CN113997987B - 列车防滑控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种列车防滑控制方法及装置，方法包括：对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制。本发明根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，修正车辆参考速度计算和减速度参数，既达到防滑保护的目的，又避免引起防滑误动作，保障车辆运营安全。

Description

列车防滑控制方法及装置

技术领域

本发明涉及列车控制技术，具体的讲是一种列车防滑控制方法及装置。

背景技术

轨道车辆制动包括黏着制动和非黏着制动。非黏着制动能够提供独立于轮轨黏着的制动力，满足车辆更大减速度要求，同时可减小闸片和制动盘磨耗、降低车辆使用成本。目前防滑控制判据基于黏着制动所引起的速度差、减速度、滑移率等，当有非黏着制动参与时，车辆减速度增大，将会影响既有防滑控制系统，可能引起防滑误动作而损失制动力。如何解决非黏着制动参与下的列车防滑控制，将直接影响到车辆运营安全。

非黏着制动，是列车在制动过程中，不通过车轮与轨道的滚动接触点，独立于轮轨间黏着而产生的制动力。目前常用的非黏着制动有涡流制动和磁轨制动。涡流制动，是将钢轨作为磁感应体，在转向架两侧的车轮之间装设一个长度条形磁铁，磁铁的N、S极交替配置，极面与钢轨面保持一个小的垂直距离(气隙)；当列车运行时，磁铁与钢轨产生相对运动，通过励磁控制，可在钢轨上感应出涡流并形成制动力。磁轨制动，是指通过使列车转向架上的磁铁放下，由于列车与钢轨的相对运动，磁铁与钢轨表面相互摩擦，生成制动力。

防滑控制是防止车辆制动过程发生滑行，达到最佳利用黏着，确保行车安全的重要控制技术和手段。而目前防滑判据参数设计都是基于黏着制动。配备有非黏着制动装置的轨道车辆，在制动过程中，非黏着制动都会为车辆提供额外的独立于黏着的减速度，势必影响防滑控制策略中参考速度的计算和减速度的识别，有可能造成干轨时防滑控制判断为滑行而误动作，造成制动力损失。

发明内容

为了实现非黏着制动下对列车的防滑控制，避免防滑误动作而造成制动力损失，本发明提供了一种列车防滑控制方法，包括：

对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制。

本发明实施例中，所述的列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线包括：不同初速度条件下的涡流制动速度与制动力特性曲线，磁轨制动速度与制动力特性曲线。

本发明实施例中，所述的根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系包括：

根据非黏着制动时速度与制动力特性曲线和列车重量确定非黏着制动的独立减速度；

根据所述非黏着制动时速度与制动力特性曲线、确定的独立减速度确定非黏着制动速度与减速度的关系。

本发明实施例中，所述的根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正包括：

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正。

同时，本发明还提供一种列车防滑控制装置，包括：

曲线获取模块，用于对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

关系确定模块，用于根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

修正模块，用于根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制。

本发明实施例中，所述关系确定模块包括：

减速度计算单元，用于根据非黏着制动时速度与制动力特性曲线和列车重量确定非黏着制动的独立减速度；

速度与减速度关系确定单元，用于根据所述非黏着制动时速度与制动力特性曲线、确定的独立减速度确定非黏着制动速度与减速度的关系。

同时，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。

同时，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

本发明根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，设计车辆参考速度计算和减速度参数，既达到防滑保护的目的，又避免引起防滑误动作，实现列车的非黏着制动的运用，保障车辆运营安全。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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为本发明的列车防滑控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中的示意图；

图3为本发明实施例中的示意图；

图4为本发明实施例中的示意图；

图5为本发明提供的列车防滑控制装置的框图；

图6为本发明实施例中提供的电子设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

目前在列车控制标准中都有规定，当被试车的减速度大于设计减速度，且差值小于0.3m/s²时，防滑阀不应意外排风。

原有防滑系统采用基于速度差、减速度、滑移率等构成的复合矩阵，其中：

1)速度差为轮对速度与车辆参考速度之间的差值。

2)当轮对减速度达到第1个减速度阈值β1时，防滑系统判定出现滑行，使制动缸停止充风而制动力不增加。

在车辆运行过程中，很难获得车辆的真实速度，车辆参考速度计算的目标是在各种条件下都尽可能准确和快速地反映当前真实的车辆速度。

车辆参考速度计算准则为：当车辆减速度小于临界减速度时，以最高的轴速度作为车辆参考速度；如果所有轴速度都下降较快，使得车辆减速度大于临界减速度时，按临界滑行的减速度基准计算车辆参考速度。

