CN112829731B - 一种磁浮列车的制动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁浮列车的制动控制方法及装置，上述磁浮列车通过长定子同步直线电机牵引和制动，上述制动控制方法包括：确定磁浮列车的初始制动距离；根据长定子同步直线电机的定子段换步方法选择性地对初始制动距离进行补偿以确定参考制动距离；根据参考制动距离确定参考制动曲线；以及根据参考制动曲线与预设的限速曲线实时确定当前位置的参考速度，以对磁浮列车的制动进行控制。本发明还提供了用以实现上述制动控制方法的装置。根据本发明所提供的磁浮列车的制动控制方法及装置，解决了磁浮列车运行过程中由于动力变化所引发的运行控制不确定的问题，尤其是在控制列车制动的过程中，能够保证列车的精确制动，符合限速要求，实现精确停车。

Description

一种磁浮列车的制动控制方法及装置

技术领域

本发明涉及列车控制领域，尤其涉及由长定子直线电机提供牵引/制动力的磁浮列车的控制。

背景技术

磁悬浮列车是一种新型的轨道交通运输工具，利用电磁吸力或斥力来实现列车的悬浮和牵引。磁悬浮列车因为本身的悬浮特性与地面不接触，相比起传统的轮轨列车具有不受速度限制的优势，其最高速度可达(1000kM/h)以上。此外，磁悬浮列车还具有能耗小、运行维护简单方便等特点。使用长定子同步直线电机驱动磁悬浮列车运动是中高速磁浮列车的关键技术之一，研究高速磁悬浮牵引控制系统对于中高速磁浮列车应用有着重要的现实意义。

常导型高速磁浮系统是以长定子同步直线电机来牵引和制动的，在长定子线路布置的磁浮线路上，列车为电机的转子，其牵引系统布置在地面，其驱动电机的直线电机的定子部分安装在轨道线路中。为了减少电机损耗，设计时将轨道上的定子划分为多个定子段，当列车在不同的定子段上运行时，需要在不同的定子段间切换，也就是说，定子段按照列车的移动连接或断开变流器，以产生牵引力控制列车运行，实现电机运行的牵引和制动。根据磁浮线路牵引设计的不同，线路上的牵引系统通常通过电缆将定子段与变流器进行适当的连接，实现多个变流器向定子段供电，实现连续地牵引列车。其布置和连接方式包括：两步法、三步法、蛙跳法等。

其中，对于两步法，定子段交错布置且不串联，其同时与两个或四个变流器相连。其在换步过程中牵引力会下降到换步前的50％。请参考图1A，图1A示出了采用两步法进行定子段换步过程中的电流(可以体现牵引力)与时间的关系。

对于三步法，定子段交错布置且不串联，其同时与三个或六个变流器相连。其在换步过程中牵引力不会下降。请参考图1B，图1B示出了采用三步法进行定子段换步过程中的电流(可以体现牵引力)与时间的关系。

对于蛙跳法，定子段不交错且串联在一起，其同时与两个或四个变流器相连。其在换步过程中牵引力不会下降。请参考图1C，图1C示出了采用蛙跳法进行定子段换步过程中的电流(可以体现牵引力)与时间的关系。

也就是说，可以认为存在具有换步动力损失和不具有换步动力损失的两类换步方法。虽然类似于两步法的换步方法存在动力损失，但是两步法仍然存在接线节俭，硬件成本降低以及便于控制的优点。因此，现有的磁浮列车的定子段仍存在采用两步法实现定子段换步的情况。

当采用类似两步法的换步方法进行换步时，因其是在同一变流器供电下的切换，其相邻定子段之间必须在当前的定子段中的电流降低为零后才能切换到下一定子段，即前方的定子段开关再闭合，电流由零上升到所设定的值。在此过程中，牵引系统所生成的牵引力也存在减小和增大过程，因此存在切换过程中的动力损失。如果在列车需要减速制动的过程中存在定子段的换步，则按照两步法的换步方法，因电流下降，所产生的制动力减小，将导致列车超速运行或停车时冲标(即冲过预定的停车点)，容易造成危险，带来行车安全隐患。

