电耦合器件等，检测装置可以为一个或多个。
例如，在距离站台预定距离的位置处，可以在车辆行驶轨道上设置接近传感器，同时在地面设置重力传感器，当车辆行驶至预定距离位置处时，接近距离传感器和重力传感器可以检测到车辆到站，并将相应地信号通过无线传输至车站控制单元和轨道交通车辆。例如，当车辆的前轮靠近接近传感器时，接近传感器可以检测到车辆到站，同时重力传感器可以根据车辆到站时的重力变化判定车辆是否到站。
需要说明的是，当接近传感器和重力传感器中的至少一个检测到车辆到站时，即可以发送相应的信息至轨道交通车辆和车站控制单元。由此，可以避免由于其中一个检测装置出现故障时，未及时检测到车辆到站的相应信息。可以理解的是，距离传感器的类型和个数可以根据实际需要进行相应地调整设置。
综上，根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法，首先控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接，并接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息，然后根据查询信息，获取储能装置的第一状态信息，最后通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，该方法不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
图3是根据本发明另一个实施例的轨道交通车辆的充电方法的流程图。
如图3所示，本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法，包括以下步骤：
S101，控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接。
S102，通过微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息。
S103，通过微波通信连接，获取车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息。
S104，根据第一状态信息，控制供电设备对储能装置进行充电。
在本发明的一个实施例中，控制轨旁单元车与载单元建立微波通信连接，包括：生成唤醒信号，将唤醒信号发送给轨旁单元，并控制轨旁单元向外广播唤醒信号，以在车载单元探测到唤醒信号时进入唤醒状态，并探测轨旁单元发送的微波通信信号。
在本发明的一个实施例中，通过微波通信连接，获取车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息，包括：通过微波通信连接，从车载中央控制单元中接收应答信息，其中，应答信息中携带第一状态信息；从应答信息中提取储能装置的第一状态信息。
在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还包括：从应答信息中提取列车的第二状态信息。
在本发明的一个实施例中，生成唤醒信号之前，还包括：接收供电设备发送的充电信息，从充电信息中提取供电设备的第三状态信息。
在本发明的一个实施例中，根据第一状态信息，控制供电设备对储能装置进行充电，包括：根据第一状态信息，判断是否需要对储能装置进行充电；当判断出需要对储能装置进行充电且车辆到站时，则向供电设备发送充电指令，以使供电设备根据充电指令向储能装置进行充电。
在本发明的一个实施例中，储能装置通过充电刀与设置在轨道上的充电轨与供电设备电连接；其中，充电刀与储能装置电连接，充电刀在车辆到站时与充电轨电连接，充电轨与供电设备电连接。
在本发明的一个实施例中，上述轨道交通车辆的充电方法还包括：当判断出需要对储能装置进行充电时，探测车辆与车站之间的距离；当距离小于预设值时，则向供电设备发送预充电指示，以指示供电设备预充电。
需要说明的是，本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法中未披露的细节，请参照上述图1和图2实施例中所描述的轨道交通车辆的充电方法中所披露的细节，以及上述详细描述如何通过充电刀和充电轨对车辆的储能装置进行充电中所披露的细节，具体这里不再赘述。
综上，根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电方法，首先控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接，并通过微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息，然后通过微波通信连接，获取车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息，最后根据第一状态信息，控制供电设备对储能装置进行充电。由此，该方法不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
图4是根据本发明一个实施例的车载中央控制单元的方框示意图。
如图4所示，本发明实施例的车载中央控制单元100包括：连接建立单元110、接收模块120、获取模块130和发送模块140。
其中，连接建立单元110用于控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接。
接收模块120用于接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息。
获取模块130用于根据查询信息获取储能装置的第一状态信息。
发送模块140用于通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。
需要说明的是，本发明实施例的车载中央控制单元中未披露的细节，请参照上述图1和图2实施例中所描述的轨道交通车辆的充电方法中所披露的细节，以及上述详细描述如何通过充电刀和充电轨对车辆的储能装置进行充电中所披露的细节，具体这里不再赘述。
综上，本发明实施例的车载中央控制单元，通过连接建立单元控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接，并通过接收模块接收车站控制单元通过微波通信连接发送的查询信息，以及控制获取模块根据查询信息，获取储能装置的第一状态信息，发送模块通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元，以使车站控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
图5是根据本发明一个实施例的车站控制单元的方框示意图。
如图5所示，本发明实施例的车站控制单元200包括：连接建立单元210、发送模块220、获取模块230和充电控制单元240。
其中，连接建立单元210用于控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接。