因此，当列车配备有非黏着制动时，需要对车辆参考速度计算准则和减速度参数β1进行重新设计。

为了实现非黏着制动下对列车的防滑控制，避免防滑误动作而造成制动力损失，本发明提供了一种列车防滑控制方法，如图1所示，本发明的列车防滑控制方法包括：

步骤S101，对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

步骤S102，根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

步骤S103，根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制。

本发明提供的列车防滑控制方法，通过非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系，对列车防滑控制参数即车辆参考速度计算准则和减速度参数β1进行重新设计，实现非黏着制动下对列车的防滑控制，避免防滑误动作而造成制动力损失。

本发明实施例中，列车的非黏着制动装置采取的制动方式包括涡流制动和磁轨制动，即本发明实施例中进行制动测试获取的列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线包括：不同初速度条件下的涡流制动速度与制动力特性曲线，磁轨制动速度与制动力特性曲线。

再进一步，本发明实施例中，所述的根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系包括：

根据非黏着制动时速度与制动力特性曲线和列车重量确定非黏着制动的独立减速度；即根据非黏着制动装置的制动力特性曲线和列车重量，计算出非黏着制动提供的独立减速度，归纳优化出速度与所提供制动减速度之间的关系。

根据所述非黏着制动时速度与制动力特性曲线、确定的独立减速度确定非黏着制动速度与减速度的关系。

本发明实施例中，所述的根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正包括：

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正。

当轨道车辆配备有非黏着制动时，非黏着制动为车辆将提供独立于轮轨黏着的减速度，会引起既有防滑控制系统误动作而减小制动力，危及行车安全。本发明根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正，修正车辆参考速度计算准则和减速度参数，既达到防滑保护的目的，又避免引起防滑误动作，对于加速推广非黏着制动的运用，保障车辆运营安全，发展和储备具有自主知识产权的核心技术，都具有十分积极的意义。

如图2和图3所示，为本发明一实施例中提供的涡流制动电流95A时不同初速度条件下制动力特性曲线(气隙7mm)及一磁轨制动装置的制动力特性曲线.

当轨道车辆配备非黏着制动装置为涡流制动，根据图2的非黏着制动装置的制动力特性曲线和列车重量，计算出非黏着制动提供的独立减速度，归纳优化出速度与所提供制动减速度之间的关系，从而为防滑控制提供输入。

当轨道车辆配备非黏着制动装置为磁轨制动，根据图3的磁轨制动装置的制动力特性曲线和列车重量，计算出非黏着制动提供的独立减速度，归纳优化出速度与所提供制动减速度之间的关系，从而为防滑控制提供输入。

1、根据非黏着制动的形式(涡流制动、磁轨制动)及特性(速度与所提供制动力关系)，计算出速度与所提供制动减速度之间的关系。其中，V1～V5、α1～α6等参数根据不同非黏着制动的特性而设定，参数个数依据具体项目而变化。图4为本发明一实施例中提供的非黏着制动速度-减速度关系。

2、在原有防滑控制策略的基础上，当非黏着制动激活时，根据确定的非黏着制动的速度-减速度关系，修正车辆参考速度计算的临界减速度。即根据确定的非黏着制动速度-减速度关系，针对不同的速度确定对应的临界减速度，对不同速度下对临界减速度进行相应增减，根据增减修正后的临界减速度，计算车辆参考速度，即对车辆参考速度计算准则进行修正，从而保证参考速度计算的准确性。如图4所示，根据确定的非黏着制动速度-减速度关系，根据不同的速度V1～V5确定对应各自的减速度与α1～α6，根据增减修正后的临界减速度，计算车辆参考速度，从而实现对车辆参考速度计算准则进行修正。

3、当非黏着制动激活时，根据确定的非黏着制动速度-减速度关系，对防滑判据复合矩阵中第1个减速度阈值β1进行修正，从而保证在干轨工况下不会引起防滑误动作。

具体的，利用确定的非黏着制动速度-减速度关系，确定当前速度下对应的减速度值，即确定非黏着制动提供的减速度(α1～α6)，利用确定的非黏着制动提供的减速度(α1～α6)对第1个减速度阈值β1进行不同速度下的相应增加，第1个减速度阈值β1将变大，从而当非黏着制动参与时，防滑判据不会因实际减速度达到原数值β1而判断为滑行，从而保证在干轨工况下不会引起防滑误动作。

同时，本发明还提供一种列车防滑控制装置，如图5示，本发明提供的列车防滑控制装置包括：

曲线获取模块501，用于对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

关系确定模块502，用于根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

修正模块503，用于根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制。

本发明实施例中，所述关系确定模块包括：

减速度计算单元，用于根据非黏着制动时速度与制动力特性曲线和列车重量确定非黏着制动的独立减速度；

速度与减速度关系确定单元，用于根据所述非黏着制动时速度与制动力特性曲线、确定的独立减速度确定黏着制动速度与减速度的关系。

再进一步，本实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照前述方法及装置的实施例，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

图6为本发明实施例的电子设备600的系统构成的示意框图。如图6所示，该电子设备600可以包括中央处理器100和存储器140；存储器140耦合到中央处理器100。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

