CN113997976B - 重载组合列车异步控制方法及其相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重载组合列车异步控制方法及相关装置，其中方法包括：获取所述主控机车的当前主控位置和所述从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车辆车钩状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车以使所述从控机车执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。本发明可以实现主控机车和从控机车之间的异步控制，保证重载组合列车的安全平稳运行。

Description

重载组合列车异步控制方法及其相关装置

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及重载组合列车异步控制方法及其相关装置。

背景技术

我国的重载组合列车载重为万吨、两万吨及以上，为了承载更多重量，重载组合列车通常包含多节车辆，多节车辆头部设有主控机车、多节车辆中间设有至少一个从控机车，多节车辆之间采用车钩链接；主控机车和从控机车分别操控部分车辆，从而提升重载组合列车的平稳高速运行。

目前重载组合列车主要在大秦线上开行，重载组合列车采用同步制动控制方案，也即无论重载组合列车在何种轨道环境下，主控机车和从控机车均采用一致的制动指令进行制动控制。

但是，在重载组合列车运行在复杂地形条件下(既有下坡又有上坡的锅底线路、弯道线路等)，前端车辆和后端车辆所处地形不同。例如，前端车辆正处于爬坡阶段，而后端车辆处于下坡阶段。

此情况下，重载组合列车采用同步制动控制方案时，会导致车辆之间的车钩出现过度积压或过度拉升的情况，在超出车钩安全范围的情况下，容易导致脱轨、断钩等事故。

因此，传统同步制动控制方案已经无法很好的满足重载组合列车的需求。

发明内容

鉴于此，本申请提供重载组合列车异步控制方法及其相关装置，可以实现主控机车和从控机车之间的异步控制，保证重载组合列车的安全平稳运行。

为了实现上述目的，本发明提供了下述技术特征：

一种重载组合列车异步控制方法，所述方法包括：

获取所述主控机车的当前主控位置和所述从控机车的当前从控位置；

基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车辆车钩状态；

确定所述重载组合列车的工况状态；

基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；

控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车以使所述从控机车执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

可选的，所述获取所述主控机车的当前主控位置和所述从控机车的当前从控位置包括：

对所述主控机车执行定位操作获得所述主控机车所处的当前主控位置；

从所述从控机车获取所述从控机车的当前从控位置；其中，所述从控机车的当前从控位置由所述从控机车执行定位操作获得。

可选的，所述基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态包括：

依据所述当前主控位置和所述当前从控位置的横向差距，计算所述主控机车和所述从控机车之间的当前实际距离；

对比所述当前实际距离、预设最大距离和预设最小距离；

若所述当前实际距离大于所述预设最大距离，则确定所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全拉升状态；

若所述当前实际距离小于所述预设最小距离，则确定所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全压缩状态；

若所述当前实际距离介于所述预设最小距离和所述预设最大距离之间，则计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

可选的，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车的第一控制指令和所述从控机车的第二控制指令包括：

在所述车钩形变状态为完全拉升状态的情况下，若所述工况状态为牵引状态，则于所述主控机车和所述从控机车平均分配牵引力，为所述主控机车生成包含平均牵引力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含平均牵引力的第二控制指令，以保持主控机车和从控机车之间的拉升状态；

在所述车钩形变状态为完全拉升状态的情况下，若所述工况状态为制动状态，则为所述主控机车生成的制动指令，为所述从控机车生成惰行指令，以压缩所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

可选的，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车的第一控制指令和所述从控机车的第二控制指令包括：

在所述车钩形变状态为完全压缩状态的情况下，若所述工况状态为牵引状态，则为所述主控机车生成牵引指令，为所述从控机车生成惰行指令，以拉升所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变；

若所述工况状态为制动状态，则于所述主控机车和所述从控机车之间平均分配制动力，为所述主控机车生成包含平均制动力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含平均制动力的第二控制指令，以维持主控机车和从控机车之间的稳定的压缩状态。

