CN113734239B - 轨道车辆及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道车辆及其控制方法，轨道车辆控制方法包括以下步骤：获取轨道车辆的运行状态指令；获取牵引控制单元反馈的第一运行状态信息；获取速度检测装置反馈的第二运行状态信息；比较第一运行状态信息和第二运行状态信息中的至少一个与运行状态指令以判断轨道车辆是否溜逸。根据本发明的轨道车辆控制方法，牵引控制单元与速度检测装置可以互相校核，从而可以更加准确地判断轨道车辆的实际运行状态，极大地降低了误判率，保证了轨道车辆的正常运行。而且，当牵引控制单元或速度检测装置中的其中一个出现故障时，牵引控制单元或速度检测装置中的另一个仍然可以反馈轨道车辆的实际运行状态信息，提高了判断轨道车辆是否溜逸的可靠性。

Description

轨道车辆及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种轨道车辆及其控制方法。
背景技术
随着我国城市化建设速度的加快和人们生活水平的提高，城市道路拥堵问题已经成为困扰城市发展的重要因素。因此，发展城市轨道交通成为解决城市拥堵问题的必然选择。相关技术中，溜逸是轨道车辆行车安全的一项重要风险点。然而，现有的判断轨道车辆是否溜逸的方法的误判率较高，当出现误判时，会影响轨道车辆的正常运行。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种轨道车辆控制方法，所述轨道车辆控制方法可以降低判断轨道车辆是否溜逸的误判率，保证轨道车辆的正常运行。
本发明的另一个目的在于提出一种采用上述轨道车辆控制方法的轨道车辆。
根据本发明第一方面实施例的轨道车辆控制方法，包括以下步骤：获取所述轨道车辆的运行状态指令；获取牵引控制单元反馈的第一运行状态信息；获取速度检测装置反馈的第二运行状态信息；将所述第一运行状态信息和所述第二运行状态信息中的至少一个与所述运行状态指令进行比较以判断所述轨道车辆是否溜逸。
根据本发明实施例的轨道车辆控制方法，通过获取牵引控制单元反馈的第一运行状态信息和速度检测装置反馈的第二运行状态信息，并且比较第一运行状态信息和第二运行状态信息中的至少一个与运行状态指令以判断轨道车辆是否溜逸，牵引控制单元与速度检测装置可以互相校核，从而可以更加准确地判断轨道车辆的实际运行状态，极大地降低了误判率，保证了轨道车辆的正常运行。而且，当牵引控制单元或速度检测装置中的其中一个出现故障时，牵引控制单元或速度检测装置中的另一个仍然可以反馈轨道车辆的实际运行状态信息，提高了判断轨道车辆是否溜逸的可靠性。
根据本发明的一些实施例，所述比较所述第一运行状态信息和所述第二运行状态信息中的所述至少一个与所述运行状态指令具体包括：判断所述速度检测装置是否故障，如果判断结果为是，以所述第一运行状态信息作为所述轨道车辆的实际运行状态信息；如果判断结果为否，以所述第二运行状态信息作为所述轨道车辆的实际运行状态信息；比较所述实际运行状态信息与所述运行状态指令以判断所述轨道车辆是否溜逸。
根据本发明的一些实施例，判断所述速度检测装置是否故障具体包括：获取所述速度检测装置反馈的第一频率和第二频率；当所述第一频率和所述第二频率的差值大于预设频率差值时，则认为所述速度检测装置故障；否则，认为所述速度检测装置正常。
根据本发明的一些实施例，所述预设频率差值为1000Hz。
根据本发明的一些实施例，判断所述速度检测装置是否故障具体包括：获取所述速度检测装置反馈的第一速度信息；获取所述牵引控制单元反馈的第二速度信息；所述第一速度信息为零且所述第二速度信息为第一预设速度值时，所述速度检测装置故障；否则，认为所述速度检测装置正常。
根据本发明的一些实施例，所述第一预设速度值为v1，其中所述v1满足：3km/h≤v1≤7km/h。
根据本发明的一些实施例，所述v1进一步满足：v1＝5km/h。
根据本发明的一些实施例，当所述轨道车辆处于惰行状态或制动状态时，如果所述轨道车辆的速度大于所述第二预设速度值v2，且所述轨道车辆的溜行距离大于预定距离L时，则认为所述轨道车辆溜逸。
根据本发明的一些实施例，所述第二预设速度值v2为5km/h。