有鉴于此，亟需要一种更为精准的磁浮列车的制动控制方法，能够避免由于不同的换步方法所引起动力损失导致的列车超速运行或停车冲标的问题，从而能够高效地控制磁浮列车的制动过程，消除行车安全隐患，保证磁浮列车的行车安全。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了避免现有技术中，在控制磁浮列车的制动过程中由于存在定子段换步，并且在定子段换步过程中存在动力损失而引起的列车超速运行或者停车冲标的问题，本发明提供了一种磁浮列车的制动方法，上述磁浮列车通过长定子同步直线电机牵引和制动，上述制动控制方法包括：

确定上述磁浮列车的初始制动距离S1；

根据上述长定子同步直线电机的定子段换步方法选择性地对上述初始制动距离S1进行补偿以确定参考制动距离S；

根据上述参考制动距离S确定参考制动曲线；以及

根据上述参考制动曲线与预设的限速曲线实时确定当前位置的参考速度，以基于上述参考速度对上述磁浮列车的制动进行控制。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，响应于上述定子段换步方法为不具有换步动力损失的第一换步方法，设定补偿制动距离S2为零，上述参考制动距离S为上述初始制动距离S1。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，响应于上述定子段换步方法为具有换步动力损失的第二换步方法，对上述初始制动距离S1进行补偿以确定参考制动距离S进一步包括：

根据换步动力损失计算补偿制动距离S2；以及

基于上述初始制动距离S1与上述补偿制动距离S2计算上述参考制动距离S。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，计算上述补偿制动距离S2进一步包括：

根据上述磁浮列车的当前速度V₀、当前制动减速度a₁、预设冲击率J₀以及定子段转换时间t₀计算在定子段换步过程中上述磁浮列车的运行距离为上述补偿制动距离S2。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，基于S2＝a₁ ³/24J₀ ²+V₀*t₀计算上述补偿制动距离S2。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，基于上述初始制动距离S1与上述补偿制动距离S2计算上述参考制动距离S进一步包括：

响应于上述初始制动距离S1小于等于上述补偿制动距离S2，取上述初始制动距离S1为上述参考制动距离S；以及

响应于上述初始制动距离S1大于上述补偿制动距离S2，获取定子段换步的间隙距离S0；基于上述初始制动距离S1与上述间隙距离S0计算换步次数n；根据S＝S1-n*S2计算上述参考制动距离S。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，上述间隙距离S0大于上述磁浮列车的站台长度。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，确定上述磁浮列车的初始制动距离S1进一步包括：

根据上述磁浮列车的当前位置以及预设的目标低速点位置确定上述初始制动距离S1。

在上述制动控制方法的一实施例中，可选的，确认当前位置的参考速度进一步包括：

根据上述制动曲线获取当前位置的制动曲线速度；

根据上述限速曲线获取当前位置的限速速度；以及

取当前位置的制动曲线速度与限速速度中的较小值为上述参考速度。

本发明还提供了一种磁浮列车的制动控制装置，上述磁浮列车通过长定子同步直线电机牵引和制动，上述制动控制装置包括处理器以及存储器，上述处理器被配置为：

确定上述磁浮列车的初始制动距离S1；

根据上述长定子同步直线电机的定子段换步方法选择性地对上述初始制动距离S1进行补偿以确定参考制动距离S；

根据上述参考制动距离S确定参考制动曲线；以及

根据上述参考制动曲线与预设的限速曲线实时确定当前位置的参考速度，以基于上述参考速度对上述磁浮列车的制动进行控制。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，响应于上述定子段换步方法为不具有换步动力损失的第一换步方法，上述处理器被配置为设定补偿制动距离S2为零，上述参考制动距离S为上述初始制动距离S1。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，响应于上述定子段换步方法为具有换步动力损失的第二换步方法，上述处理器对上述初始制动距离S1进行补偿以确定参考制动距离S进一步包括：

