CN112231834B - 基于铁轨的防脱轨方法、装置、铁轨汽车及存储介质 - Google Patents

基于铁轨的防脱轨方法、装置、铁轨汽车及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于铁轨的防脱轨方法、装置、铁轨汽车及存储介质，所述方法包括：获取目标车辆的惯性离心力、外侧轨道对应的总反力以及第一夹角；获取内侧轨道对应的总反力以及第二夹角；根据目标车辆的重力、外侧轨道对应的总反力、第一夹角、内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；根据惯性离心力得到第二对应关系，以及预设方向的水平分力；根据水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到防脱轨因素；根据防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据目标第一夹角和/或目标第二夹角控制目标车辆，从而通过获取预设方向的夹角，对夹角进行控制，从而使得目标车辆的整体摩擦力增大，从而防止脱轨。

Description

基于铁轨的防脱轨方法、装置、铁轨汽车及存储介质
技术领域
本发明涉及交通运输技术领域，尤其涉及一种基于铁轨的防脱轨方法、装置、铁轨汽车及存储介质。
背景技术
当今世界，各国铁路、公路的交通运输水平都在高速发展，并且仍有逐步提速的趋势，而目前我国的轨道交通运营里程处于全世界首位，因此，对铁路、公路的维修保障能力提出了更高的要求。公铁两用车因具备使用成本低廉、工作效率高、作业方便、功能广、环保、易于维护保养等优点，在轨道交通事业中扮演着重要的角色。
在正常路面行驶时，路轨系统抬起，公铁两用车仅靠轮胎与地面接触；在铁轨上行驶时，路轨系统落下，路轨钢轮与铁轨接触控制转向，而轮胎与铁轨的摩擦力提供动力。在此过程中，如果路轨系统的支持力过小，则钢轮与铁轨的摩擦力不够，则车辆转弯容易发生脱轨，反之，导轨系统的支持力过大，则轮胎与铁轨的摩擦力减小，容易发生打滑。现有技术一般通过工程经验，控制导轨的抬起量，使车辆能够在铁轨上正常行驶。
现有技术手段，能够保证公铁两用车在直线行驶时稳定不脱轨，当遇到弧形轨道，特别是转弯半径较小的轨道，则容易发生脱轨现象，严重影响公铁两用车的安全性和稳定性。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种基于铁轨的防脱轨方法、装置、铁轨汽车及存储介质，旨在解决现有技术中铁轨汽车在弧形轨道时容易脱轨的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于铁轨的防脱轨方法，所述基于铁轨的防脱轨方法包括以下步骤：
在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；
获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；
获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；
获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；
根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；
根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素；
根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆。
可选地，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角采用公式一得到第一对应关系；
F1·sinθ1+F2·sinθ2-G＝0， 公式一；
其中，F1表示所述外侧轨道对应的总反力，G表示所述目标车辆的重力，θ1表示所述第一夹角，θ2表示所述第二夹角，所述第一夹角为外侧轨道的总反力与水平方向的夹角，所述第二夹角为内侧轨道的总反力与水平方向的夹角。
可选地，所述根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，包括：
根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离得到预设受力点的第二对应关系。
可选地，根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离采用公式二得到预设受力点的第二对应关系；
F1·sinθ1·L+F1·cosθ1·e-G·L/2-F惯·h＝0， 公式二；
其中，F惯表示所述惯性离心力，L表示所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离，e表示所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差，h表示所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离。
可选地，所述根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素，包括：
根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系、公式一和公式二得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的第三对应关系；
根据所述第三对应关系得到防脱轨因素。
可选地，根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系、公式一、公式二采用公式三得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的第三对应关系；
Figure GDA0003577231880000031
其中，F右表示水平分力，G·L/2+F惯·h＝C，C表示常数。
可选地，所述根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆，包括：
根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角；
根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆上的钢轮摆动，以防止所述目标车辆脱轨。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于铁轨的防脱轨装置，所述基于铁轨的防脱轨装置包括：
获取模块，用于在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；
所述获取模块，还用于获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；
所述获取模块，还用于获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；
所述获取模块，还用于获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；
所述获取模块，还用于根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；
