CN112241129A - 控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN112241129A CN201910646768.9A CN201910646768A CN112241129A CN 112241129 A CN112241129 A CN 112241129A CN 201910646768 A CN201910646768 A CN 201910646768A CN 112241129 A CN112241129 A CN 112241129A
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马昭钰
王悍枭
李永生
李俊龙
郑策
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Abstract

本申请涉及一种控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质。所述系统包括：制动系统，与驱动车控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行制动控制；牵引传动系统，与远程控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行牵引传动控制；地面信号系统，与远程控制系统通信连接，用于识别驱动车的位置信息，并根据所述位置信息发送制动指令和/或牵引指令至所述远程控制系统；远程控制系统，用于接收所述地面信号系统发送的制动指令和/或牵引指令，将所述制动指令发送至所述制动系统，以及将所述牵引指令和设定的目标速度发送至所述牵引传动系统。采用本方法能够提高碰撞试验精度、人身安全以及避免人工操作误差。

Description

控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及控制技术领域，特别是涉及一种控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
以人为本，保护乘员安全是铁路发展永恒的主题。科学再现列车碰撞冲击响应、真实评估列车碰撞安全性称为世界各国共同关注的焦点问题。根据车辆碰撞试验方案，需要使用一辆驱动车牵引被试车辆加速到目标速度后再进行脱钩控制，脱钩后驱动车施加制动，被试车辆依靠惰行完成碰撞试验。为保证驱动车操作人员的绝对安全，碰撞试验时驱动车及线路上应为无人值守的。此外，碰撞试验对碰撞瞬间的车速精度要求较高，因此对驱动车的恒速控制、脱钩控制要求很高。
目前的碰撞试验是需要专门从事碰撞试验的轨道车司机凭借丰富经验手动完成驱动车车速控制、脱钩控制、制动控制等，存在较大误差，往往需要多次试验；同时随着人员更替，培养专用轨道车司机周期长、成本高。此外，新兴的轨道车无人驾驶技术还在试验阶段，且其采用的信号系统需要在铁路沿线布置大量信号装置，并设置专门的调度控制中心，建设运维成本十分高昂。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种控制系统，所述系统包括：
制动系统，与驱动车控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行制动控制；
牵引传动系统，与远程控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行牵引传动控制；
地面信号系统，与远程控制系统通信连接，用于识别驱动车的位置信息，并根据所述位置信息发送制动指令和/或牵引指令至所述远程控制系统；
远程控制系统，用于接收所述地面信号系统发送的制动指令和/或牵引指令，将所述制动指令发送至所述制动系统，以及将所述牵引指令和设定的目标速度发送至所述牵引传动系统；
通信系统，用于实现所述远程控制系统分别与制动系统、牵引传动系统以及地面信号系统的通信。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
信标，设置于驱动车行驶轨道上，用于将所述信标内的ID信息传输至信标阅读器；
信标阅读器，设置于所述驱动车底部，用于接收所述信标内的ID信息，并将所述ID信息传输至所述地面信号系统，以使所述地面信号系统根据所述ID信息识别驱动车的位置信息。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
动力电池系统，分别与所述驱动车控制系统、牵引传动系统通信连接，用于为牵引传动系统和辅助系统提供高压直流电源，其中，所述牵引传动系统将动力电池的高压直流电逆变成VVVF交流电驱动牵引电机。
在其中一个实施例中，所述动力电池系统包括：
动力电池管理系统，用于监测动力电池的电压、电流和温度；
库内充电机，与所述动力电池连接，用于对所述动力电池进行充电。
在其中一个实施例中，所述辅助系统与所述远程控制系统通信连接，用于将所述动力电池系统的高压直流电逆变整流成工频交流电为整车辅助负载供电。
本申请还提供一种控制方法，所述方法包括：
接收ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
在其中一个实施例中，所述方法包括：
接收ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
若所述位置信息不是目标位置信息，则将牵引指令和远程控制系统设定的目标速度发送至牵引传动系统，以对所述驱动车进行牵引传动控制；
若所述位置信息为目标位置信息，则将制动指令发送至制动系统，以对所述驱动车进行制动控制。
本申请还提供一种控制装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收ID信息；
位置信息确定模块，用于根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
控制模块，用于识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述方法的步骤。
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如上任一项所述的方法的步骤。