根据换步动力损失计算补偿制动距离S2；以及

基于上述初始制动距离S1与上述补偿制动距离S2计算上述参考制动距离S。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，上述处理器计算上述补偿制动距离S2进一步包括：

根据上述磁浮列车的当前速度V₀、当前制动减速度a₁、预设冲击率J₀以及定子段转换时间t₀计算在定子段换步过程中上述磁浮列车的运行距离为上述补偿制动距离S2。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，上述处理器基于S2＝a₁ ³/24J₀ ²+V₀*t₀计算上述补偿制动距离S2。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，上述处理器基于上述初始制动距离S1与上述补偿制动距离S2计算上述参考制动距离S进一步包括：

响应于上述初始制动距离S1小于等于上述补偿制动距离S2，取上述初始制动距离S1为上述参考制动距离S；以及

响应于上述初始制动距离S1大于上述补偿制动距离S2，获取定子段换步的间隙距离S0；基于上述初始制动距离S1与上述间隙距离S0计算换步次数n；根据S＝S1-n*S2计算上述参考制动距离S。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，上述间隙距离S0大于上述磁浮列车的站台长度。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，上述处理器确定上述磁浮列车的初始制动距离S1进一步包括：

获取上述磁浮列车的当前位置信息；

获取预设的目标低速点位置信息；以及

基于上述磁浮列车的当前位置以及预设的目标低速点位置确定上述初始制动距离S1。

在上述制动控制装置的一实施例中，可选的，上述处理器确认当前位置的参考速度进一步包括：

根据上述制动曲线获取当前位置的制动曲线速度；

根据上述限速曲线获取当前位置的限速速度；以及

取当前位置的制动曲线速度与限速速度中的较小值为上述参考速度。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上述制动控制方法的任一实施例所描述的步骤。

根据本发明所提供的磁浮列车的制动控制方法及装置，通过区分不同的换步方法，并且对应不同的换步方法设定对应的制动曲线，解决了磁浮列车运行过程中由于动力的变化所引发的运行控制的不确定性，尤其是在控制列车制动的过程中，能够保证列车的精确制动，符合限速要求，并且能够实现精确停车。从而能够消除行车安全隐患，保证磁浮列车的行车安全。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1A-1C示出了磁浮列车采用不同的换步方法进行定子段换步过程中的电流(牵引力)与时间的关系。

图2示出了本发明所提供的制动方法所构架的自动运行控制系统。

图3示出了根据现有技术所得到的限速曲线和制动曲线的示意图。

图4示出了本发明所提供的制动方法的流程图。

图5示出了根据本发明所得到的限速曲线和制动曲线的示意图。

图6示出了本发明所提供的制动控制装置的示意图。

附图标记

600 制动控制装置

601 处理器

602 存储器

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

首先请参考图2，图2示出了本发明所提供的磁浮列车的制动方法所构架的自动运行控制系统。其中，对于传统的列车自动运行过程中，在参考速度计算单元，将结合速度-距离曲线来获取参考速度。速度-距离曲线或者说参考速度可结合速度/位置修正计算单元所反馈的位置信息按照既定的公式进行，从而在确定了参考速度后，由系统的速度跟踪计算单元和牵引/制动指令补偿计算单元计算相应的目标指令/指令值，实现速度的闭环控制。

更为具体的，速度跟踪计算单元根据计算所得的参考速度和当前实际速度V₀的差值，通过PID跟踪算法，计算出对速度差值的控制力，进而通过牵引/制动指令补偿计算单元，补偿线路阻力、设备阻力等因子，输出对目标速度的精确控制力给动力系统单元。最终动力系统单元实施列车运行，其列车运行的实际效果，通过位置/速度修正补偿计算单元采集输入，实现整个列车运动学过程的控制。可以理解的，上述的速度/位置修正计算单元、速度跟踪计算单元以及牵引/制动指令补偿计算单元可以通过现有或将有的技术实现，上述各单元的实现方法并非对本发明的限定。

