CN112765801B - 轨道列车动态轴重计算方法、装置及终端设备 - Google Patents

轨道列车动态轴重计算方法、装置及终端设备 Download PDF

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CN112765801B CN202110032853.3A CN202110032853A CN112765801B CN 112765801 B CN112765801 B CN 112765801B CN 202110032853 A CN202110032853 A CN 202110032853A CN 112765801 B CN112765801 B CN 112765801B
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Abstract

本发明适用于轨道列车技术领域，提供了一种轨道列车动态轴重计算方法、装置及终端设备，该方法包括：获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据参数信息计算车辆受到的阻力；基于轮对转矩方程，获得车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；根据参数信息、阻力和切向轮轨力，计算车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、车辆受到的车钩合力以及车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；根据参数信息、阻力、轮轴作用力、车钩合力和横向力，计算车辆中每个轮轴的轴重。本发明的轨道列车动态轴重计算方法，可以不用考虑车辆的减速度和轮对角减速度的大小，进而避免列车中车辆减速度以及轮对角减速度造成的误差，提高轴重计算的准确性。

Description

轨道列车动态轴重计算方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于轨道列车技术领域，尤其涉及一种轨道列车动态轴重计算方法、装置及终端设备。
背景技术
轴重是指列车在静止状态时每个轮对加于钢轨的重量，轨道列车在运行过程中，由于路况多变以及列车中各节车之间的牵引力，会导致每节车各轴的轴重发生变化，有的增载，有的减载。
列车轴重的变化与列车粘着重量的利用有关，进而影响列车的制动力分配以及牵引力分配等问题，因此，如何准确地计算轨道列车的动态轴重至关重要。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种轨道列车动态轴重计算方法、装置及终端设备，以解决现有技术中轨道列车动态轴重计算不准确的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种轨道列车动态轴重计算方法，包括：
获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据所述参数信息计算所述车辆受到的阻力；
基于轮对转矩方程，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
根据所述参数信息、所述阻力和所述切向轮轨力，计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、所述车辆受到的车钩合力以及所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；
根据所述参数信息、所述阻力、所述轮轴作用力、所述车钩合力和所述横向力，计算所述车辆中每个轮轴的轴重。
本发明实施例的第二方面提供了一种轨道列车动态轴重计算装置，包括：
获取模块，用于获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据所述参数信息计算所述车辆受到的阻力；
第一计算模块，用于基于轮对转矩方程，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
第二计算模块，用于根据所述参数信息、所述阻力和所述切向轮轨力，计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、所述车辆受到的车钩合力以及所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；
轴重计算模块，用于根据所述参数信息、所述阻力、所述轮轴作用力、所述车钩合力和所述横向力，计算所述车辆中每个轮轴的轴重。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如上任一项所述轨道列车动态轴重计算方法的步骤。