发送模块220用于通过微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息。
获取模块230用于通过微波通信连接，获取车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息。
充电控制单元240用于根据第一状态信息，控制供电设备对储能装置进行充电。
需要说明的是，本发明实施例的车站控制单元中未披露的细节，请参照上述图1和图2实施例中所描述的轨道交通车辆的充电方法中所披露的细节，以及上述详细描述如何通过充电刀和充电轨对车辆的储能装置进行充电中所披露的细节，具体这里不再赘述。
综上，本发明实施例的车站控制单元，通过连接建立单元控制轨旁单元车与车载单元建立微波通信连接，并控制发送模块通过微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息，获取模块通过微波通信连接获取车载中央控制单元发送的车载电池的第一状态信息，充电控制单元根据第一状态信息控制供电设备对储能装置进行充电。由此，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
图6是根据本发明一个实施例的轨道交通车辆的充电系统的方框示意图。
如图6所示，本发明实施例的轨道交通车辆的充电系统包括：第一装置1000和第二装置2000，第一装置1000设置车辆上，第二装置2000设置在车站。
其中，第一装置1000包括：储能装置1100、车载电池管理单元1200、车载中央控制单元100和车载单元1300；车载中央控制单元100分别与车载电池管理单元1200和车载单元1300连接；车载电池管理单元1200与储能装置1100连接。
第二装置包括2000：轨旁单元2100、车站控制单元200和供电设备2200；车载单元1300和轨旁单元2100通过微波通信连接，轨旁单元2100与车站控制单元200连接，车站控制单元200与供电设备2200连接；
其中，车载中央控制单元100，用于：
控制车载单元1300与轨旁单元2100建立微波通信连接；
接收车站控制单元200通过微波通信连接发送的查询信息；
根据查询信息，获取储能装置1100的第一状态信息；
通过微波通信连接，将第一状态信息发送给车站控制单元200，以使车站控制单元200根据第一状态信息控制供电设备2200对储能装置1100进行充电。
车站控制单元200，用于：
控制轨旁单元2200车与车载单元1300建立微波通信连接；
通过微波通信连接向车载中央控制单元100发送查询信息；
通过微波通信连接，获取车载中央控制单元100发送的储能装置1100的第一状态信息；
根据第一状态信息，控制供电设备2200对储能装置1100进行充电。
需要说明的是，本发明实施例的轨道交通车辆的充电系统中未披露的细节，请参照上述图1和图2实施例中所描述的轨道交通车辆的充电方法中所披露的细节，以及上述详细描述如何通过充电刀和充电轨对车辆的储能装置进行充电中所披露的细节，具体这里不再赘述。
综上，本发明实施例的轨道交通车辆的充电系统，通过设置车辆上的第一装置和设置在车站的第二装置，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种电子设备，包括存储器、处理器；其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现上述实施例的轨道交通车辆的充电方法。
本发明实施例的电子设备，通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例的轨道交通车辆的充电方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，不仅可以使轨道交通车辆的充电方便、可靠，而且便于操作，使轨道交通车辆的充电流程得到了优化。
在本发明的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，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；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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种轨道交通车辆的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接；
接收车站控制单元通过所述微波通信连接发送的查询信息；
根据所述查询信息，获取储能装置的第一状态信息；
通过所述微波通信连接，将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，以使所述车站控制单元根据所述第一状态信息控制供电设备对所述储能装置进行充电；
其中，当所述车站控制单元判断出需要对所述储能装置进行充电时，探测所述车辆与车站之间的距离，当所述距离小于预设值时，则向所述供电设备发送预充电指示，以指示所述供电设备预充电；
所述将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元之后，还包括：
根据所述第一状态信息，判断是否需要对所述储能装置进行充电；
当判断出需要对所述储能装置充电且车辆到站时，控制充电刀伸出并与设置在轨道上的充电轨电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接，包括：
控制所述车载单元对所述轨旁单元发送的唤醒信号进行探测；其中，所述唤醒信号是由所述车站控制单元生成并下发到所述轨旁单元的；
当探测到所述唤醒信号时，控制所述车载单元对微波通信信号进行探测；
当探测到所述微波通信信号时，控制所述车载单元基于所述微波通信信号与所述轨旁单元建立所述微波通信连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述查询信息，获取储能装置的第一状态信息，包括：
根据所述查询信息，生成与车载电池管理单元匹配的查询指令；
将所述查询指令发送给车载电池管理单元；
接收所述车载电池管理单元反馈的所述第一状态信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，包括：
利用所述第一状态信息，生成应答信息；
通过所述微波通信连接，将所述应答信息发送给所述车站控制单元。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述查询信息，获取列车的第二状态信息；
通过所述微波通信连接，将所述第二状态信息发送给所述车站控制单元。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当车辆离站时，控制车辆的所述充电刀断开与所述充电轨的连接。