一实施例中，列车防滑控制功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为进行如下控制：

对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制。

如图6所示，该电子设备600还可以包括：通信模块110、输入单元120、音频处理单元130、显示器160、电源170。值得注意的是，电子设备600也并不是必须要包括图6中所示的所有部件；此外，电子设备600还可以包括图6中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图6所示，中央处理器100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器100接收输入并控制电子设备600的各个部件的操作。

其中，存储器140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器100可执行该存储器140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元120向中央处理器100提供输入。该输入单元120例如为按键或触摸输入装置。电源170用于向电子设备600提供电力。显示器160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。

该存储器140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器140还可以是某种其它类型的装置。存储器140包括缓冲存储器141(有时被称为缓冲器)。存储器140可以包括应用/功能存储部142，该应用/功能存储部142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器100执行电子设备600的操作的流程。

存储器140还可以包括数据存储部143，该数据存储部143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器140的驱动程序存储部144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块110即为经由天线111发送和接收信号的发送机/接收机110。通信模块(发送机/接收机)110耦合到中央处理器100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)110还经由音频处理器130耦合到扬声器131和麦克风132，以经由扬声器131提供音频输出，并接收来自麦克风132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器130还耦合到中央处理器100，从而使得可以通过麦克风132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器131来播放本机上存储的声音。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在电子设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述电子设备中执行如上面实施例所述的列车防滑控制方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在电子设备中执行上面实施例所述的列车防滑控制。

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种列车防滑控制方法，其特征在于，所述的防滑控制方法包括：

对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制；

所述根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制包括：

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正，其中，在列车参考速度计算准则中，当列车减速度小于临界减速度时，以最高的轴速度作为列车参考速度，如果所有轴速度都下降较快，使得列车减速度大于临界减速度时，按临界滑行的减速度基准计算列车参考速度；

所述根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正包括：

在原有防滑控制策略基础上，当非黏着制动激活时，根据确定的非黏着制动的速度-减速度关系，修正列车参考速度计算的临界减速度，根据修正后的临界减速度，计算车辆参考速度，以保证参考速度计算的准确性；当非黏着制动激活时，根据确定的非黏着制动速度-减速度关系，对防滑判据复合矩阵中减速度阈值进行修正，以保证在干轨工况下不会引起防滑误动作。

2.如权利要求1所述的列车防滑控制方法，其特征在于，所述的列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线包括：不同初速度条件下的涡流制动速度与制动力特性曲线，磁轨制动速度与制动力特性曲线。

3.如权利要求1所述的列车防滑控制方法，其特征在于，所述的根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系包括：

根据非黏着制动时速度与制动力特性曲线和列车重量确定非黏着制动的独立减速度；

根据所述非黏着制动时速度与制动力特性曲线、确定的独立减速度确定非黏着制动速度与减速度的关系。

4.一种列车防滑控制装置，其特征在于，所述的防滑控制装置包括：

曲线获取模块，用于对列车进行非黏着制动测试获取列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线；

关系确定模块，用于根据列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线确定非黏着制动速度与减速度的关系；

修正模块，用于根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车防滑控制参数进行修正，以进行防滑控制；

所述的修正模块具体用于：

根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正，根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正，其中，在列车参考速度计算准则中，当列车减速度小于临界减速度时，以最高的轴速度作为列车参考速度，如果所有轴速度都下降较快，使得列车减速度大于临界减速度时，按临界滑行的减速度基准计算列车参考速度；

所述根据确定的非黏着制动速度与减速度的关系对列车临界减速度、防滑判据复合矩阵中的减速度阈值进行修正包括：

在原有防滑控制策略基础上，当非黏着制动激活时，根据确定的非黏着制动的速度-减速度关系，修正列车参考速度计算的临界减速度，根据修正后的临界减速度，计算车辆参考速度，以保证参考速度计算的准确性；当非黏着制动激活时，根据确定的非黏着制动速度-减速度关系，对防滑判据复合矩阵中减速度阈值进行修正，以保证在干轨工况下不会引起防滑误动作。

5.如权利要求4所述的列车防滑控制装置，其特征在于，所述的列车非黏着制动时速度与制动力特性曲线包括：不同初速度条件下的涡流制动速度与制动力特性曲线，磁轨制动速度与制动力特性曲线。

6.如权利要求4所述的列车防滑控制装置，其特征在于，所述关系确定模块包括：

减速度计算单元，用于根据非黏着制动时速度与制动力特性曲线和列车重量确定非黏着制动的独立减速度；

速度与减速度关系确定单元，用于根据所述非黏着制动时速度与制动力特性曲线、确定的独立减速度确定非黏着制动速度与减速度的关系。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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权利要求1至3任一项所述方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至3任一项所述方法的计算机程序。