本发明实施例的第四方面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任一项所述轨道列车动态轴重计算方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明通过获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据参数信息计算车辆受到的阻力，基于轮对转矩方程，获得车辆中每个轮对对应的切向轮轨力，根据参数信息、阻力和切向轮轨力，计算车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、车辆受到的车钩合力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力，根据参数信息、阻力、轮轴作用力、车钩合力和横向力，计算得到车辆中每个轮轴的轴重，可以不用考虑车辆减速度以及轮对角速度对每个轮轴的轴重的影响，进而避免列车中车辆减速度以及轮对角减速度造成的误差，提高轴重计算的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的轨道列车动态轴重计算方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的任一车辆的受力分析示意图；
图3是本发明实施例提供的轨道列车动态轴重计算装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的轨道列车动态轴重计算方法的实现流程示意图，详述如下。
步骤S101，获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据参数信息计算车辆受到的阻力。
其中，轨道列车一般由多节车辆构成，每节车对应两个转向架，每个转向架对应两个轮对，每个轮对对应一个轮轴。对轨道列车中的任一车辆进行受力分析，根据受力分析可以获得每个轮轴的受力情况，进而得到轨道列车运行过程中轮轴的实际轴重。
可选的，车辆的参数信息可以包括运行信息、尺寸信息和重量信息。其中，运行信息可以包括车辆的加速度、车辆所在路段的坡度和车辆的速度等。尺寸信息可以包括车辆的车体重心高度、车辆受到的阻力的等效作用点到轨面的高度、车辆对应的车钩至轨面的高度、车辆的车体与转向架连接点至轨面的距离、车辆的不包含轮对的转向架重心至轨面的距离、车辆的两转向架中心距离、车辆的轴距和车辆中每个轮对的直径等。重量信息可以包括车辆中每个轮对的质量、车辆的车体重量、车辆中每个不包含轮对的转向架的质量以及重力加速度等。其中，车辆的尺寸信息和重量信息为固定值，可以事先获得，车辆的运行信息可以通过传感器测量得到。
可选的，根据参数信息计算车辆受到的阻力，可以包括：根据
Figure BDA0002892172930000041
计算车辆受到的阻力。
其中，F1为车辆受到的阻力，v为车辆的速度，A为头车横截面面积，Cw为风阻系数。其中，A和Cw也可以根据车辆的参数信息获得，属于可以事先获得的信息。在水平轨道上，车辆受到的阻力F1主要是风阻，其他阻力可以忽略不计，且仅头车有风阻，后面的车风阻可以忽略不计。因此，可以根据标志位检测当前车辆是否为头车，若为头车，根据
Figure BDA0002892172930000042
计算车辆受到的阻力，若不为头车，则F1＝0。
步骤S102，基于轮对转矩方程，获得车辆中每个轮对对应的切向轮轨力。
可选的，基于轮对转矩方程，获得车辆中每个轮对对应的切向轮轨力，可以包括：对轮对转矩方程进行拉普拉斯变换及低通滤波，获得车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值；根据车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，获得车辆中每个轮对对应的切向轮轨力。
可选的，对轮对转矩方程进行拉普拉斯变换及低通滤波，获得车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，可以包括：
根据
Figure BDA0002892172930000051
获得车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值。
其中，
Figure BDA0002892172930000052
为轮对转矩方程，Tg为车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩，Tz为制动盘的制动力转矩，J为车辆中每个轮对对应的转动惯量，ω为车辆中每个轮对对应的轮对角速度，t为时间，
Figure BDA0002892172930000053
为车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，k为低通滤波器的截止频率，s为拉普拉斯算子。
其中，对轮对转矩方程进行拉普拉斯变换并增加一个低通滤波器后，构成一个一阶状态观测器，可以利用一阶状态观测器获得每个轮对对应的轮轨力转矩估计值
Figure BDA0002892172930000054
根据
Figure BDA0002892172930000055
获得每个轮对对应的切向轮轨力估计值
Figure BDA0002892172930000056
并将每个轮对对应的切向轮轨力估计值
Figure BDA0002892172930000057
作为每个轮对对应的切向轮轨力fi，其中，i＝1,2,3,4，R为每个轮对的半径，可以由车辆的参数信息获得。
步骤S103，根据参数信息、阻力和切向轮轨力，计算车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、车辆受到的车钩合力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力。
可选的，计算车辆中每个轮对对应的轮轴作用力，可以包括：
根据fi′＝fi+mr(gsinθ-a),其中(i＝1,2,3,4)，计算每个轮对对应的轮轴作用力。