可选的，所述基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态包括：

计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

可选的，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车的第一控制指令和所述从控机车的第二控制指令包括：

若所述工况状态为牵引状态，基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的牵引力，为所述主控机车生成包含第一牵引力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含第二牵引力的第二控制指令。

若所述工况状态为制动状态，基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的制动力，为所述主控机车生成包含第一制动力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含第二制动力的第二控制指令。

可选的，所述基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的牵引力包括：

所述主控机车的牵引力采用公式F_主＝F_总*(1-y/2)计算，所述从控机车的牵引力采用公式F_从＝F_总*y/2计算；其中，F_总牵引手柄设定的牵引力，F_主为主控机车的牵引力，F_从为从控机车的牵引力，y为拉升比；

所述基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的制动力包括：

所述主控机车的制动力采用公式计算，所述从控机车的牵引力采用公式/>计算；其中，F_总牵引手柄设定的制动力，F_主为主控机车的制动力，F_从为从控机车的制动力，y为拉升比。

一种重载组合列车，包括主控机车和从控机车；

所述主控机车，用于获取主控机车的当前主控位置和从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车；

所述从控机车，用于获取从控机车的当前从控位置，并发送当前从控位置至所述主控机车；还用于接收所述主控机车发送的第二控制指令，并执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

一种主控机车，包括：

网络控制系统，以及，与所述网络控制系统相连的网络控制系统相连的监控设备、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统；

其中，所述网络控制系统用于获取基于监控设备获取主控机车的当前主控位置，通过无线重联控制系统获取从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车的牵引系统或制动系统执行所述第一控制指令，通过无线重联控制系统发送所述第二控制指令至所述从控机车。

一种重载组合列车异步控制方法，应用于重载组合列车中的主控机车，所述重载组合列车还包括与所述主控机车相连的两个以上从控机车；所述方法包括：

获取所述主控机车的当前主控位置和各个从控机车的当前从控位置；

基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态；

确定所述重载组合列车的工况状态；

基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车的控制指令和各个从控机车生成控制指令；

控制所述主控机车执行主控机车的控制指令，发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变。

可选的，所述基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态包括：

计算相邻机车之间当前实际距离；

基于相邻机车之间当前实际距离计算相邻机车之间的拉升比；

将相邻机车之间的拉升比，确定为相邻机车之间的车钩形变状态。

可选的，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车的控制指令和各个从控机车的控制指令，包括：

在牵引工况下计算主控机车的牵引力，生成包含该牵引力的控制指令，其中所述主控机车的牵引力采用公式F_主＝F_总*[1-(y₁+y₂.+...+y_k)/(k+1)]计算；

在牵引工况下分别计算各个从控机车的牵引力，从控机车的牵引力采用公式F_从m＝F_总*(y_从m+y_从m+1)/2(k+1)计算；

其中，F_总牵引手柄设定的牵引力，F_主为主控机车的牵引力，F_从m为第m个从控机车的牵引力，y_从m为第m-1个从控机车与第m个从控机车之间拉伸比；

在制动工况下计算主控机车的制动力，生成包含该制动力的控制指令，主控机车的制动力采用公式计算；

在制动工况下分别计算各个从控机车的制动力，生成包含该制动力的控制指令，从控机车的牵引力采用公式计算；

其中，F_总牵引手柄设定的制动力，F_主为主控机车的制动力，F_从m为从控机车的制动力，y_从m为第m-1个从控机车与第m个从控机车之间拉伸比。

一种重载组合列车，包括主控机车和多个从控机车；

所述主控机车，用于获取所述主控机车的当前主控位置和各个从控机车的当前从控位置，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车和各个从控机车的控制指令，控制所述主控机车执行主控机车的控制指令，发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变；

所述从控机车，用于获取从控机车的当前从控位置，并发送当前从控位置至所述主控机车；还用于接收所述主控机车发送的控制指令并执行控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