所述获取模块，还用于根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素；
控制模块，用于根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种铁轨汽车，所述铁轨汽车包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于铁轨的防脱轨程序，所述基于铁轨的防脱轨程序配置为实现如上所述的基于铁轨的防脱轨方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于铁轨的防脱轨程序，所述基于铁轨的防脱轨程序被处理器执行时实现如上文所述的基于铁轨的防脱轨方法的步骤。
本发明提出的基于铁轨的防脱轨方法，通过在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素；根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆，从而通过获取预设方向的夹角，对夹角进行控制，从而使得目标车辆的整体摩擦力增大，从而防止脱轨。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的铁轨汽车结构示意图；
图2为本发明基于铁轨的防脱轨方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于铁轨的防脱轨方法一实施例的弧形轨道受力分析示意图；
图4为本发明基于铁轨的防脱轨方法一实施例的接触法线与摩擦角示意图；
图5为本发明基于铁轨的防脱轨装置第一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的铁轨汽车结构示意图。
如图1所示，该铁轨汽车可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如按键，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的铁轨汽车结构并不构成对铁轨汽车的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于铁轨的防脱轨程序。
在图1所示的铁轨汽车中，网络接口1004主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户终端，与终端进行数据通信；本发明铁轨汽车通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于铁轨的防脱轨程序，并执行本发明实施例提供的基于铁轨的防脱轨方法。
基于上述硬件结构，提出本发明基于铁轨的防脱轨方法实施例。
参照图2，图2为本发明基于铁轨的防脱轨方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述基于铁轨的防脱轨方法包括以下步骤：
步骤S10，在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道，所述外侧轨道高于所述内侧轨道。
需要说明的是，本实施例的执行主体可为铁轨汽车，铁轨汽车上设有基于铁轨的防脱轨程序，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，例如公铁两用车，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以铁轨汽车为例进行说明。
如图3所示弧形轨道受力分析示意图，对于铁轨弯道来说，外侧的轨道要略高于内侧的轨道，图3所示的左侧为外侧的轨道，右侧为内侧的轨道，公铁两用车通过弧形轨道时，产生一个向心加速度，即有离心力F惯，其受力分析示意图如图3所示，其中车体重心受重力G和离心力F惯，左侧支撑点受支持力和摩擦力，总反力为F1，其与水平方向夹角为θ1，右侧支撑点受支持力和摩擦力，总反力为F2，其与水平方向夹角为θ2，轨道高度差为e，重心离F2受力点的垂直距离为h，两轨道距离为L。
需要说明的是，对于材质不变的两接触物体，其摩擦系数在相似工况下是不变的，即摩擦角是固定不变的，如图4中所示的接触法线与摩擦角示意图，摩擦角为α，因此对于图3中的θ1和θ2来说，其大小仅与接触法线的方向相关。
在本实施例中，惯性离心力F惯，对于质量为m的公铁两用车，当其通过曲率半径为r的圆弧轨道时，速度为v，则有
F惯＝mv2/r；
步骤S20，获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角。
在铁轨上布设有外轨道传感器，通过外轨道传感器采集外轨道参数信息，以及在铁轨汽车上布设相应的传感器，通过传感器采集车辆参数信息，通过外轨道参数信息和车辆参数信息进行分析处理，得到外侧轨道对应的总反力F1，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角θ1。
步骤S30，获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角。
在铁轨上布设有内轨道传感器，通过内轨道传感器采集内轨道参数信息，以及在铁轨汽车上布设相应的传感器，通过传感器采集车辆参数信息，通过内轨道参数信息和车辆参数信息进行分析处理，得到内侧轨道对应的总反力F2，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角θ2。
步骤S40，获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系。
假设系统处于平衡状态，对该系统进行受力分析，向上为正，向右为正：
竖直方向：F1·sinθ1+F2·sinθ2-G＝0
水平方向：F1·cosθ1+F2·cosθ2-F惯＝0；
具体为：根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角采用公式一得到第一对应关系；
F1·sinθ1+F2·sinθ2-G＝0， 公式一；
其中，F1表示所述外侧轨道对应的总反力，G表示所述目标车辆的重力，θ1表示所述第一夹角，θ2表示所述第二夹角，所述第一夹角为外侧轨道的总反力与水平方向的夹角，所述第二夹角为内侧轨道的总反力与水平方向的夹角，其中，第一对应关系包括公式一中目标车辆的重力、外侧轨道对应的总反力、第一夹角、内侧轨道对应的总反力以及第二夹角之间的对应关系。
步骤S50，根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力。
在本实施例中，预设方向的水平分力可为F1受力点为参考的力矩分析还可为F2受力点为参考的力矩分析，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以F2受力点为参考的力矩分析：
F1·sinθ1·L+F1·cosθ1·e-G·L/2-F惯·h＝0；
具体为：根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离得到预设受力点的第二对应关系。
进一步地，根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离采用公式二得到预设受力点的第二对应关系；
F1·sinθ1·L+F1·cosθ1·e-G·L/2-F惯·h＝0， 公式二；