上述控制系统、方法、装置、计算机设备和存储介质，所述系统包括制动系统，与驱动车控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行制动控制；牵引传动系统，与远程控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行牵引传动控制；地面信号系统，与远程控制系统通信连接，用于识别驱动车的位置信息，并根据所述位置信息发送制动指令和/或牵引指令至所述远程控制系统；远程控制系统，用于接收所述地面信号系统发送的制动指令和/或牵引指令，将所述制动指令发送至所述制动系统，以及将所述牵引指令和设定的目标速度发送至所述牵引传动系统；通信系统，用于实现所述远程控制系统分别与制动系统、牵引传动系统以及地面信号系统的通信。通过上述系统可实现驱动车的牵引制动控制、定速控制、脱钩控制等，满足碰撞试验驱动车的功能需求，提高了碰撞试验精度、人身安全以及避免人工操作误差。
附图说明
图1为一个实施例中一种控制系统的结构框图；
图2为一个实施例中一种控制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中一种控制装置的结构框图；
图4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。
参见图1，一种控制系统，所述系统包括：
制动系统100，与远程控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行制动控制；其中，制动系统100采用DK-2型空气制动机，具有MVB网络控制功能，可以满足整车制动的远程无线控制和地面信号系统自动控制。
牵引传动系统200，与远程控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行牵引传动控制。牵引传动系统采用直交传动，主电路包含高压箱、线路电抗器、牵引逆变器、过压吸收电阻、牵引电机。
高压箱具有高压隔离、电压检测、为逆变器直流侧充电功能。
线路电抗器包含直流侧滤波用线路电抗器，内置温度保护开关。
牵引逆变器包含交-直流功率逆变单元，输出牵引电机用的三相交流电。具有机车牵引加载逻辑控制、牵引变流器逻辑控制、IGBT元件驱动控制、牵引电动机牵引特性控制、中间直流环节控制、粘着控制、低恒速控制、牵引变流系统故障诊断与记录、MVB通信功能、故障转向架隔离、故障与保护、防溜车检测等功能。
过压吸收电阻主要用于在牵引或制动工况时，通过触发导通斩波模块，能抑制因空转或其它原因引起的瞬时过电压，再生制动时，能够吸收再生过电压，确保再生制动的稳定进行。
牵引电机共有4台，每个转向架斜对称布置2台，并配有高精度转速传感器和温度传感器。
牵引传动系统200可对驱动车进行定速控制，定速控制操作如下：在有权限的远程控制台或地面控制台的行车显示器主界面的定速设置框输入目标车速并点击确定，推动行车控制手柄进入牵引区，牵引逆变器根据牵引特性曲线控制牵引电机，驱动碰撞试验驱动车自动开始加速，达到目标速度后通过再生制动和电阻制动保持驱动车的恒速运行。
地面信号系统300，与远程控制系统通信连接，用于识别驱动车的位置信息，并根据所述位置信息发送制动指令和/或牵引指令至所述远程控制系统。
地面信号系统300采用高精度射频识别技术，本申请控制系统还包括信标600和信标阅读器700，信标600，设置于驱动车行驶轨道上，用于将所述信标内的ID信息传输至信标阅读器；信标阅读器700，设置于所述驱动车底部，用于接收所述信标内的ID信息，并将所述ID信息传输至所述地面信号系统，以使所述地面信号系统根据所述ID信息识别驱动车的位置信息。
信标阅读器700与地面信号系统300进行RS485通信；信标600通过专用支架卡放在枕木上。为保证可靠性，该系统采用两套阅读器及信标，信标为一次性可编程，相同功能信标内烧写相同的ID。
地面信号系统自动控制原理如下：当驱动车驶过信标600时，信标阅读器700读取到信标内特定ID，并将该ID转发到地面信号系统300。在试验模式及碰撞试验方向的前提下，CCU根据接收到的特定信标ID，自动控制驱动车的脱钩、制动、紧急制动等。该系统还可以扩展，通过增加定位信标，能够准确地监测驱动车位置。
远程控制系统400，用于接收所述地面信号系统发送的制动指令和/或牵引指令，将所述制动指令发送至所述制动系统，以及将所述牵引指令和设定的目标速度发送至所述牵引传动系统。
远程控制系统采用电台无线通信，可靠通信距离可达1000m。该系统包含车载和地面两套无线信号收发和处理设备，为满足1.5km线路的无线远程控制，还配置了一套无线信号地补装置，并为地补装置设计了小推车及可伸缩的天线杆，试验完成后可便捷地收回。
远程控制系统采用两套工作在不同频点的无线通信设备，同时工作互为冗余，并有相应的时序控制。确保无线通信数据的准确有效。
无线远程控制系统工作原理如下：车载设备(远程控制系统)将车辆的状态数据发送到地面设备，以及接收地面设备发送过来的远程控制数据，并将数据转发给车辆中央控制单元CCU，由CCU进行权限判断和逻辑判断等，最终实现地面控制台对碰撞试验驱动车的远程无线控制，主要包含牵引、制动、脱钩、紧急制动、电喇叭等的远程控制。
通信系统500，用于实现所述远程控制系统分别与制动系统、牵引传动系统以及地面信号系统的通信。与其他系统进行MVB通信，实现各子系统的微机控制、状态监测、故障诊断记录等。搭建车地之间数据无线传输通道，实现地面监测车辆状态信息以及对车辆的远程无线控制。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
动力电池系统800，分别与所述驱动车控制系统、牵引传动系统通信连接，用于为牵引传动系统和辅助系统提供高压直流电源，其中，所述牵引传动系统将动力电池的高压直流电逆变成VVVF交流电驱动牵引电机。
动力电池系统800采用磷酸铁锂电池，给牵引传动系统和辅助系统(即辅助逆变器)提供高压直流电源。牵引传动系统将动力电池的高压直流电逆变成VVVF交流电驱动牵引电机，实现整车的牵引传动控制。所述辅助系统与所述远程车控制系统通信连接，用于将所述动力电池系统的高压直流电逆变整流成工频交流电为整车辅助负载供电。
在其中一个实施例中，所述动力电池系统800包括：
动力电池管理系统801，用于监测动力电池的电压、电流和温度；
库内充电机802，与所述动力电池连接，用于对所述动力电池进行充电。
其中，所述的磷酸铁锂动力电池系统包含10个动力电池箱、动力电池配管理系统801和库内充电机。
动力电池配电箱集成了一套BMS电池管理系统，与整车TCMS通过CAN通信交换数据，能够实现高压上下电控制、单体电压监测、电池总电压监测、充放电电流监测、电池温度监测、绝缘电阻监测、粘连检测、充电温度监测、充放电功率控制管理、故障诊断及处理等功能。
库内充电机根据用户实际运用情况为动力电池充电，具有均充和浮充两种模式自动切换。
