CN111232019A

CN111232019A - 一种牵引制动分配方法、装置、系统、介质和轨道车辆

Info

Publication number: CN111232019A
Application number: CN202010036753.3A
Authority: CN
Inventors: 屈海洋; 彭锋; 王虎高; 曹文祥; 庄文锋; 林建鸇
Original assignee: CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Current assignee: CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-06-05

Abstract

本发明实施例公开了一种牵引制动分配方法、装置、系统、介质和轨道车辆，获取轨道车辆的位置信息和载重信息；从预先存储的数字地图中读取与位置信息相匹配的线路参数；线路参数反映了行驶道路的道路状况，轨道车辆自身的载重也是影响车辆平稳驾驶的重要因素。按照预先设定的计算规则对线路参数和载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；利用牵引制动修正值对轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力。在该技术方案中，通过依据于线路参数和载重信息，对轨道车辆的牵引制动力进行修正，可以有效的针对于路况的变化，合理的调整轨道车辆的牵引制动力，从而有效的控制车速的波动范围，实现轨道车辆的平稳驾驶。

Description

一种牵引制动分配方法、装置、系统、介质和轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种牵引制动分配方法、装置、系统、计算机可读存储介质和轨道车辆。

背景技术

传统形式的轨道车辆运营过程中，对于不同的行驶区间会设置其对应的速度范围。对轨道车辆控制是基于速度传感器检测速度值，控制轨道车辆在相应的速度范围内行驶。

传统方式的信号系统直线段对牵引制动力分配是忽略线路坡度的影响，因此在轨道车辆运行中在有坡道的区间速度会存在波动，上坡阶段运行速度下降，下坡阶段运行速度增加，导致轨道车辆行驶过程中车速出现频繁的波动或者较大幅度的波动，影响乘客的乘车舒适性。

可见，如何有效的控制车速的波动范围，实现轨道车辆的平稳驾驶，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种牵引制动分配方法、装置、系统、计算机可读存储介质和轨道车辆，可以有效的控制车速的波动范围，实现轨道车辆的平稳驾驶。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种牵引制动分配方法，包括：

获取轨道车辆的位置信息和载重信息；

从预先存储的数字地图中读取与所述位置信息相匹配的线路参数；

按照预先设定的计算规则对所述线路参数和所述载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；

利用所述牵引制动修正值对所述轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力。

可选地，所述获取轨道车辆的位置信息包括：

记录车载信号主机获取位置坐标时所对应的第一时刻以及所述轨道车辆的第一速度；

记录获取到所述车载信号主机传输的所述位置坐标时所对应的第二时刻以及所述轨道车辆的第二速度；

利用所述第一时刻、所述第一速度、所述第二时刻以及所述第二速度，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值；

将所述线路坐标修正值与所述位置坐标进行累加，得到所述轨道车辆的位置信息。

可选地，所述利用所述第一时刻、所述第一速度、所述第二时刻以及所述第二速度，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值包括：

按照如下公式，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值；

δL＝(v1+v2)/2*(t2-t1)；

其中，δL表示线路坐标修正值，v1表示所述车载信号主机获取位置坐标时所述轨道车辆的第一速度，t1表示所述车载信号主机获取位置坐标时所对应的第一时刻；v2表示获取到所述车载信号主机传输的所述位置坐标时所述轨道车辆的第二速度，t2表示获取到所述车载信号主机传输的所述位置坐标时所对应的第二时刻。

可选地，所述获取轨道车辆的位置信息包括：

基于卫星定位系统获取所述轨道车辆的位置信息。

可选地，所述按照预先设定的计算规则对所述线路参数和所述载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值包括：

将所述线路参数以及所述载重信息按照设定的阻力计算规则，计算出所述轨道车辆的阻力值；

根据所述轨道车辆的当前牵引制动力、所述载重信息以及所述阻力值，计算出所述轨道车辆的牵引制动修正值。

可选地，所述线路参数包括坡道参数和线路曲线半径。

本发明实施例还提供了一种牵引制动分配装置，包括获取单元、读取单元、处理单元和修正单元；

所述获取单元，用于获取轨道车辆的位置信息和载重信息；

所述读取单元，用于从预先存储的数字地图中读取与所述位置信息相匹配的线路参数；

所述处理单元，用于按照预先设定的计算规则对所述线路参数和所述载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；