其中，F惯表示所述惯性离心力，L表示所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离，e表示所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差，h表示所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离，其中，第二对应关系包括惯性离心力、外侧轨道对应的总反力、第一夹角、外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、目标车辆的重力以及目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离之间的对应关系。
步骤S60，根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素。
具体为：根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系、公式一和公式二得到与所述第二夹角关联的第三对应关系；根据所述第三对应关系得到防脱轨因素。
进一步地，根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系、公式一、公式二采用公式三得到与所述第二夹角关联的第三对应关系；
Figure GDA0003577231880000081
其中，F右表示水平分力，G·L/2+F惯·h＝C，C表示常数。其中，第三对应关系包括外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、第一夹角、外侧轨道与所述内侧轨道的高度差以及第二夹角之间的对应关系。
在具体实现中，当公铁两用车速度v增大时，F惯将大于其余水平分力，车体向左移动，当v过大时，则会发生脱轨。在此过程中，系统力矩和竖直方向合力仍处于准静态，即公式一和公式二仍然成立，在此基础上，进一步得到向右的水平分力：
Figure GDA0003577231880000091
Figure GDA0003577231880000092
为了防止公铁两用车脱轨，则需采取措施增大F右。通过分析可知，当公铁两用车向左滑动时，θ2几乎不变，即第三项几乎不变，而减小θ1则可使第一项和第二项同时增大。因此，在公铁两用车向左滑动时，减小θ1即可减缓甚至遏制滑动趋势，反之，当公铁两用车向右滑动时，θ1几乎不变，减小θ2即可减缓甚至遏制滑动趋势。
步骤S70，根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆。
由图4中的轨道几何形状特征可知，在公铁两用车向左滑动时，顺时针转动左侧钢轮，即可使接触法线顺时针摆动，即θ1变小，在公铁两用车向右滑动时，顺时针转动右侧钢轮，即可使接触法线顺时针摆动，即θ2变小，通过适当控制钢轮的摆动，重新分配钢轮的支持力，使得整体摩擦力增大，从而防止脱轨。
本实施例通过上述方案，通过在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第二夹角关联的防脱轨因素；根据所述防脱轨因素确定目标第二夹角，根据所述目标第二夹角控制所述目标车辆，从而通过获取预设方向的第二夹角，对第二夹角进行控制，从而使得目标车辆的整体摩擦力增大，从而防止脱轨。
本发明进一步提供一种基于铁轨的防脱轨装置。
参照图5，图5为本发明基于铁轨的防脱轨装置第一实施例的功能模块示意图。
本发明基于铁轨的防脱轨装置第一实施例中，该基于铁轨的防脱轨装置包括：
获取模块10，用于在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；
获取模块10，还用于获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；
获取模块10，还用于获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；
获取模块10，还用于获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；
获取模块10，还用于根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；
获取模块10，还用于根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素；
控制模块20，用于根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角采用公式一得到第一对应关系；
F1·sinθ1+F2·sinθ2-G＝0， 公式一；
其中，F1表示所述外侧轨道对应的总反力，G表示所述目标车辆的重力，θ1表示所述第一夹角，θ2表示所述第二夹角，所述第一夹角为外侧轨道的总反力与水平方向的夹角，所述第二夹角为内侧轨道的总反力与水平方向的夹角。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离得到预设受力点的第二对应关系。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离采用公式二得到预设受力点的第二对应关系；
F1·sinθ1·L+F1·cosθ1·e-G·L/2-F惯·h＝0， 公式二；
其中，F惯表示所述惯性离心力，L表示所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离，e表示所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差，h表示所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系、公式一和公式二得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的第三对应关系；根据所述第三对应关系得到防脱轨因素。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系、公式一、公式二采用公式三得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的第三对应关系；
Figure GDA0003577231880000111
其中，F右表示水平分力，G·L/2+F惯·h＝C，C表示常数。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角；根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆上的钢轮摆动，以防止所述目标车辆脱轨。
本实施例通过上述方案，通过在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第二夹角关联的防脱轨因素；根据所述防脱轨因素确定目标第二夹角，根据所述目标第二夹角控制所述目标车辆，从而通过获取预设方向的第二夹角，对第二夹角进行控制，从而使得目标车辆的整体摩擦力增大，从而防止脱轨。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种铁轨汽车，所述铁轨汽车包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于铁轨的防脱轨程序，所述基于铁轨的防脱轨程序配置为实现如上文所述的基于铁轨的防脱轨方法的步骤。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于铁轨的防脱轨程序，所述区域识别程序被处理器执行时实现如上文所述的基于铁轨的防脱轨方法的步骤。