一种主控机车，包括：

网络控制系统，以及，与所述网络控制系统相连的网络控制系统相连的监控设备、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统；

其中，网络控制系统基于监控设备获取所述主控机车的当前主控位置，通过无线重联控制系统获取各个从控机车的当前从控位置，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车和各个从控机车的控制指令，控制所述主控机车的牵引系统或制动系统执行主控机车的控制指令，通过无线重联控制系统发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变。

通过以上技术手段，可以实现以下有益效果：

本发明提供重载组合列车异步控制方法，主控机车确定工况情况和车钩形变状态，并基于工况状态和车钩形变状态，分别为主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令。

由于第一控制指令和第二控制指令是异步的，所以第一控制指令可以与第二控制指令不同，由于第一控制指令和第二控制指令为基于工况状态和车钩形变状态生成的，所以生成的控制指令可以达到维持或减小主控机车和从控机车之间的车钩形变的目的。

主控机车执行第一控制指令和从控机车执行第二控制指令，可以实现维持或减小主控机车和从控机车之间的车钩形变的目的，以保证重载组合列车的安全平稳运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种重载组合列车实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种重载组合列车异步控制方法实施例一的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种重载组合列车实施例一的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种重载组合列车实施例二的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种重载组合列车异步控制方法实施例二的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，本发明提供一种重载组合列车实施例一，包括主控机车和一个从控机车。其中主控机车挂载有多个车辆(图示中仅以两个车辆为例)，从控机车挂载有多个车辆(图示中仅以两个车辆为例)。

主控机车与车辆之间采用车钩连接，车辆与车辆之间采用车钩连接，从控机车与车辆之间也采用车钩连接。

主控机车和从控机车均包括：网络控制系统以及与网络控制系统相连的监控设备(简称LKJ)、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统。其中，主控机车和从控机车可以通过无线重联控制系统执行通信连接。

参见图2，本发明提供一种重载组合列车异步控制方法实施例一，应用于图1所述的重载组合列车中的主控机车，所述方法包括：

步骤S201：主控机车获取所述主控机车的当前主控位置和所述从控机车的当前从控位置。

主控机车中的监控设备执行定位操作获得LKJ位置信息(也即主控机车在铁路上运行绝对公里标)，监控设备发送当前主控位置给网络控制系统。

从控机车中的监控设备执行定位操作获得LKJ位置信息(也即从控机车在铁路上运行绝对公里标)，监控设备发送当前从控位置给网络控制系统。从控机车的网络控制系统、通过无线重联控制系统传输当前从控位置至主控机车，以便主控机车获得从控机车的当前从控位置。

步骤S202：主控机车基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车辆车钩状态。

主控机车的网络控制系统用来确定主控机车与所述从控机车之间的车辆车钩状态。参见图3，本步骤可以包括以下步骤：

步骤S301：依据所述当前主控位置和所述当前从控位置的横向差距，计算所述主控机车和所述从控机车之间的当前实际距离。

当前主控位置采用P_主表示，当前从控位置采用P_从表示，则主控机车与从控机车之间的当前实际距离S为：S＝|P_主-P_从|。

步骤S302：对比所述当前实际距离、预设最大距离和预设最小距离。

主控机车与从控机车之间的预设最大距离为完全拉升状态下的距离L_拉，L_拉＝(N+1)*S+A+N*G；其中N为主控机车与从控机车之间的车辆数量，S为车辆的标准长度，A为机车长度，G为车辆与车辆之间拉升状态下最大车钩间隙。

主控机车与从控机车的预设最小距离为完全压缩状态下的距离L_压，L_压＝(N+1)*S+A。

对比当前实际距离S与预设最大距离L_拉和预设最小距离L_压，从而确定当前实际距离S与预设最大距离L_拉和预设最小距离L_压之间的关系。

步骤S303：若所述当前实际距离大于所述预设最大距离，则确定所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全拉升状态。

若当前实际距离S大于预设最大距离L_拉，也即S≥L_拉，则确定主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全拉升状态。