所述修正单元，用于利用所述牵引制动修正值对所述轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力。

可选地，所述获取单元包括记录子单元、计算子单元和累加子单元；

所述记录子单元，用于记录车载信号主机获取位置坐标时所对应的第一时刻以及所述轨道车辆的第一速度；记录获取到所述车载信号主机传输的所述位置坐标时所对应的第二时刻以及所述轨道车辆的第二速度；

所述计算子单元，用于利用所述第一时刻、所述第一速度、所述第二时刻以及所述第二速度，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值；

所述累加子单元，用于将所述线路坐标修正值与所述位置坐标进行累加，得到所述轨道车辆的位置信息。

可选地，所述计算子单元具体用于按照如下公式，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值；

δL＝(v1+v2)/2*(t2-t1)；

可选地，所述获取单元具体用于基于卫星定位系统获取所述轨道车辆的位置信息。

可选地，所述处理单元具体用于将所述线路参数以及所述载重信息按照设定的阻力计算规则，计算出所述轨道车辆的阻力值；根据所述轨道车辆的当前牵引制动力、所述载重信息以及所述阻力值，计算出所述轨道车辆的牵引制动修正值。

可选地，所述线路参数包括坡道参数和线路曲线半径。

本发明实施例还提供了一种牵引制动分配系统，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述任意一项所述轨道车辆牵引制动分配方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上述任一项所述轨道车辆牵引制动分配方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种轨道车辆，包括车载信号天线、车载载荷传感器、车载信号主机、控制主机和牵引制动部件；

所述车载信号主机分别与所述车载信号天线、所述车载载荷传感器以及所述控制主机连接，用于获取所述车载信号天线采集的轨道车辆的位置信息和所述车载载荷传感器采集的载重信息；并将所述位置信息和所述载重信息传输至所述控制主机；

所述控制主机与所述牵引制动部件连接，用于从预先存储的数字地图中读取与所述位置信息相匹配的线路参数；按照预先设定的计算规则对所述线路参数和所述载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；利用所述牵引制动修正值对所述轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力；并将所述整合后的牵引制动力传输至所述牵引制动部件。

由上述技术方案可以看出，获取轨道车辆的位置信息和载重信息；从预先存储的数字地图中读取与位置信息相匹配的线路参数；轨道车辆的行驶道路较为固定，数字地图中包含了轨道车辆行驶道路的线路参数。线路参数反映了行驶道路的道路状况。除了道路状态对车辆驾驶状态影响之外，轨道车辆自身的载重也是影响车辆平稳驾驶的重要因素。按照预先设定的计算规则对线路参数和载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；利用牵引制动修正值对轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力。在该技术方案中，通过依据于线路参数和载重信息，对轨道车辆的牵引制动力进行修正，可以有效的针对于路况的变化，合理的调整轨道车辆的牵引制动力，从而有效的控制车速的波动范围，实现轨道车辆的平稳驾驶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种牵引制动分配方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于信标部件获取轨道车辆的位置信息的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种牵引制动分配装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种牵引制动分配系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种轨道车辆的硬件结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种牵引制动分配方法。图1为本发明实施例提供的一种牵引制动分配方法的流程图，该方法包括：

S101：获取轨道车辆的位置信息和载重信息。

在轨道车辆上设置有车载信号天线，轨道车辆可以通过车载信号天线获取位置信息。

在具体实现中，轨道车辆可以基于卫星定位系统通过车载信号天线获取轨道车辆当前的位置信息。

由于轨道车辆的行驶路径较为固定，在轨道车辆所行驶的轨道侧边处设置有用于感应车载信号天线的信标部件。在轨道上每间隔一定的距离会设置相应的信标部件，每个信标部件有其对应的位置坐标。

因此，在本发明实施例中，轨道车辆也可以基于信标部件通过车载信号天线获取轨道车辆的位置信息，其具体实现过程可以参见图2，在此不再赘述。

载重信息反映了轨道车辆的载重量。轨道车辆的载重量是影响轨道车辆执行牵引制动的重要因素。在具体实现中，可以在轨道车辆上设置车载载荷传感器，用于获取轨道车辆的载重信息。

S102：从预先存储的数字地图中读取与位置信息相匹配的线路参数。

轨道车辆的行驶路径较为固定，因此，在本发明实施例中，可以预先统计轨道车辆所对应的行驶路径的线路参数。

线路参数反映了行驶路径的道路状况，线路参数可以包括道路的坡道参数和线路曲线半径等。在具体实现中，可以根据道路的变化情况，统计不同坐标位置所对应的线路参数。例如，在道路出现上坡、下坡或者转弯等路况时，统计该坐标位置所对应的线路参数。