7.一种轨道交通车辆的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制轨旁单元与车载单元建立微波通信连接；
通过所述微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息；
通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息；
根据所述第一状态信息，控制供电设备对所述储能装置进行充电；
其中，当判断出需要对所述储能装置进行充电时，探测车辆与车站之间的距离；当所述距离小于预设值时，则向所述供电设备发送预充电指示，以指示所述供电设备预充电；
所述根据所述第一状态信息，控制供电设备对所述储能装置进行充电，包括：
根据所述第一状态信息，判断是否需要对所述储能装置进行充电；
当判断出需要对所述储能装置进行充电且所述车辆到站时，则向所述供电设备发送充电指令，以使所述供电设备根据所述充电指令向所述储能装置进行充电。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制轨旁单元与车载单元建立微波通信连接，包括：
生成唤醒信号，将所述唤醒信号发送给所述轨旁单元，并控制所述轨旁单元向外广播所述唤醒信号，以在所述车载单元探测到所述唤醒信号时进入唤醒状态，并探测所述轨旁单元发送的微波通信信号。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息，包括：
通过所述微波通信连接，从所述车载中央控制单元中接收应答信息，其中，所述应答信息中携带所述第一状态信息；
从所述应答信息中提取所述储能装置的第一状态信息。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
从所述应答信息中提取列车的第二状态信息。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述生成唤醒信号之前，还包括：
接收所述供电设备发送的充电信息，从所述充电信息中提取所述供电设备的第三状态信息。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述储能装置通过充电刀与设置在轨道上的充电轨与所述供电设备电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电刀在所述车辆到站时与所述充电轨电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
13.一种车载中央控制单元，其特征在于，包括：
连接建立单元，用于控制车载单元与轨旁单元建立微波通信连接；
接收模块，用于接收车站控制单元通过所述微波通信连接发送的查询信息；
获取模块，用于根据所述查询信息，获取储能装置的第一状态信息；
发送模块，用于通过所述微波通信连接，将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，以使所述车站控制单元根据所述第一状态信息控制供电设备对所述储能装置进行充电；
其中，当所述车站控制单元判断出需要对所述储能装置进行充电时，探测车辆与车站之间的距离，当所述距离小于预设值时，则向所述供电设备发送预充电指示，以指示所述供电设备预充电；
其中，所述储能装置通过充电刀与设置在轨道上的充电轨与所述供电设备电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电刀在所述车辆到站时与所述充电轨电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
14.一种车站控制单元，其特征在于，包括：
连接建立单元，用于控制轨旁单元与车载单元建立微波通信连接；
发送模块，用于通过所述微波通信连接向车载中央控制单元发送查询信息；
获取模块，用于通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的储能装置的第一状态信息；
充电控制单元，用于根据所述第一状态信息，控制供电设备对所述储能装置进行充电；
其中，当判断出需要对所述储能装置进行充电时，探测车辆与车站之间的距离；当所述距离小于预设值时，则向所述供电设备发送预充电指示，以指示所述供电设备预充电；
其中，所述储能装置通过充电刀与设置在轨道上的充电轨与所述供电设备电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电刀在所述车辆到站时与所述充电轨电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
15.一种轨道交通车辆的充电系统，其特征在于，包括：设置车辆上的第一装置和设置在车站的第二装置；
其中，第一装置包括：储能装置、车载电池管理单元、车载中央控制单元和车载单元；所述车载中央控制单元分别与车载电池管理单元和车载单元连接；所述车载电池管理单元与所述储能装置连接；
第二装置包括：轨旁单元、车站控制单元和供电设备；所述车载单元和所述轨旁单元通过微波通信连接，所述轨旁单元与所述车站控制单元连接，所述车站控制单元与所述供电设备连接；
其中，所述车载中央控制单元，用于：
控制所述车载单元与所述轨旁单元建立微波通信连接；
接收所述车站控制单元通过所述微波通信连接发送的查询信息；
根据所述查询信息，获取所述储能装置的第一状态信息；
通过所述微波通信连接，将所述第一状态信息发送给所述车站控制单元，以使所述车站控制单元根据所述第一状态信息控制所述供电设备对所述储能装置进行充电；
所述车站控制单元，用于：
控制所述轨旁单元与所述车载单元建立微波通信连接；
通过所述微波通信连接向所述车载中央控制单元发送查询信息；
通过所述微波通信连接，获取所述车载中央控制单元发送的所述储能装置的第一状态信息；
根据所述第一状态信息，控制所述供电设备对所述储能装置进行充电；
其中，当所述车站控制单元判断出需要对所述储能装置进行充电时，探测所述车辆与车站之间的距离，当所述距离小于预设值时，则向所述供电设备发送预充电指示，以指示所述供电设备预充电；
其中，所述储能装置通过充电刀与设置在轨道上的充电轨与所述供电设备电连接；其中，所述充电刀与所述储能装置电连接，所述充电刀在所述车辆到站时与所述充电轨电连接，所述充电轨与所述供电设备电连接。
16.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；
其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求1-6中任一所述的轨道交通车辆的充电方法或者如权利要求7-12中任一所述的轨道交通车辆的充电方法。
17.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的轨道交通车辆的充电方法或者如权利要求7-12中任一所述的轨道交通车辆的充电方法。
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