步骤S304：若所述当前实际距离小于所述预设最小距离，则确定所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全压缩状态。

若当前实际距离S小于预设最小距离L_压，也即S≤L_压，则确定主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全压缩状态。

步骤S305：若所述当前实际距离介于所述预设最小距离和所述预设最大距离之间，则计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

若所述当前实际距离S介于预设最小距离L_压和预设最大距离L_拉之间，则计算主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

拉升比y的计算公式可以为：y＝(S-L_压)/(N*G)，0≤y≤1。

接步骤S202进入步骤S203：确定所述重载组合列车的工况状态。

主控机车可以获取司机手柄指令，依据司机手柄指令得知当前工况状态：牵引状态或制动状态，并且，牵引状态下不同的牵引等级需要不同的牵引力；不同的制动等级需要不同的制动力。

因此重载组合列车的工况状态包括牵引状态和对应的牵引力，或者，制动状态和对应的制动力。

步骤S204：基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令。

由于步骤S202中有三种情况、步骤S203中有两种情况，所以本步骤有六种情况，下面分别对六种情况进行详细说明。

第一情况：在所述车钩形变状态为完全拉升状态的情况下，若所述工况状态为牵引状态，则于所述主控机车和所述从控机车平均分配牵引力，为所述主控机车生成包含平均牵引力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含平均牵引力的第二控制指令。

在车钩形变状态为完全拉升状态下，主控机车与从控机车之间的距离不能再增加。在牵引状态下主控机车和从控机车的牵引工况不能改变，所以主控机车和从控机车分配平均牵引力，使得主控机车和从控机车均采用平均牵引力来执行牵引操作，以维持主控机车和从控机车之间车钩形变，避免再度拉升导致机车车钩故障。

第二情况：在所述车钩形变状态为完全拉升状态的情况下，若所述工况状态为制动状态，则为所述主控机车生成的制动指令，为所述从控机车生成惰行指令，以压缩所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

在车钩形变状态为完全拉升状态下，主控机车与从控机车之间的距离不能再增加。在制动状态下主控机车生成制动指令，为从控机车生成惰行指令(惰行模式就是利用车辆自身的惯性进行滑行，是一种有效节约能源的运行模式)，这样可以逐渐减小主控机车与从控机车之间距离，以减小主控机车和从控机车之间车钩形变。

第三情况：在所述车钩形变状态为完全压缩状态的情况下，若所述工况状态为牵引状态，则为所述主控机车生成牵引指令，为所述从控机车生成惰行指令，以拉升所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

在车钩形变状态为完全压缩状态下，主控机车与从控机车之间的距离不能再压缩。在牵引状态下主控机车生成牵引指令，为从控机车生成惰行指令(惰行模式就是利用车辆自身的惯性进行滑行，是一种有效节约能源的运行模式)，这样可以逐渐增加主控机车与从控机车之间距离，以减小主控机车和从控机车之间车钩形变。

第四情况：在所述车钩形变状态为完全压缩状态的情况下，若所述工况状态为制动状态，则于所述主控机车和所述从控机车之间平均分配制动力，为所述主控机车生成包含平均制动力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含平均制动力的第二控制指令，以维持主控机车和从控机车之间的稳定的压缩状态。

在车钩形变状态为完全压缩状态下，主控机车与从控机车之间的距离不能再增加。在制动状态下主控机车和从控机车的牵引工况不能改变，所以主控机车和从控机车分配平均制动力，使得主控机车和从控机车均采用平均制动力来执行制动操作，以维持主控机车和从控机车之间车钩形变，避免再度压缩导致机车车钩故障。

第五情况：若所述工况状态为牵引状态，基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的牵引力，为所述主控机车生成包含第一牵引力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含第二牵引力的第二控制指令。

所述主控机车的牵引力采用公式F_主＝F_总*(1-y/2)计算，所述从控机车的牵引力采用公式F_从＝F_总*y/2计算；其中，F_总牵引手柄设定的牵引力，F_主为主控机车的牵引力，F_从为从控机车的牵引力，y为拉升比。