根据本发明的一些实施例，所述L满足：30cm≤L≤100cm。
根据本发明的一些实施例，当所述轨道车辆溜逸时，执行强制制动指令；所述强制制动指令包括：向所述牵引控制单元发送制动信号；所述牵引控制单元根据所述轨道车辆的载荷计算制动力，并向所述列车控制与管理系统反馈电制动力的实际执行值；所述列车控制与管理系统将所述实际执行值发送至所述制动控制单元；所述制动控制单元根据所述实际执行值补偿机械制动力。
根据本发明的一些实施例，当所述轨道车辆为牵引状态时，再次获取所述轨道车辆的实际运行状态信息；判断所述实际运行状态信息与所述运行状态指令是否一致；如果判断结果为是，缓解强制制动。
根据本发明的一些实施例，当所述轨道车辆的速度为零时，如果接收到停车制动信号，所述强制制动缓解。
根据本发明第二方面实施例的轨道车辆，采用根据本发明上述第一方面实施例的轨道车辆控制方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的轨道车辆控制方法的流程示意图；
图2是比较第一运行状态信息和第二运行状态信息中的至少一个与运行状态指令的流程示意图；
图3是根据本发明一个实施例的判断速度检测装置是否故障的流程示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的判断速度检测装置是否故障的流程示意图；
图5是根据本发明实施例的强制制动指令的流程示意图；
图6是根据本发明实施例的缓解强制制动的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图6描述根据本发明第一方面实施例的轨道车辆控制方法。需要说明的是，本申请中的步骤序号例如S1、S2、S3、S4等仅为了便于描述本方案，不能理解为对步骤的顺序限定。也就是说，例如步骤S1、S2、S3、S4的执行顺序可以根据实际需求具体确定，不仅限于按照S1-S4的顺序进行控制。
如图1所示，根据本发明第一方面实施例的轨道车辆控制方法，包括以下步骤：
S1、获取轨道车辆的运行状态指令。
例如，轨道车辆的运行状态指令可以包括惰行状态、制动状态和牵引状态，司机可以通过司机操控台发出运行状态指令，TCMS(Train Control and Management System，列车控制与管理系统)可以接收司机发出的运行状态指令。
S2、获取牵引控制单元TCU(Traction Control Unit)反馈的第一运行状态信息。
例如，在上述步骤S2中，TCU在轨道车辆硬件安装完成后就可以反馈电机的转向信息以及转速信息，TCU通过CAN(控制器局域网络)报文向TCMS发送转速。通过电机的转向信息以及转速信息可以获取轨道车辆的第一运行状态信息。第一运行状态信息反馈的是轨道车辆的实际运行状态信息。
S3、获取速度检测装置反馈的第二运行状态信息。
例如，在上述步骤S3中，速度检测装置可以为速度传感器。其中，速度检测装置可以反馈轨道车辆的方向参数和车速。通过速度检测装置检测到的方向参数和车速可以获取第二运行状态信息。第二运行状态信息同样反馈的是轨道车辆的实际运行状态信息。第二运行状态信息和第一运行状态信息可以相互参考，从而使牵引控制单元或速度检测装置可以互相校核。
S4、将第一运行状态信息和第二运行状态信息中的至少一个与运行状态指令进行比较以判断轨道车辆是否溜逸。也就是说，可以仅比较第一运行状态信息与运行状态指令，也可以仅比较第二运行状态信息与运行状态指令，还可以比较第一运行状态信息与运行状态指令且比较第二运行状态信息与运行状态指令。
例如，当运行状态指令为牵引指令时，可以通过比较第一运行状态信息反馈的轨道车辆的实际运行方向与运行状态指令是否一致判断轨道车辆是否溜逸。具体地，例如，当轨道车辆的运行状态指令为向前行驶时，此时如果第一运行状态信息反馈的轨道车辆的实际运行方向为向后行驶，则可以判断轨道车辆溜逸；如果第一运行状态信息反馈的轨道车辆的实际方向也为向前行驶，则轨道车辆正常运行。
其中，轨道车辆的运行状态指令可以通过头端钥匙和尾端钥匙来判断。例如，在轨道车辆的运行过程中，两端的车辆须区分头车和尾车，头车的钥匙为头端钥匙，尾车的钥匙为尾端钥匙。当头端钥匙向前或尾端钥匙向后时，则轨道车辆的向前运行；当头端钥匙向后或尾端钥匙向前时，则轨道车辆向后运行。