可以参考图3来一并理解上述的速度-距离曲线，由于在本发明中更为强调在制动过程中的速度-距离关系，因此，在本文中，当出现制动曲线时，本领域技术人员应当明白其本质是速度-距离曲线。通常而言，控制列车常规行驶的运行程序将以速度-距离曲线的形式呈现。进而在列车运行过程中，尽可能的使列车的车速变化趋近于所述的速度-距离曲线。速度-距离曲线意味着车速控制的标的。对于车速控制的目标，就是使车速的变化尽可能与速度-距离曲线相吻合。

制动曲线即为制动距离和速度的二维曲线，根据制动距离和公式S＝V₀ ²-V_t ²/2a₀，自前方低限速点的预设限制速度V_t往车头方向反算V₀(即参考速度)，当V₀和系统存储器已存线路限速，即图中的横限速相交时，形成列车运行的实际参考速度曲线。

图3中还一并示出了预设的列车运行的限速曲线。在此限速情况下，列车所能承受的冲击率，限制了列车的正负加速度极值；而动力因素制约了列车牵引力和制动力的极值。所述制动曲线正是在这些制约条件下计算得到的优选结果。具体计算方式可依据常规的物理学及数学原理，在此不作赘述。

请继续参考图3，如上所描述的，在磁浮列车运行过程中，牵引系统通过蛙跳法、两步法和三步法的动力提供牵引制动，其切换需将一端的定子段中电流降为零后，才能切换到下一定子段。其中蛙跳法和三步法在定子段换步的过程中，因属于不同的变流器供电，其电流加载可以不同定子段同时进行，因为其没有动力损失。而两步法在换步过程中，因其是在同一变流器供电下的切换，其相邻定子段之间必须一方电流将为零后才能切换到下一定子段，因此其存在切换过程中的动力损失。若此时列车减速制动时，因电流下降，而产生制动力减小，将导致超速或停车时冲标(请参考图3所示意的)。因此磁浮列车的制动控制不同于城轨等轮轨车辆的制动过程。

因此，本发明提供了一种磁浮列车的制动方法，请参考图4来理解本发明所提供的制动方法的流程。如图4所示出的，本发明所提供的制动方法包括：步骤S402：确定磁浮列车的初始制动距离；步骤S404：根据定子段换步方法选择性地对初始制动距离进行补偿以确定参考制动距离；步骤S406：根据参考制动距离确定参考制动曲线；以及步骤S408：根据参考制动曲线与限速曲线确定当前位置的参考速度。

进一步的，在上述步骤S402中，首先需要确定磁浮列车的初始制动距离S1，从而能够为后续得到参考制动距离、绘制制动曲线以及确定参考速度提供可能。具体的，在一实施例中，当判断出列车前方存在较低的目标速度后，可以通过如图2所示出的速度/位置修正计算单元获取得到的列车的车头位置信息，结合低限速目标点的位置信息，反向地计算出该初始制动距离S1。也就是说，初始制动距离S1是根据前方的低限速点Vt到当前车头的位置计算的，Vt可以是根据已有线路数据中的低限速点，或者可以是停车点(Vt＝0)获取的。将获取的S，Vt作为输入，可以通过S＝V₀ ²-V_t ²/2a₀来计算V0，V0即为列车当前运行的参考速度，以使后续控制系统需要根据参考速度调整牵引/制动指令的依据，根据多个距离点的参考速度，能够绘制出参考速度-距离的制动曲线。

随后，在步骤S404中，需要根据驱动磁浮列车的长定子直线电机的定子段换步方法来选择性地对上述初始制动距离S1进行补偿、修正，从而能够使得用以绘制制动曲线的制动距离是准确、合理的，能够避免现有技术中的列车超速、停车冲标问题。

具体的，在步骤S404中，首先需要确定长定子直线电机的定子段换步方法。在一实施例中，获取磁浮列车的定子段换步方法主要包括获取磁浮列车的配置信息。通常来说，在列车和相应的控制系统完成布局的情况下，对于磁浮列车的定子段换步方法会通过配置文件记载，因此，通过读取相应的配置文件能够获取当前的磁浮列车的定子段换步方法，从而能够基于定子段换步方法进行后续处理。