由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台智能终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于铁轨的防脱轨方法，其特征在于，所述基于铁轨的防脱轨方法包括：
在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；
获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；
获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；
获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；
根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；
根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素；
根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆；
所述根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素，包括：
根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系采用公式三得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的第三对应关系；
Figure FDA0003577231870000011
其中，F右表示水平分力，G·L/2+F惯·h＝C，C表示常数，G表示所述目标车辆的重力，θ1表示所述第一夹角，θ2表示所述第二夹角，L表示所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离，e表示所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差，F惯表示所述惯性离心力，h表示所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离；
根据所述第三对应关系得到防脱轨因素。
2.如权利要求1所述的基于铁轨的防脱轨方法，其特征在于，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角采用公式一得到第一对应关系；
F1·sinθ1+F2·sinθ2-G＝0， 公式一；
其中，F1表示所述外侧轨道对应的总反力，F2表示所述内侧轨道对应的总反力，G表示所述目标车辆的重力，θ1表示所述第一夹角，θ2表示所述第二夹角，所述第一夹角为外侧轨道的总反力与水平方向的夹角，所述第二夹角为内侧轨道的总反力与水平方向的夹角。
3.如权利要求2所述的基于铁轨的防脱轨方法，其特征在于，所述根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，包括：
根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离得到预设受力点的第二对应关系。
4.如权利要求3所述的基于铁轨的防脱轨方法，其特征在于，根据所述惯性离心力、所述外侧轨道对应的总反力、所述第一夹角、所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离、所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差、所述目标车辆的重力、所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离采用公式二得到预设受力点的第二对应关系；
F1·sinθ1·L+F1·cosθ1·e-G·L/2-F惯·h＝0， 公式二；
其中，F惯表示所述惯性离心力，L表示所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离，e表示所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差，h表示所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基于铁轨的防脱轨方法，其特征在于，所述根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆，包括：
根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角；
根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆上的钢轮摆动，以防止所述目标车辆脱轨。
6.一种基于铁轨的防脱轨装置，其特征在于，所述基于铁轨的防脱轨装置包括：
获取模块，用于在铁轨上行驶的目标车辆经过弧形轨道时，获取所述目标车辆的惯性离心力，其中，所述铁轨包括外侧轨道和内侧轨道；
所述获取模块，还用于获取所述外侧轨道对应的总反力，以及所述外侧轨道对应的总反力与水平方向的第一夹角；
所述获取模块，还用于获取所述内侧轨道对应的总反力，以及所述内侧轨道对应的总反力与水平方向的第二夹角；
所述获取模块，还用于获取所述目标车辆的重力，根据所述目标车辆的重力、所述外侧轨道对应的总反力、第一夹角、所述内侧轨道对应的总反力以及第二夹角得到第一对应关系；
所述获取模块，还用于根据所述惯性离心力得到预设受力点的第二对应关系，以及预设方向的水平分力；
所述获取模块，还用于根据所述水平分力、第一对应关系以及第二对应关系得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的防脱轨因素；
控制模块，用于根据所述防脱轨因素确定目标第一夹角和/或目标第二夹角，根据所述目标第一夹角和/或目标第二夹角控制所述目标车辆；
所述控制模块，还用于根据所述水平分力、第一对应关系、第二对应关系采用公式三得到与所述第一夹角和所述第二夹角关联的第三对应关系；
Figure FDA0003577231870000031
其中，F右表示水平分力，G·L/2+F惯·h＝C，C表示常数，G表示所述目标车辆的重力，θ1表示所述第一夹角，θ2表示所述第二夹角，L表示所述外侧轨道与所述内侧轨道之间的距离，e表示所述外侧轨道与所述内侧轨道的高度差，F惯表示所述惯性离心力，h表示所述目标车辆的重力与所述外侧轨道对应的总反力之间的垂直距离；
根据所述第三对应关系得到防脱轨因素。
7.一种铁轨汽车，其特征在于，所述铁轨汽车包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于铁轨的防脱轨程序，所述基于铁轨的防脱轨程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的基于铁轨的防脱轨方法的步骤。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于铁轨的防脱轨程序，所述基于铁轨的防脱轨程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于铁轨的防脱轨方法的步骤。
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