由此，通过上述步骤S1-S4，通过牵引控制单元反馈的第一运行状态信息和速度检测装置反馈的第二运行状态信息均可以得知轨道车辆的实际运行状态信息，从而可以比较第一运行状态信息和/或第二运行状态信息与运行状态指令判断轨道车辆是否溜逸，可以降低误判率。而且，当牵引控制单元或速度检测装置中的其中一个出现故障时，牵引控制单元或速度检测装置中的另一个仍然可以反馈轨道车辆的实际运行状态信息，提高了判断轨道车辆是否溜逸的可靠性。
根据本发明实施例的轨道车辆控制方法，通过获取牵引控制单元反馈的第一运行状态信息和速度检测装置反馈的第二运行状态信息，并且比较第一运行状态信息和第二运行状态信息中的至少一个与运行状态指令以判断轨道车辆是否溜逸，牵引控制单元与速度检测装置可以互相校核，从而可以更加准确地判断轨道车辆的实际运行状态，极大地降低了误判率，保证了轨道车辆的正常运行。而且，当牵引控制单元或速度检测装置中的其中一个出现故障时，牵引控制单元或速度检测装置中的另一个仍然可以反馈轨道车辆的实际运行状态信息，提高了判断轨道车辆是否溜逸的可靠性。
在本发明的一些实施例中，参照图2，上述比较第一运行状态信息和第二运行状态信息中的至少一个与运行状态指令具体包括：
S41、判断速度检测装置是否故障；
S42、如果判断结果为是，以第一运行状态信息作为轨道车辆的实际运行状态信息；
S43、如果判断结果为否，以第二运行状态信息作为轨道车辆的实际运行状态信息；
S44、比较实际运行状态信息与运行状态指令以判断轨道车辆是否溜逸。
由此，通过上述S41-S44，可以保证轨道车辆的实际运行状态信息的准确性，避免因速度检测装置故障而出现误判，从而可以进一步提高判断轨道车辆是否溜逸的可靠性。
在本发明的一些可选实施例中，结合图3，判断速度检测装置是否故障具体包括：
S411、获取速度检测装置反馈的第一频率和第二频率。
其中，在上述步骤S411中，速度检测装置可以输出两路信号，两路信号反馈的频率值分别为第一频率和第二频率。这里，需要说明的是，速度检测装置的具体结构和原理已为本领域的技术人员所熟知，在此不再赘述。
S412、当第一频率和第二频率的差值大于预设频率差值时，则认为速度检测装置故障；否则，认为速度检测装置正常。
例如，在正常情况下，速度检测装置的两路信号反馈的第一频率和第二频率的差值小于等于预设频率差值。当第一频率和第二频率的差值大于预设频率差值时，说明速度检测装置故障，此时以第一运行状态信息作为轨道车辆的实际运行状态信息。由此，通过上述步骤S411和S412，可以有效判断速度检测装置是否故障，使轨道车辆的实际运行状态信息可以更加准确，从而可以进一步降低误判率，避免影响轨道车辆的正常运行。可选地，预设频率差值可以为1000Hz。但不限于此。
当然，本发明不限于此，在本发明的另一些可选实施例中，参照图4，判断速度检测装置是否故障还可以具体包括：
S413、获取速度检测装置反馈的第一速度信息；
S414、获取牵引控制单元反馈的第二速度信息；
S415、第一速度信息为零且第二速度信息为第一预设速度值时，速度检测装置故障；否则，认为速度检测装置正常。
在上述步骤S415中，当第一速度信息为零时，则速度检测装置反馈的轨道车辆的车速为零。当第二速度信息为第一预设速度值时，说明电机在运转，且轨道车辆的车速为第一预设速度值。因此，速度减速装置反馈的第一速度信息有误，说明速度检测装置故障。由此，通过上述步骤S413-S415，同样可以有效判断速度检测装置是否故障，使轨道车辆的实际运行状态信息可以更加准确，从而可以进一步降低误判率，保证轨道车辆的正常运行。
可选地，第一预设速度值为v1，其中v1满足：3km/h≤v1≤7km/h。具体地，例如，当v1＜3km/h时，第一预设速度值过小，由于第一速度信息为零，第二速度信息与第一速度信息较为接近，此时无法确定速度检测装置故障；当第一预设速度值为v1＞7km/h，第一预设速度值过大，可能不能及时判断轨道车辆是否溜逸，从而导致不能及时采取相应的措施，影响轨道车辆的运行安全性。由此，通过使3km/h≤v1≤7km/h，可以及时且准确地判断速度检测装置是否故障，从而保证轨道车辆的运行安全性。其中，v1可以为5km/h。但不限于此。