如上所描述的，线路上不同牵引分区定子段的换步方式主要可以分为三步法、蛙跳法等换步时不存在动力损失的换步方法，以及两步法等存在动力损失的换步方法。对于不同的换步方法，需要采用的不同的制动方法，从而能够改善由于换步过程中的动力损失而导致的车辆超速或者停车冲标的问题。

在步骤S404的一实施例中，响应于长定子直线电机的定子段换步方法为不具有动力损失的第一换步方法，例如：三步法、蛙跳法等，认为可以不用对初始制动距离S1进行补偿，或者说，为了控制的统一性，可以设置补偿制动距离S2＝0，同样能够起到将初始制动距离S1确定为用以绘制制动曲线的参考制动距离S。

在步骤S404的另一实施例中，响应于判断出列车的换步方法为两步法等具有动力损失的换步方法后，需要额外地进行补偿制动距离的计算，从而能够根据补偿后的参考制动距离绘制合适的制动曲线，以确保列车的行车安全。

具体的，在上述的实施例中，需要根据磁浮列车的当前速度V₀、当前实际使用的制动减速度a₁、预设冲击率J₀计算在定子段电流损失50％的时间t(请参见图1A来理解定子段电流损失50％的时间t)和转换时间t₀(请参见图1A来理解转换时间t₀)内，需补偿的补偿制动距离S2。

其中S2＝1/6*J₀*t³*2+V₀*t₀＝1/3*J₀*(a₁/2/J₀)³+V₀*t₀＝a₁ ³/24J₀ ²+V₀*t₀

在计算得到补偿制动距离S2后，还需要进一步比较初始制动距离S1和所计算的补偿制动距离S2的大小，响应于S1小于S2，确定列车的实际参考制动距离S＝S1。

响应于S1大于等于S2，确定列车的实际参考制动距离S＝S1-n*S2。此时，还需要进一步计算n，当磁浮列车处于两步法定子段运行时，假设定子段换步的间隙距离为S0，S0＝定子段长度/2。假设S1的制动距离内有n个S0，则n＝S1/S0，计算向上取整。

当确定了参考制动距离S后，执行步骤S406，根据参考制动距离S确定参考制动曲线。在一实施例中，可以根据参考制动距离S、目标速度Vt和常用制动减速度a₀，根据前述的传统的制动曲线计算方式即可以通过S＝V₀ ²-V_t ²/2a₀来计算列车的参考速度V0，以计算当前位置处的参考制动曲线。进一步地，还可以根据多个距离点的参考速度，绘制出参考速度-距离的制动曲线，以使列车的控制系统按此制动曲线控制列车运行。本领域技术人员应当知道制动曲线的绘制可以通过现有或将有的方法实现，在本发明并不作限定。

在确定了制动曲线后，执行步骤S408，在步骤S408中，系根据制动曲线以及预设的限速曲线实时确认当前位置的参考速度。具体的，根据制动曲线获取当前位置的制动曲线速度；根据限速曲线获取当前位置的限速速度；以及取当前位置的制动曲线速度与限速速度中的较小值为参考速度。

可以理解的是，在本发明所提供的制动方法中，制动距离为列车从当前速度制动至目标速度过程中，列车所运行经过的距离。因此，当换步过程有存在动力损失时，需要调整较小的制动距离，从而使得参考速度下降得较快。也就是说，对应于同一个位置，按照补偿后的制动距离所确定的制动曲线得到的参考速度要比没有经过补偿的制动距离所确定的制动曲线得到的参考速度来得更小，从而在后续的控制中，能够更好地控制补偿的牵引/制动力，以此改善由于换步过程中的动力损失导致的列车超速或者停车冲标的问题。

在依据参考制动曲线获得的参考速度后，即得到图2参考速度计算单元的输出-参考速度，能够进一步地根据速度跟踪计算单元、牵引制动指令补偿单元计算所需的牵引制动指令(力或力的百分比等)，可以对列车的牵引/制动系统进行控制，从而保证列车按照补偿后的制动曲线进行运行。