数字地图中记录了不同坐标位置所对应的线路参数，根据轨道车辆的位置信息，便可以从数字地图中获取到与该位置信息相匹配的线路参数。

在本发明实施例中，需要根据轨道车辆将要行驶的道路的状况，动态的调整轨道车辆的牵引制动力，从而保持轨道车辆的平稳运行。因此，与位置信息相匹配的线路参数可以是与该位置信息相邻的下一个坐标位置所对应的线路参数。

S103：按照预先设定的计算规则对线路参数和载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值。

在本发明实施例中，可以根据轨道车辆的阻力值实现对牵引制动力的调整。

计算规则中包含了依据线路参数以及载重信息计算轨道车辆阻力值的方式，以及对当前牵引制动力调整的方式。

在具体实现中，可以将线路参数以及载重信息按照设定的阻力计算规则，计算出轨道车辆的阻力值；根据轨道车辆的当前牵引制动力、载重信息以及阻力值，计算出轨道车辆的牵引制动修正值。

轨道车辆的阻力包括有启动阻力Wq、坡道附加阻力Wi、曲线附加阻力Wr和基本阻力Wv。

(1)启动阻力Wq：Wq＝M×单位重量的阻力系数，

(2)坡道附加阻力Wi：Wi＝M×坡道参数×g，

(3)曲线附加阻力Wr：Wr＝700/R，R表示线路曲线半径，

(4)基本阻力Wv：Wv＝a+bv+cv²。

线路参数直接影响坡道附加阻力Wi与曲线附加阻力Wr，而且Wi+Wr在列车阻力的占比较高。启动阻力Wq发生在车辆从静止到运动状态，在本发明实施例中可以忽略考虑。基本阻力Wv与速度有关系，在本发明实施例中也暂不考虑。

根据轨道车辆行驶的需求，当轨道车辆需要匀速运行时，此时牵引制动力应该等于轨道车辆的阻力值。

在本发明实施例中，可以根据计算出的阻力值，确定出牵引制动修正值。例如，在轨道车辆需要保持匀速行驶时，当计算出的阻力值大于当前阻力值时，则可以将牵引制动修正值的取值设置为正数。根据计算出的阻力值与当前阻力值的差值，可以确定出牵引制动修正值的具体取值。

S104：利用牵引制动修正值对轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力。

牵引制动修正值的取值可以为正值，也可以为负值。当确定出牵引制动修正值之后，可以将牵引制动修正值与当前牵引制动力相加，得到整合后的牵引制动力。

在上述S102中提及可以基于信标部件确定出轨道车辆的位置信息，其具体实现过程如图2所示，包括：

S201：记录车载信号主机获取位置坐标时所对应的第一时刻以及轨道车辆的第一速度。

在轨道车辆上设置有车载信号主机和控制主机。其中，车载信号主机可以获取车载信号天线采集的轨道车辆的位置坐标和车载载荷传感器采集的载重信息。控制主机可以实现对轨道车辆牵引制动力的调整。

车载信号主机将获取到的位置坐标传输至控制主机时需要花费时间，由于轨道车辆一直处于行驶状态，控制主机接收到的位置坐标并非是轨道车辆当前所对应的位置坐标，因此，在本发明实施例中，可以通过记录不同时刻下轨道车辆的行驶速度，从而确定出控制主机接收到位置坐标时，轨道车辆相对于该位置坐标向前行驶的距离。

为了便于区分，在本发明实施例中，可以将车载信号主机获取位置坐标时所对应的时刻称作第一时刻，将第一时刻下轨道车辆的行驶速度称作第一速度。

S202：记录获取到车载信号主机传输的位置坐标时所对应的第二时刻以及轨道车辆的第二速度。

控制主机在获取到车载信号主机传输的位置坐标时，可以记录获取到该位置坐标时所对应的第二时刻，以及第二时刻轨道车辆的第二速度。

S203：利用第一时刻、第一速度、第二时刻以及第二速度，计算出轨道车辆的线路坐标修正值。

在具体实现中，可以按照如下公式，计算出轨道车辆的线路坐标修正值；

δL＝(v1+v2)/2*(t2-t1)；

其中，δL表示线路坐标修正值，v1表示车载信号主机获取位置坐标时轨道车辆的第一速度，t1表示车载信号主机获取位置坐标时所对应的第一时刻；v2表示获取到车载信号主机传输的位置坐标时轨道车辆的第二速度，t2表示获取到车载信号主机传输的位置坐标时所对应的第二时刻。