其中，fi′为车辆中第i个轮对对应的轮轴作用力，fi为车辆中第i个轮对对应的切向轮轨力，mr为车辆中每个轮对的质量，g为重力加速度，θ为车辆所在路段的坡度，a为车辆的加速度。
可选的，计算车辆受到的车钩合力，可以包括：
根据
Figure BDA0002892172930000061
计算车辆受到的车钩合力。
其中，F为车辆受到的车钩合力，W为车辆的车体重量，m为车辆中每个不包含轮对的转向架的质量，F1为车辆受到的阻力。
可选的，计算车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力，可以包括：
根据
Figure BDA0002892172930000062
计算车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力。
其中，F2为车辆的车体对车辆中第1个轮对和第2个轮对对应的转向架的横向力，F3为车辆的车体对车辆中第3个轮对和第4个轮对对应的转向架的横向力。
参见图2，考虑车辆所在路段的坡度θ(其中，θ为正时表示正在爬坡)，对车辆的转向架和车体进行横向力的分析，可以计算每个轮对对应的轮轴作用力fi′以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力。通过牛顿第二定律，可以计算车辆受到的车钩合力F。
步骤S104，根据参数信息、阻力、轮轴作用力、车钩合力和横向力，计算车辆中每个轮轴的轴重。
可选的，根据参数信息、阻力、轮轴作用力、车钩合力和横向力，计算车辆中每个轮轴的轴重，可以包括：
根据
Figure BDA0002892172930000071
计算车辆中每个轮轴的轴重。
其中，w1为车辆中第1个轮轴的轴重，w2为车辆中第2个轮轴的轴重，w3为车辆中第3个轮轴的轴重，w4为车辆中第4个轮轴的轴重，H2为车辆的车体重心高度，H1为车辆受到的阻力的等效作用点到轨面的高度，H为车辆对应的车钩至轨面的高度，h为车辆的车体与转向架连接点至轨面的距离，h1为车辆的不包含轮对的转向架重心至轨面的距离，L为车辆的两转向架中心距离，l为车辆的轴距，D为车辆中每个轮对的直径。
参见图2，获得车辆的参数信息、车辆受到的阻力、车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、车辆受到的车钩合力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力后，对车辆进行受力分析。其中，w1为车辆中第1个轮轴的轴重，w2为车辆中第2个轮轴的轴重，w3为车辆中第3个轮轴的轴重，w4为车辆中第4个轮轴的轴重，w1′为车辆中第1个轮轴承受转向架的纵向力，w2′为车辆中第2个轮轴承受转向架的纵向力，w3′为车辆中第3个轮轴承受转向架的纵向力，w4′为车辆中第4个轮轴承受转向架的纵向力，w5、w6分别为车辆中两个转向架所承受的车体纵向力。
由于车辆的减速度不为0，因此车辆的力矩平衡方程只有在对象的重心处才可以不考虑减速度的大小，所列力矩平衡方程才没有误差。因此，以车体为对象，在车体重心处的力矩平衡方程为：
Figure BDA0002892172930000081
其中，w5＝w′1+w′2-mg，w6＝w′3+w′4-mg，W＝w5+w6。
由于轮对有角减速度，因此在列车辆中转向架的力矩平衡方程时应将轮对排除在外，以消除轮对角减速度带来的误差，在不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程为：
Figure BDA0002892172930000082
其中，w′1＝w1-mrg，w′2＝w2-mrg，w′3＝w3-mrg，w′4＝w4-mrg。
结合车体重心处的力矩平衡方程和不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程，可以得到车辆所在路段没有坡度时，计算车辆中每个轮轴的轴重的表达式：
Figure BDA0002892172930000091
考虑车辆所在路段的坡度θ(其中，θ为正时表示正在爬坡)，计算车辆中每个轮轴的轴重的表达式为：
Figure BDA0002892172930000092
本实施例的轨道列车动态轴重计算方法，基于在不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程和在车体重心处的力矩平衡方程计算车辆中每个轮轴的轮重，可以不用考虑车辆的减速度和轮对角减速度的大小，进而避免列车中车辆减速度以及轮对角减速度造成的误差，提高轴重计算的准确性。而且本实施例考虑了车辆所在路段存在坡度，也就是轨道与水平线存在角度的情况，适用性更加广泛。
上述轨道列车动态轴重计算方法，基于车辆的参数信息、车辆受到的阻力、车辆受到的车钩合力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力，可以获得车辆在车体重心处的力矩平衡方程，因此在此力矩平衡方程中不涉及车辆的减速度，基于车辆的参数信息、车辆中每个轮对对应的轮轴作用力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力，可以获得车辆在不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程，因此在此力矩平衡方程中不涉及轮对角减速度，因而在基于车辆在车体重心处的力矩平衡方程和车辆在不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程计算车辆中每个轮轴的轴重时可以不用考虑车辆的减速度和轮对角减速度的大小，进而避免列车中车辆减速度以及轮对角减速度造成的误差，提高轴重计算的准确性。而且本发明实施例的轨道列车动态轴重计算方法，考虑了车辆所在路段存在坡度，也就是轨道与水平线存在角度的情况，适用性更加广泛。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的轨道列车动态轴重计算方法，图3示出了本发明实施例提供的轨道列车动态轴重计算装置的示例图。如图3所示，该装置可以包括：获取模块31、第一计算模块32、第二计算模块33和轴重计算模块34。