对于上述存在动力损失的两步法等换步方法，虽然已经可以通过上述的方法实现制动距离的补偿，从而能够弥补由于换步过程中的动力损失导致的车辆超速或者停车冲标问题，但是如果列车的定子段换步位于站台区域，当列车执行站台停车时，定子段换步增加了站台停车的不可控性。因此在定子段布置时，预先设置S0长度需大于站台区域的长度，且定子段换步在进入站台区域前完成，站台区域不存在定子段换步，从而实现站台停车时牵引/制动力的可控性。

请参考图5来理解本发明所提供的制动方法在定子段换步采用两步法等存在动力损失的换步方法时，通过补偿制动距离调整制动曲线，从而改进参考速度。另外一方面，通过预先调整定子段间隙与站台区域的长度，避免了在执行站台停车时的定子段换步。经由本发明所提供的制动方法，能够有效地改善由于换步过程中存在动力损失而导致的列车超速与停车超标问题，能够使得列车的运行精确可控，提高了行车安全。

本发明还提供了一种磁浮列车的制动控制装置，请参考图6，图6示出了制动装置的示意图。如图6所示，上述制动控制装置600包括处理器601和存储器602。上述制动控制装置600的处理器601在执行存储器602上存储的计算机程序时能够实现上述所描述的制动方法，具体请参考上述关于制动方法的描述，在此不再赘述。

进一步的，可以理解的是，上述的制动控制装置600在一实施例中还可以构架于如图2所示出的参考速度计算单元中，用以实时确认当前位置的参考速度后输出参考速度给后续的速度跟踪计算单元以及牵引/制动指令计算单元，以便根据列车的运行情况调整所需要的牵引/制动力。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上述制动控制方法的任一实施例所描述的步骤。

根据本发明所提供的磁浮列车的制动控制方法及装置，通过区分不同的换步方法，并且对应不同的换步方法设定对应的制动曲线，解决了磁浮列车运行过程中由于动力的变化所引发的运行控制的不确定性，尤其是在控制列车制动的过程中，能够保证列车的精确制动，符合限速要求，并且能够实现精确停车。从而能够消除行车安全隐患，保证磁浮列车的行车安全。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“耦接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (17)

1.一种磁浮列车的制动控制方法，所述磁浮列车通过长定子同步直线电机牵引和制动，其特征在于，所述制动控制方法包括：

确定所述磁浮列车的初始制动距离S1；

根据所述长定子同步直线电机的定子段换步方法和所述初始制动距离S1确定参考制动距离S；

根据所述参考制动距离S确定参考制动曲线；以及

根据所述参考制动曲线与预设的限速曲线实时确定当前位置的参考速度，以基于所述参考速度对所述磁浮列车的制动进行控制；其中

响应于所述定子段换步方法为不具有换步动力损失的第一换步方法，确定所述参考制动距离S为所述初始制动距离S1；或者

响应于所述定子段换步方法为具有换步动力损失的第二换步方法，对所述初始制动距离S1进行补偿以确定所述参考制动距离S。

2.如权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，响应于所述定子段换步方法为具有换步动力损失的第二换步方法，对所述初始制动距离S1进行补偿以确定所述参考制动距离S进一步包括：

根据换步动力损失计算补偿制动距离S2；以及

基于所述初始制动距离S1与所述补偿制动距离S2计算所述参考制动距离S。

3.如权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，计算所述补偿制动距离S2进一步包括：

根据所述磁浮列车的当前速度V₀、当前制动减速度a₁、预设冲击率J₀以及定子段转换时间t₀计算在定子段换步过程中所述磁浮列车的运行距离为所述补偿制动距离S2。

4.如权利要求3所述的制动控制方法，其特征在于，基于S2＝a₁ ³/24J₀ ² +V₀*t₀计算所述补偿制动距离S2。

5.如权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，基于所述初始制动距离S1与所述补偿制动距离S2计算所述参考制动距离S进一步包括：