参见图2，本申请还提供一种控制方法，所述方法包括：
步骤S1：接收ID信息；
步骤S2：根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
步骤S3：识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
具体地，在步骤S1-S3中，由于驱动车经过某个特定位置时，可读取信标内的ID信息以确定驱动车的位置信息，并根据具体位置信息对驱动车进行相应的控制。
在其中一个实施例中，所述方法包括：
接收ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
若所述位置信息不是目标位置信息，则将牵引指令和驱动车控制系统设定的目标速度发送至牵引传动系统，以对所述驱动车进行牵引传动控制；
若所述位置信息为目标位置信息，则将制动指令发送至制动系统，以对所述驱动车进行制动控制。
应该理解的是，虽然图2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3所示，提供了一种控制装置，包括：接收模块10、位置信息确定模块20和控制模块30，其中：
接收模块10，用于接收ID信息；
位置信息确定模块20，用于根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
位置信息确定模块30，用于识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
关于一种控制装置的具体限定可以参见上文中对于一种控制方法的限定，在此不再赘述。上述一种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4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、网络接口和数据库。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、计算机程序和数据库。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。该计算机设备的数据库用于存储相关数据。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控制方法。
本领域技术人员可以理解，图4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，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
接收ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
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ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
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)

1.一种控制系统，其特征在于，所述系统包括：
制动系统，与驱动车控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行制动控制；
牵引传动系统，与远程控制系统通信连接，用于对所述驱动车进行牵引传动控制；
地面信号系统，与远程控制系统通信连接，用于识别驱动车的位置信息，并根据所述位置信息发送制动指令和/或牵引指令至所述远程控制系统；
远程控制系统，用于接收所述地面信号系统发送的制动指令和/或牵引指令，将所述制动指令发送至所述制动系统，以及将所述牵引指令和设定的目标速度发送至所述牵引传动系统；
通信系统，用于实现所述远程控制系统分别与制动系统、牵引传动系统以及地面信号系统的通信。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
信标，设置于驱动车行驶轨道上，用于将所述信标内的ID信息传输至信标阅读器；
信标阅读器，设置于所述驱动车底部，用于接收所述信标内的ID信息，并将所述ID信息传输至所述地面信号系统，以使所述地面信号系统根据所述ID信息识别驱动车的位置信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
动力电池系统，分别与所述驱动车控制系统、牵引传动系统通信连接，用于为牵引传动系统和辅助系统提供高压直流电源，其中，所述牵引传动系统将动力电池的高压直流电逆变成VVVF交流电驱动牵引电机。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述动力电池系统包括：
动力电池管理系统，用于监测动力电池的电压、电流和温度；
库内充电机，与所述动力电池连接，用于对所述动力电池进行充电。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述辅助系统与所述远程控制系统通信连接，用于将所述动力电池系统的高压直流电逆变整流成工频交流电为整车辅助负载供电。
6.一种控制方法，其特征在于，所述方法包括：
接收ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收ID信息；
根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
若所述位置信息不是目标位置信息，则将牵引指令和远程控制系统设定的目标速度发送至牵引传动系统，以对所述驱动车进行牵引传动控制；
若所述位置信息为目标位置信息，则将制动指令发送至制动系统，以对所述驱动车进行制动控制。
8.一种控制装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收ID信息；
位置信息确定模块，用于根据所述ID信息，确定驱动车的位置信息；
控制模块，用于识别所述位置信息，选取与所述位置信息对应的指令，并将所述指令传输至任务系统，以对驱动车进行相应的控制。
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6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6至7中任一项所述的方法的步骤。
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