获取模块31，用于获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据所述参数信息计算所述车辆受到的阻力；
第一计算模块32，用于基于轮对转矩方程，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
第二计算模块33，用于根据所述参数信息、所述阻力和所述切向轮轨力，计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、所述车辆受到的车钩合力以及所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；
轴重计算模块34，用于根据所述参数信息、所述阻力、所述轮轴作用力、所述车钩合力和所述横向力，计算所述车辆中每个轮轴的轴重。
可选的，第一计算模块32，可以用于对所述轮对转矩方程进行拉普拉斯变换及低通滤波，获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值；根据所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力。
可选的，第一计算模块32，可以用于根据
Figure BDA0002892172930000111
获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值。
其中，
Figure BDA0002892172930000112
为所述轮对转矩方程，Tg为所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩，Tz为制动盘的制动力转矩，J为所述车辆中每个轮对对应的转动惯量，ω为所述车辆中每个轮对对应的轮对角速度，t为时间，
Figure BDA0002892172930000113
为所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，k为低通滤波器的截止频率，s为拉普拉斯算子。
可选的，所述参数信息包括所述车辆的加速度、所述车辆所在路段的坡度、所述车辆中每个轮对的质量和重力加速度；第二计算模块33，可以用于根据fi′＝fi+mr(gsinθ-a),其中(i＝1,2,3,4)，计算每个轮对对应的轮轴作用力。
其中，fi′为所述车辆中第i个轮对对应的轮轴作用力，fi为所述车辆中第i个轮对对应的切向轮轨力，mr为所述车辆中每个轮对的质量，g为所述重力加速度，θ为所述车辆所在路段的坡度，a为所述车辆的加速度。
可选的，所述参数信息还包括所述车辆的车体重量和所述车辆中每个不包含轮对的转向架的质量；第二计算模块33，可以用于根据
Figure BDA0002892172930000121
计算所述车辆受到的车钩合力。
其中，F为所述车辆受到的车钩合力，W为所述车辆的车体重量，m为所述车辆中每个不包含轮对的转向架的质量，F1为所述车辆受到的阻力。
可选的，第二计算模块33，可以用于根据
Figure BDA0002892172930000122
计算所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力。
其中，F2为所述车辆的车体对所述车辆中第1个轮对和第2个轮对对应的转向架的横向力，F3为所述车辆的车体对所述车辆中第3个轮对和第4个轮对对应的转向架的横向力。
可选的，所述参数信息还包括所述车辆的车体重心高度、所述车辆受到的阻力的等效作用点到轨面的高度、所述车辆对应的车钩至轨面的高度、所述车辆的车体与转向架连接点至轨面的距离、所述车辆的不包含轮对的转向架重心至轨面的距离、所述车辆的两转向架中心距离、所述车辆的轴距和所述车辆中每个轮对的直径；轴重计算模块34，可以用于根据
Figure BDA0002892172930000131
计算所述车辆中每个轮轴的轴重。
其中，w1为所述车辆中第1个轮轴的轴重，w2为所述车辆中第2个轮轴的轴重，w3为所述车辆中第3个轮轴的轴重，w4为所述车辆中第4个轮轴的轴重，H2为所述车辆的车体重心高度，H1为所述车辆受到的阻力的等效作用点到轨面的高度，H为所述车辆对应的车钩至轨面的高度，h为所述车辆的车体与转向架连接点至轨面的距离，h1为所述车辆的不包含轮对的转向架重心至轨面的距离，L为所述车辆的两转向架中心距离，l为所述车辆的轴距，D为所述车辆中每个轮对的直径。