在本发明的一些实施例中，当轨道车辆处于惰行状态或制动状态时，如果轨道车辆的速度大于第二预设速度值v2，且轨道车辆的溜行距离大于预定距离L时，则认为轨道车辆溜逸。如此设置，可以进一步保证判断轨道车辆溜逸的准确性和可靠性，降低误判率，在保证轨道车辆的运行安全的同时，避免影响轨道车辆的正常运行。其中，第二预设速度值v2可以为5km/h。
在本发明的一些实施例中，L满足：30cm≤L≤100cm。具体地，例如，当L＜30cm时，预定距离过小，此时轨道车辆的溜行距离可能为正常溜行距离，从而可能会出现误判；当L＞100cm时，预定距离过大，当轨道车辆的溜行距离大于预定距离时，轨道车辆的溜行距离过大，不能及时判断轨道车辆是否溜逸，影响轨道车辆的行车安全性。由此，通过使L满足：30cm≤L≤100cm，在降低误判率的同时，可以保证轨道车辆的运行安全性，避免溜行距离过大而发生事故。其中，L优选为50cm。
在本发明的一些实施例中，结合图4，轨道车辆溜逸时，执行强制制动指令。具体地，强制制动指令包括：
S5、向牵引控制单元发送制动信号。
例如，当轨道车辆溜逸时，TCMS可以触发溜逸故障报警并向牵引控制单元发送最大级位。其中，最大级位对应最大的制动需求，也就是说，当级位为100％时，轨道车辆的制动需求最大。换言之，当级位为100％时，轨道车辆需要的制动减速度最大。
S6、牵引控制单元根据轨道车辆的载荷计算制动力，并向TCMS反馈电制动力的实际执行值；
S7、TCMS将实际执行值发送至制动控制单元BCU(Brake Control Unit)；
S8、BCU根据实际执行值补偿机械制动力。
其中，在上述步骤S6-S8中，TCU可以提供电制动力，BCU可以提供机械制动力。例如，当轨道车辆高速运行时，当轨道车辆溜逸时，向TCU发送最大级位，如果TCU可以提供轨道车辆需求的最大制动力，则此时无需BCU补偿机械制动力；当TCU提供的实际电制动力小于轨道车辆需求的最大制动力，则此时向BCU需要根据电制动力的实际执行值补偿机械制动力，以使实际制动力可以达到轨道车辆需求的最大制动力。当轨道车辆的运行速度接近零或者等于零时，电制动力退出，此时轨道车辆的制动力为BCU提供的机械制动力。由此，通过上述设置，在轨道车辆静止或运行时均可以执行强制制动，可以解决轨道车辆在坡道上静止或制动时因制动力不足而溜逸的问题，可以保证轨道车辆的运行安全性。
在本发明的一些实施例中，如图6所示，当轨道车辆为牵引状态时，
再次获取轨道车辆的实际运行状态信息；
判断实际运行状态信息与运行状态指令是否一致；
如果判断结果为是，缓解强制制动。
例如，当轨道车辆的运行状态指令为向前行驶时，如果轨道车辆的实际运行状态信息也为向前行驶，则说明为正常状态，可以取消溜逸故障报警并缓解强制制动。由此，通过上述步骤，当轨道车辆为牵引状态时，在满足上述条件时可以及时缓解强制制动，从而可以保证轨道车辆的正常运行，且可以延长制动系统的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，如图6所示，当轨道车辆的速度为零时，如果接收到停车制动信号，强制制动缓解。例如，当轨道车辆的速度为零且接收到停车制动信号时，可以确认轨道车辆处于停止状态且可以停稳，说明此时轨道车辆为正常状态，可以取消溜逸故障报警并缓解强制制动。由此，通过上述步骤，可以在轨道车辆的速度为零时缓解强制制动，使轨道车辆可以恢复正常状态，同样可以延长制动系统的使用寿命。
根据本发明第二方面实施例的轨道车辆，采用根据本发明上述第一方面实施例的轨道车辆控制方法。
根据本发明实施例的轨道车辆，通过采用上述的轨道车辆控制方法，可以更加准确地判断轨道车辆的实际运行状态，极大地降低了误判率，提高了判断轨道车辆是否溜逸的可靠性。
根据本发明实施例的轨道车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种轨道车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述轨道车辆的运行状态指令，轨道车辆的运行状态指令包括惰行状态、制动状态和牵引状态；
获取牵引控制单元反馈的第一运行状态信息；
获取速度检测装置反馈的第二运行状态信息；