第六情况：若所述工况状态为制动状态，基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的制动力，为所述主控机车生成包含第一制动力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含第二制动力的第二控制指令。

所述主控机车的制动力采用公式计算，所述从控机车的牵引力采用公式/>计算；其中，F_总牵引手柄设定的制动力，F_主为主控机车的制动力，F_从为从控机车的制动力，y为拉升比。

步骤S205：控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车以使所述从控机车执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

主控机车的网络控制系统在工况状态为牵引工况的情况下，发送第一控制指令至牵引系统，以便执行牵引操作；在工况状态为制动工况的情况下，发送第一控制指令至制动系统，以便执行制动操作。

主控机车的网络控制系统通过无线重联控制系统发送第二控制指令至从控机车，从控机车的网络控制系统从无线重联控制系统中获取第二控制指令。

从控机车的网络控制系统在工况状态为牵引工况的情况下，发送第二控制指令至牵引系统，以便执行牵引操作；在工况状态为制动工况的情况下，发送第二控制指令至制动系统，以便执行制动操作。

通过以上技术手段，可以实现以下有益效果：

本发明提供重载组合列车异步控制方法，主控机车确定工况情况和车钩形变状态，并基于工况状态和车钩形变状态，分别为主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令。

由于第一控制指令和第二控制指令是异步的，所以第一控制指令可以与第二控制指令不同，由于第一控制指令和第二控制指令为基于工况状态和车钩形变状态生成的，所以生成的控制指令可以达到维持或减小主控机车和从控机车之间的车钩形变的目的。

主控机车执行第一控制指令和从控机车执行第二控制指令，可以实现维持或减小主控机车和从控机车之间的车钩形变的目的，以保证重载组合列车的安全平稳运行。

本发明提供一种重载组合列车异步控制方法实施例二，应用于图1所述的重载组合列车中的主控机车。

实施例二与实施例一中的步骤类似，实施例二针对步骤S202主控机车基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车辆车钩状态，提供另外一种实现方式：

本实施例中不必考虑当前实际距离S介于预设最小距离L_压和预设最大距离L_拉之间的大小关系，可以直接计算主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

拉升比y的计算公式可以为：y＝(S-L_压)/(N*G)，0≤y≤1。

实施例二中针对步骤S204基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令，提供了另外一种实现方式：

第一情况：若所述工况状态为牵引状态。

所述主控机车的牵引力采用公式F_主＝F_总*(1-y/2)计算，所述从控机车的牵引力采用公式F_从＝F_总*y/2计算；其中，F_总牵引手柄设定的牵引力，F_主为主控机车的牵引力，F_从为从控机车的牵引力，y为拉升比。

第二情况：若所述工况状态为制动状态。

所述主控机车的制动力采用公式计算，所述从控机车的牵引力采用公式/>计算；其中，F_总牵引手柄设定的制动力，F_主为主控机车的制动力，F_从为从控机车的制动力，y为拉升比。

其余步骤可以参见图2所示的实施例，在此不再赘述。

本实施例中直接采用拉升比的大小来计算主控机车和从控机车的牵引力或制动力，在实施例一基础上更加简单方便。

参见图4，本发明提供一种重载组合列车实施例二，包括主控机车和两个及以上从控机车(图示中以两个从控机车为例)。图1中一个主控机车一个从控机车也即1+1模式，本实施例中一个主控机车两个及以上从控机车也即1+k模式。

其中每个主控机车挂载有多个车辆(图示中仅以两个车辆为例)，从控机车挂载有多个车辆(图示中仅以两个车辆为例)。

主控机车与车辆之间采用车钩连接，车辆与车辆之间采用车钩连接，从控机车与车辆之间也采用车钩连接。

主控机车和从控机车均包括：网络控制系统以及与网络控制系统相连的监控设备(简称LKJ)、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统。其中，主控机车和从控机车可以通过无线重联控制系统执行通信连接。