上述轨道列车动态轴重计算装置，基于车辆的参数信息、车辆受到的阻力、车辆受到的车钩合力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力，可以获得车辆在车体重心处的力矩平衡方程，因此在此力矩平衡方程中不涉及车辆的减速度，基于车辆的参数信息、车辆中每个轮对对应的轮轴作用力以及车辆的车体对车辆中每个转向架的横向力，可以获得车辆在不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程，因此在此力矩平衡方程中不涉及轮对角减速度，因而在基于车辆在车体重心处的力矩平衡方程和车辆在不包含轮对的转向架重心处的力矩平衡方程，根据参数信息、阻力、轮轴作用力、车钩合力和横向力，计算得到车辆中每个轮轴的轴重时，可以不用考虑车辆的减速度和轮对角减速度的大小，进而避免列车中车辆减速度以及轮对角减速度造成的误差，提高轴重计算的准确性。而且本发明实施例的轨道列车动态轴重计算装置，可以考虑车辆所在路段存在坡度，也就是轨道与水平线存在角度的情况，适用性更加广泛。
图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图4所示，该实施例的终端设备400包括：处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序403，例如轨道列车动态轴重计算程序。所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述轨道列车动态轴重计算方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至104，所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图3所示模块31至34的功能。
示例性的，所述计算机程序403可以被分割成一个或多个程序模块，所述一个或者多个程序模块被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本发明。所述一个或多个程序模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序403在所述轨道列车动态轴重计算装置或者终端设备400中的执行过程。例如，所述计算机程序403可以被分割成获取模块31、第一计算模块32、第二计算模块33和轴重计算模块34，各模块具体功能如图3所示，在此不再一一赘述。
所述终端设备400可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器401、存储器402。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备400的示例，并不构成对终端设备400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，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器402可以是所述终端设备400的内部存储单元，例如终端设备400的硬盘或内存。所述存储器402也可以是所述终端设备400的外部存储设备，例如所述终端设备400上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器402还可以既包括所述终端设备400的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储所述计算机程序以及所述终端设备400所需的其他程序和数据。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也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计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轨道列车动态轴重计算方法，其特征在于，包括：
获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据所述参数信息计算所述车辆受到的阻力；
基于轮对转矩方程，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
根据所述参数信息、所述阻力和所述切向轮轨力，计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、所述车辆受到的车钩合力以及所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；
根据所述参数信息、所述阻力、所述轮轴作用力、所述车钩合力和所述横向力，计算所述车辆中每个轮轴的轴重；
所述基于轮对转矩方程，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力，包括：
对所述轮对转矩方程进行拉普拉斯变换及低通滤波，获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值；
根据所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
所述对所述轮对转矩方程进行拉普拉斯变换及低通滤波，获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，包括：
根据
Figure FDA0003819831930000011
获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值；
其中，
Figure FDA0003819831930000012