将所述第一运行状态信息和所述第二运行状态信息中的至少一个与所述运行状态指令进行比较以判断所述轨道车辆是否溜逸；
其中，所述牵引控制单元与所述速度检测装置互相校核，当所述牵引控制单元或所述速度检测装置中的其中一个出现故障时，所述牵引控制单元或所述速度检测装置中的另一个仍然可反馈轨道车辆对应的第一运行状态信息或第二运行状态信息。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，所述比较所述第一运行状态信息和所述第二运行状态信息中的所述至少一个与所述运行状态指令具体包括：
判断所述速度检测装置是否故障，如果判断结果为是，以所述第一运行状态信息作为所述轨道车辆的实际运行状态信息；如果判断结果为否，以所述第二运行状态信息作为所述轨道车辆的实际运行状态信息；
比较所述实际运行状态信息与所述运行状态指令以判断所述轨道车辆是否溜逸。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，判断所述速度检测装置是否故障具体包括：
获取所述速度检测装置反馈的第一频率和第二频率；
当所述第一频率和所述第二频率的差值大于预设频率差值时，则认为所述速度检测装置故障；否则，认为所述速度检测装置正常。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，所述预设频率差值为1000Hz。
5.根据权利要求2所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，判断所述速度检测装置是否故障具体包括：
获取所述速度检测装置反馈的第一速度信息；
获取所述牵引控制单元反馈的第二速度信息；
所述第一速度信息为零且所述第二速度信息为第一预设速度值时，所述速度检测装置故障；否则，认为所述速度检测装置正常。
6.根据权利要求5所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，所述第一预设速度值为v1，其中所述v1满足：3km/h≤v1≤7km/h。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，所述v1进一步满足：v1=5km/h。
8.根据权利要求1所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，当所述轨道车辆处于惰行状态或制动状态时，如果所述轨道车辆的速度大于第二预设速度值v2，且所述轨道车辆的溜行距离大于预定距离L时，则认为所述轨道车辆溜逸。
9.根据权利要求8所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，所述第二预设速度值v2为5km/h。
10.根据权利要求8所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，所述L满足：30cm≤L≤100cm。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，当所述轨道车辆溜逸时，执行强制制动指令；
所述强制制动指令包括：
向所述牵引控制单元发送制动信号；
所述牵引控制单元根据所述轨道车辆的载荷计算制动力，并向列车控制与管理系统反馈电制动力的实际执行值；
列车控制与管理系统将所述实际执行值发送至制动控制单元；
制动控制单元根据所述实际执行值补偿机械制动力。
12.根据权利要求11所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，当所述轨道车辆为牵引状态时，
再次获取所述轨道车辆的实际运行状态信息；
判断所述实际运行状态信息与所述运行状态指令是否一致；
如果判断结果为是，缓解强制制动。
13.根据权利要求11所述的轨道车辆控制方法，其特征在于，当所述轨道车辆的速度为零时，如果接收到停车制动信号，强制制动缓解。
14.一种轨道车辆，其特征在于，采用根据权利要求1-13中任一项所述的轨道车辆控制方法。
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