参见图5，本发明提供一种重载组合列车异步控制方法实施例三，可以包括以下步骤：

步骤S501：获取所述主控机车的当前主控位置和各个从控机车的当前从控位置。

在主控机车中，监控设备执行定位操作获得LKJ位置信息(也即主控机车在铁路上运行绝对公里标)，监控设备发送当前主控位置给网络控制系统。

在各个从控机车中，监控设备执行定位操作获得LKJ位置信息(也即从控机车在铁路上运行绝对公里标)，监控设备发送当前从控位置给网络控制系统。

从控机车的网络控制系统、通过无线重联控制系统传输当前从控位置至主控机车中的无线重联控制系统，以便主控机车中的网络控制系统获得各个从控机车的当前从控位置。

步骤S502：基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态。

当前主控位置采用P_主表示，当前从控位置采用P_从m表示，1≤m≤k，k为从控机车的数量。

则主控机车与从控机车1之间的当前实际距离S1为：S1＝|P_主-P_从1|。

从控机车1与从控机车2之间的当前实际距离S2为：S2＝|P_从1-P_从2|。

以此类推，从控机车k-1与从控机车k之间的当前实际距离Sk为：Sk＝|P_从k-1-P_从k|。

主控机车与从控机车1之间的车辆数量，与，从控机车1与从控机车2之间的车辆数量是一致的，所以预设最大距离L_拉和预设最小距离L_压与实施例一是一致的。

基于相邻机车之间的当前实际距离，分别计算相邻机车之间的拉升比：y₁、y₂…y_m…y_k。拉升比的计算公式可以为：y_m＝(S_m-L_压)/(N*G)，0≤y_m≤1，其中1≤m≤k。

步骤S503：确定所述重载组合列车的工况状态。

主控机车可以获取司机手柄指令，依据司机手柄指令得知当前工况状态：牵引状态或制动状态，并且，牵引状态下不同的牵引等级需要不同的牵引力；不同的制动等级需要不同的制动力。

因此重载组合列车的工况状态包括牵引状态和对应的牵引力，或者，制动状态和对应的制动力。

步骤S504：基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和各个从控机车生成控制指令。

第一情况：牵引工况。

基于拉升比来计算主控机车和从控机车的牵引力。

所述主控机车的牵引力采用公式F_主＝F_总*[1-(y₁+y₂.+...+y_k)/(k+1)]计算。

所述从控机车的牵引力采用公式F_从m＝F_总*(y_从m+y_从m+1)/2(k+1)计算。

其中，F_总牵引手柄设定的牵引力，F_主为主控机车的牵引力，F_从m为第m个从控机车的牵引力，y_从m为第m-1个从控机车与第m个从控机车之间拉升比。

第二情况：制动工况。

主控机车的制动力采用公式计算。

从控机车的牵引力采用公式计算；

其中，F_总牵引手柄设定的制动力，F_主为主控机车的制动力，F_从m为从控机车的制动力，y_从m为第m-1个从控机车与第m个从控机车之间拉升比。

步骤S505：控制所述主控机车执行主控机车的控制指令，发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变。

参见图1，本发明提供了一种重载组合列车实施例一，包括主控机车和从控机车；

所述主控机车，用于获取主控机车的当前主控位置和从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车；

所述从控机车，用于获取从控机车的当前从控位置，并发送当前从控位置至所述主控机车；还用于接收所述主控机车发送的第二控制指令，并执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

参见图1提供了一种主控机车实施例一，包括：

网络控制系统，以及，与所述网络控制系统相连的网络控制系统相连的监控设备、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统；

其中，所述网络控制系统用于获取基于监控设备获取主控机车的当前主控位置，通过无线重联控制系统获取从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车的牵引系统或制动系统执行所述第一控制指令，通过无线重联控制系统发送所述第二控制指令至所述从控机车。