响应于所述初始制动距离S1小于等于所述补偿制动距离S2，取所述初始制动距离S1为所述参考制动距离S；以及

响应于所述初始制动距离S1大于所述补偿制动距离S2，获取定子段换步的间隙距离S0；基于所述初始制动距离S1与所述间隙距离S0计算换步次数n；根据S＝S1-n*S2计算所述参考制动距离S。

6.如权利要求5所述的制动控制方法，其特征在于，所述间隙距离S0大于所述磁浮列车的站台长度。

7.如权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，确定所述磁浮列车的初始制动距离S1进一步包括：

根据所述磁浮列车的当前位置以及预设的目标低速点位置确定所述初始制动距离S1。

8.如权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，确认当前位置的参考速度进一步包括：

根据所述参考制动曲线获取当前位置的制动曲线速度；

根据所述限速曲线获取当前位置的限速速度；以及

取当前位置的制动曲线速度与限速速度中的较小值为所述参考速度。

9.一种磁浮列车的制动控制装置，所述磁浮列车通过长定子同步直线电机牵引和制动，所述制动控制装置包括处理器以及存储器，其特征在于，所述处理器被配置为：

确定所述磁浮列车的初始制动距离S1；

根据所述长定子同步直线电机的定子段换步方法和所述初始制动距离S1确定参考制动距离S；

根据所述参考制动距离S确定参考制动曲线；以及

根据所述参考制动曲线与预设的限速曲线实时确定当前位置的参考速度，以基于所述参考速度对所述磁浮列车的制动进行控制；其中

响应于所述定子段换步方法为不具有换步动力损失的第一换步方法，确定所述参考制动距离S为所述初始制动距离S1；或者

响应于所述定子段换步方法为具有换步动力损失的第二换步方法，对所述初始制动距离S1进行补偿以确定所述参考制动距离S。

10.如权利要求9所述的制动控制装置，其特征在于，响应于所述定子段换步方法为具有换步动力损失的第二换步方法，所述处理器对所述初始制动距离S1进行补偿以确定所述参考制动距离S进一步包括：

根据换步动力损失计算补偿制动距离S2；以及

基于所述初始制动距离S1与所述补偿制动距离S2计算所述参考制动距离S。

11.如权利要求10所述的制动控制装置，其特征在于，所述处理器计算所述补偿制动距离S2进一步包括：

根据所述磁浮列车的当前速度V₀、当前制动减速度a₁、预设冲击率J₀以及定子段转换时间t₀计算在定子段换步过程中所述磁浮列车的运行距离为所述补偿制动距离S2。

12.如权利要求11所述的制动控制装置，其特征在于，所述处理器基于S2＝a₁ ³/24J₀ ² +V₀*t₀计算所述补偿制动距离S2。

13.如权利要求10所述的制动控制装置，其特征在于，所述处理器基于所述初始制动距离S1与所述补偿制动距离S2计算所述参考制动距离S进一步包括：

响应于所述初始制动距离S1小于等于所述补偿制动距离S2，取所述初始制动距离S1为所述参考制动距离S；以及

响应于所述初始制动距离S1大于所述补偿制动距离S2，获取定子段换步的间隙距离S0；基于所述初始制动距离S1与所述间隙距离S0计算换步次数n；根据S＝S1-n*S2计算所述参考制动距离S。

14.如权利要求13所述的制动控制装置，其特征在于，所述间隙距离S0大于所述磁浮列车的站台长度。

15.如权利要求9所述的制动控制装置，其特征在于，所述处理器确定所述磁浮列车的初始制动距离S1进一步包括：

获取所述磁浮列车的当前位置信息；

获取预设的目标低速点位置信息；以及

基于所述磁浮列车的当前位置以及预设的目标低速点位置确定所述初始制动距离S1。

16.如权利要求9所述的制动控制装置，其特征在于，所述处理器确认当前位置的参考速度进一步包括：

根据所述参考制动曲线获取当前位置的制动曲线速度；

根据所述限速曲线获取当前位置的限速速度；以及

取当前位置的制动曲线速度与限速速度中的较小值为所述参考速度。

17.一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如权利要求1-8中任一项所述制动控制方法的步骤。

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