为所述轮对转矩方程，Tg为所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩，Tz为制动盘的制动力转矩，J为所述车辆中每个轮对对应的转动惯量，ω为所述车辆中每个轮对对应的轮对角速度，t为时间，
Figure FDA0003819831930000021
为所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，k为低通滤波器的截止频率，s为拉普拉斯算子。
2.如权利要求1所述的轨道列车动态轴重计算方法，其特征在于，所述参数信息包括所述车辆的加速度、所述车辆所在路段的坡度、所述车辆中每个轮对的质量和重力加速度；
计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力，包括：
根据fi′＝fi+mr(gsinθ-a),其中(i＝1,2,3,4)，计算每个轮对对应的轮轴作用力；
其中，fi′为所述车辆中第i个轮对对应的轮轴作用力，fi为所述车辆中第i个轮对对应的切向轮轨力，mr为所述车辆中每个轮对的质量，g为所述重力加速度，θ为所述车辆所在路段的坡度，a为所述车辆的加速度。
3.如权利要求2所述的轨道列车动态轴重计算方法，其特征在于，所述参数信息还包括所述车辆的车体重量和所述车辆中每个不包含轮对的转向架的质量；
计算所述车辆受到的车钩合力，包括：
根据
Figure FDA0003819831930000022
计算所述车辆受到的车钩合力；
其中，F为所述车辆受到的车钩合力，W为所述车辆的车体重量，m为所述车辆中每个不包含轮对的转向架的质量，F1为所述车辆受到的阻力。
4.如权利要求3所述的轨道列车动态轴重计算方法，其特征在于，计算所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力，包括：
根据
Figure FDA0003819831930000023
计算所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；
其中，F2为所述车辆的车体对所述车辆中第1个轮对和第2个轮对对应的转向架的横向力，F3为所述车辆的车体对所述车辆中第3个轮对和第4个轮对对应的转向架的横向力。
5.如权利要求4所述的轨道列车动态轴重计算方法，其特征在于，所述参数信息还包括所述车辆的车体重心高度、所述车辆受到的阻力的等效作用点到轨面的高度、所述车辆对应的车钩至轨面的高度、所述车辆的车体与转向架连接点至轨面的距离、所述车辆的不包含轮对的转向架重心至轨面的距离、所述车辆的两转向架中心距离、所述车辆的轴距和所述车辆中每个轮对的直径；
所述根据所述参数信息、所述阻力、所述轮轴作用力、所述车钩合力和所述横向力，计算所述车辆中每个轮轴的轴重，包括：
根据
Figure FDA0003819831930000031
计算所述车辆中每个轮轴的轴重；
其中，w1为所述车辆中第1个轮轴的轴重，w2为所述车辆中第2个轮轴的轴重，w3为所述车辆中第3个轮轴的轴重，w4为所述车辆中第4个轮轴的轴重，H2为所述车辆的车体重心高度，H1为所述车辆受到的阻力的等效作用点到轨面的高度，H为所述车辆对应的车钩至轨面的高度，h为所述车辆的车体与转向架连接点至轨面的距离，h1为所述车辆的不包含轮对的转向架重心至轨面的距离，L为所述车辆的两转向架中心距离，l为所述车辆的轴距，D为所述车辆中每个轮对的直径。
6.一种轨道列车动态轴重计算装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取轨道列车中任一车辆的参数信息，并根据所述参数信息计算所述车辆受到的阻力；
第一计算模块，用于基于轮对转矩方程，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
所述第一计算模块，用于对所述轮对转矩方程进行拉普拉斯变换及低通滤波，获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值；
根据所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，获得所述车辆中每个轮对对应的切向轮轨力；
所述第一计算模块，用于根据
Figure FDA0003819831930000041
获得所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值；
其中，
Figure FDA0003819831930000042
为所述轮对转矩方程，Tg为所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩，Tz为制动盘的制动力转矩，J为所述车辆中每个轮对对应的转动惯量，ω为所述车辆中每个轮对对应的轮对角速度，t为时间，
Figure FDA0003819831930000043
为所述车辆中每个轮对对应的轮轨力转矩估计值，k为低通滤波器的截止频率，s为拉普拉斯算子；
第二计算模块，用于根据所述参数信息、所述阻力和所述切向轮轨力，计算所述车辆中每个轮对对应的轮轴作用力、所述车辆受到的车钩合力以及所述车辆的车体对所述车辆中每个转向架的横向力；
轴重计算模块，用于根据所述参数信息、所述阻力、所述轮轴作用力、所述车钩合力和所述横向力，计算所述车辆中每个轮轴的轴重。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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