关于重载组合列车实施例一和主控机车实施例一的具体实现可以详见图2所示的实施例，在此不再赘述。

参见图4提供了一种重载组合列车的实施例二，包括主控机车和多个从控机车；

所述主控机车，用于获取所述主控机车的当前主控位置和各个从控机车的当前从控位置，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车的控制指令和各个从控机车生成控制指令，控制所述主控机车执行主控机车的控制指令，发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变；

所述从控机车，用于获取从控机车的当前从控位置，并发送当前从控位置至所述主控机车；还用于接收所述主控机车发送的控制指令并执行控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

参见图4提供了一种主控机车实施例二，包括：

网络控制系统，以及，与所述网络控制系统相连的网络控制系统相连的监控设备、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统；

其中，网络控制系统基于监控设备获取所述主控机车的当前主控位置，通过无线重联控制系统获取各个从控机车的当前从控位置，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车和各个从控机车的控制指令，控制所述主控机车的牵引系统或制动系统执行主控机车的控制指令，通过无线重联控制系统发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变。

关于重载组合列车实施例二和主控机车实施例二的具体实现可以详见图5所示的实施例，在此不再赘述。

本实施例方法所述的功能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设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种重载组合列车异步控制方法，其特征在于，重载组合列车包括主控机车和从控机车，所述方法包括：

获取所述主控机车的当前主控位置和所述从控机车的当前从控位置；

基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；

确定所述重载组合列车的工况状态；

基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；

控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车以使所述从控机车执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变；

其中，所述基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态，包括：

计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述主控机车的当前主控位置和所述从控机车的当前从控位置包括：

对所述主控机车执行定位操作获得所述主控机车所处的当前主控位置；

从所述从控机车获取所述从控机车的当前从控位置；其中，所述从控机车的当前从控位置由所述从控机车执行定位操作获得。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态包括：

依据所述当前主控位置和所述当前从控位置的横向差距，计算所述主控机车和所述从控机车之间的当前实际距离；

对比所述当前实际距离、预设最大距离和预设最小距离；

若所述当前实际距离大于等于所述预设最大距离，则确定所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全拉升状态；

若所述当前实际距离小于等于所述预设最小距离，则确定所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态为完全压缩状态；

若所述当前实际距离介于所述预设最小距离和所述预设最大距离之间，则计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令包括：

在所述车钩形变状态为完全拉升状态的情况下，若所述工况状态为牵引状态，则所述主控机车和所述从控机车平均分配牵引力，为所述主控机车生成包含平均牵引力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含平均牵引力的第二控制指令，以保持主控机车和从控机车之间的拉升状态；

在所述车钩形变状态为完全拉升状态的情况下，若所述工况状态为制动状态，则为所述主控机车生成的制动指令，为所述从控机车生成惰行指令，以压缩所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令包括：

在所述车钩形变状态为完全压缩状态的情况下，若所述工况状态为牵引状态，则为所述主控机车生成牵引指令，为所述从控机车生成惰行指令，以拉升所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变；

若所述工况状态为制动状态，则于所述主控机车和所述从控机车之间平均分配制动力，为所述主控机车生成包含平均制动力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含平均制动力的第二控制指令，以维持主控机车和从控机车之间的稳定的压缩状态。

6.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令包括：

若所述工况状态为牵引状态，基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的牵引力，为所述主控机车生成包含第一牵引力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含第二牵引力的第二控制指令；

若所述工况状态为制动状态，基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的制动力，为所述主控机车生成包含第一制动力的第一控制指令，为所述从控机车生成包含第二制动力的第二控制指令。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的牵引力包括：

所述主控机车的牵引力采用公式F_主＝F_总*(1-y/2)计算，所述从控机车的牵引力采用公式F_从＝F_总*y/2计算；其中，F_总牵引手柄设定的牵引力，F_主为主控机车的牵引力，F_从为从控机车的牵引力，y为拉升比；