S204：将线路坐标修正值与位置坐标进行累加，得到轨道车辆的位置信息。

线路坐标修正值表示从车载信号主机获取到位置坐标时开始到控制主机接收到位置坐标时结束，这个时间段内轨迹车辆的行驶距离。因此，在计算出线路坐标修正值之后，可以将线路坐标修正值与位置坐标相加的和值作为轨道车辆的位置信息。

图3为本发明实施例提供的一种牵引制动分配装置的结构示意图，包括获取单元31、读取单元32、处理单元33和修正单元34；

获取单元31，用于获取轨道车辆的位置信息和载重信息；

读取单元32，用于从预先存储的数字地图中读取与位置信息相匹配的线路参数；

处理单元33，用于按照预先设定的计算规则对线路参数和载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；

修正单元34，用于利用牵引制动修正值对轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力。

可选地，获取单元包括记录子单元、计算子单元和累加子单元；

记录子单元，用于记录车载信号主机获取位置坐标时所对应的第一时刻以及轨道车辆的第一速度；记录获取到车载信号主机传输的位置坐标时所对应的第二时刻以及轨道车辆的第二速度；

计算子单元，用于利用第一时刻、第一速度、第二时刻以及第二速度，计算出轨道车辆的线路坐标修正值；

累加子单元，用于将线路坐标修正值与位置坐标进行累加，得到轨道车辆的位置信息。

可选地，计算子单元具体用于按照如下公式，计算出轨道车辆的线路坐标修正值；

δL＝(v1+v2)/2*(t2-t1)；

可选地，获取单元具体用于基于卫星定位系统获取轨道车辆的位置信息。

可选地，处理单元具体用于将线路参数以及载重信息按照设定的阻力计算规则，计算出轨道车辆的阻力值；根据轨道车辆的当前牵引制动力、载重信息以及阻力值，计算出轨道车辆的牵引制动修正值。

可选地，线路参数包括坡道参数和线路曲线半径。

图3所对应实施例中特征的说明可以参见图1和图2所对应实施例的相关说明，这里不再一一赘述。

图4为本发明实施例提供的一种牵引制动分配系统40的结构示意图，包括：

存储器41，用于存储计算机程序；

处理器42，用于执行计算机程序以实现如上述任意一项轨道车辆牵引制动分配方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项轨道车辆牵引制动分配方法的步骤。

图5为本发明实施例提供的一种轨道车辆的硬件结构示意图，包括车载信号天线51、车载载荷传感器52、车载信号主机53、控制主机54和牵引制动部件55；

车载信号主机53分别与车载信号天线51、车载载荷传感器52以及控制主机54连接，用于获取车载信号天线51采集的轨道车辆的位置信息和车载载荷传感器52采集的载重信息；并将位置信息和载重信息传输至控制主机54；

控制主机与54牵引制动部件55连接，用于从预先存储的数字地图中读取与位置信息相匹配的线路参数；按照预先设定的计算规则对线路参数和载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值；利用牵引制动修正值对轨道车辆的当前牵引制动力进行修正，得到整合后的牵引制动力；并将整合后的牵引制动力传输至牵引制动部件55。

以上对本发明实施例所提供的一种牵引制动分配方法、装置、系统、计算机可读存储介质和轨道车辆进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims

1.一种牵引制动分配方法，其特征在于，包括：

获取轨道车辆的位置信息和载重信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取轨道车辆的位置信息包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一时刻、所述第一速度、所述第二时刻以及所述第二速度，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值包括：

按照如下公式，计算出所述轨道车辆的线路坐标修正值；

δL＝(v1+v2)/2*(t2-t1)；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取轨道车辆的位置信息包括：

基于卫星定位系统获取所述轨道车辆的位置信息。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述按照预先设定的计算规则对所述线路参数和所述载重信息进行处理，确定出牵引制动修正值包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述线路参数包括坡道参数和线路曲线半径。

7.一种牵引制动分配装置，其特征在于，包括获取单元、读取单元、处理单元和修正单元；

所述获取单元，用于获取轨道车辆的位置信息和载重信息；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括记录子单元、计算子单元和累加子单元；

9.一种牵引制动分配系统，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至6任意一项所述轨道车辆牵引制动分配方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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如权利要求1至6任一项所述轨道车辆牵引制动分配方法的步骤。

11.一种轨道车辆，其特征在于，包括车载信号天线、车载载荷传感器、车载信号主机、控制主机和牵引制动部件；