所述基于所述拉升比为所述主控机车和所述从控机车分配不同的制动力包括：

所述主控机车的制动力采用公式计算，所述从控机车的牵引力采用公式/>计算；其中，F_总牵引手柄设定的制动力，F_主为主控机车的制动力，F_从为从控机车的制动力，y为拉升比。

8.一种重载组合列车，其特征在于，包括主控机车和从控机车；

所述主控机车，用于获取主控机车的当前主控位置和从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车执行所述第一控制指令，发送所述第二控制指令至所述从控机车；

所述从控机车，用于获取从控机车的当前从控位置，并发送当前从控位置至所述主控机车；还用于接收所述主控机车发送的第二控制指令，并执行所述第二控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变；

其中，所述基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态，包括：

计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

9.一种主控机车，其特征在于，包括：

网络控制系统，以及，与所述网络控制系统相连的监控设备、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统；

其中，所述网络控制系统用于获取基于监控设备获取主控机车的当前主控位置，通过无线重联控制系统获取从控机车的当前从控位置；基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态；确定重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和从控机车生成异步的第一控制指令和第二控制指令；控制所述主控机车的牵引系统或制动系统执行所述第一控制指令，通过无线重联控制系统发送所述第二控制指令至所述从控机车；

其中，所述基于所述当前主控位置和所述当前从控位置，计算所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态，包括：

计算所述主控机车与所述从控机车之间的拉升比，将所述拉升比确定为所述主控机车与所述从控机车之间的车钩形变状态。

10.一种重载组合列车异步控制方法，其特征在于，应用于重载组合列车中的主控机车，所述重载组合列车还包括与所述主控机车相连的两个以上从控机车；所述方法包括：

获取所述主控机车的当前主控位置和各个从控机车的当前从控位置；

基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；

基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别为所述主控机车和各个从控机车生成控制指令；

控制所述主控机车执行主控机车的控制指令，发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变；

其中，所述基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，包括：

计算相邻机车之间当前实际距离；

基于相邻机车之间当前实际距离计算相邻机车之间的拉升比；

将相邻机车之间的拉升比，确定为相邻机车之间的车钩形变状态。

11.一种重载组合列车，其特征在于，包括主控机车和多个从控机车；

所述主控机车，用于获取所述主控机车的当前主控位置和各个从控机车的当前从控位置，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态；确定所述重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车和各个从控机车的控制指令，控制所述主控机车执行主控机车的控制指令，发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变；

所述从控机车，用于获取从控机车的当前从控位置，并发送当前从控位置至所述主控机车；还用于接收所述主控机车发送的控制指令并执行控制指令，以维持或减小所述主控机车和所述从控机车之间的车钩形变；

其中，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，包括：

计算相邻机车之间当前实际距离；基于相邻机车之间当前实际距离计算相邻机车之间的拉升比；将相邻机车之间的拉升比，确定为相邻机车之间的车钩形变状态。

12.一种主控机车，其特征在于，包括：

网络控制系统，以及，与所述网络控制系统相连的监控设备、牵引系统、制动系统和无线重联控制系统；

其中，网络控制系统基于监控设备获取所述主控机车的当前主控位置，通过无线重联控制系统获取各个从控机车的当前从控位置，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态；确定重载组合列车的工况状态；基于所述工况状态和所述车钩形变状态，分别确定所述主控机车和各个从控机车的控制指令，控制所述主控机车的牵引系统或制动系统执行主控机车的控制指令，通过无线重联控制系统发送所述各个从控机车的控制指令至各个所述从控机车，以使所述各个从控机车分别执行所述控制指令，以维持或减小相邻机车之间的车钩形变；

其中，基于所述当前主控位置和所述各个从控机车的当前从控位置，计算相邻机车之间的车钩形变状态，包括：

计算相邻机车之间当前实际距离；基于相邻机车之间当前实际距离计算相邻机车之间的拉升比；将相邻机车之间的拉升比，确定为相邻机车之间的车钩形变状态。