CN114407973A - 平稳操纵曲线确定方法、系统、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种平稳操纵曲线确定方法、系统、装置和计算机设备。所述方法包括：获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数；根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数；根据阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。采用本方法能够提高铁路货运列车操纵指导信息的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及货运列车操纵技术领域，特别是涉及一种平稳操纵曲线确定方法、系统、装置和计算机设备。
背景技术
铁路货运列车为物流的主要运输方式之一，随着社会经济发展，物流需求越来越大，特别是煤炭等大宗货物的运输，因此，铁路货运列车的车载重量也在增加，铁路货运列车运行时间正常，给列车司机进行列车操纵时带来困难。因此，对列车司机给予必要的列车操纵指导提示，可以减轻司机劳动强度。
目前铁路货运列车操纵指导技术主要为静态曲线指导。即机务段内有专门的运用部门，根据优秀司机的运行记录，经手工调整，拼凑成一条固定的经验曲线。然后根据这条固定的经验曲线，采用简单的存储和显示。然后根据列车运行的位置或时间，按照曲线上对应位置或速度，给出对应的简单提示。
然而，经发明人研究发现，现有方法中，铁路货运列车操纵指导信息存在准确性低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高操纵指导信息准确性的平稳操纵曲线确定方法、系统、装置和计算机设备。
第一方面，本申请提供了一种平稳操纵曲线确定方法，应用于铁路货运列车。所述方法包括：
获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数；
根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数；
根据阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
在其中一个实施例中，输出目标区段对应的目标速度曲线的步骤之后，包括：
根据目标区段内的实时速度，生成目标区段对应的实时速度曲线；
根据目标速度曲线与实时速度曲线，确定列车阻力差值，并根据列车阻力差值，对阻力参数进行阻力修正；
基于阻力修正后的阻力参数，输出阻力修正后的目标速度曲线。
在其中一个实施例中，牵引参数为牵引系数；根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数的步骤，包括：
根据固定参数和司控器级位，确定目标牵引电流；
根据目标牵引电流和减压量，计算牵引系数；牵引系数用于反映铁路货运列车的总动力。
在其中一个实施例中，第二实时信息还包括实时牵引电流；根据目标牵引电流和减压量，计算牵引系数的步骤，包括：
根据实时牵引电流，对目标牵引电流进行电流修正；
根据减压量和电流修正后的牵引电流，计算牵引系数。
在其中一个实施例中，固定参数还包括列车编组；第一实时信息还包括铁路货运列车的里程和铁路货运列车的运行时刻；所述方法还包括：
获取铁路货运列车的实时路况信息；
根据里程、运行时刻、列车编组和实时路况信息，计算铁路货运列车的目标输出功率；
基于目标输出功率，输出操纵手柄指导信息。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据目标速度曲线，输出铁路货运列车的目标点的指导速度值及前方站点的到达时间。
第二方面，本申请还提供了一种平稳操纵曲线确定系统，应用于铁路货运列车，铁路货运列车包括LKJ和机车工况屏，所述系统包括：控制电路、参数采集电路和显示电路；
显示电路连接参数采集电路，用于连接LKJ；参数采集电路连接控制电路，用于连接机车工况屏；控制电路连接显示电路；
参数采集电路通过显示电路获取LKJ记录的第一实时信息和固定参数，以及获取机车工况屏显示的第二实时信息；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
控制电路用于实现上述的方法的步骤；
显示电路用于显示目标区段对应的目标速度曲线。
第三方面，本申请还提供了一种平稳操纵曲线确定装置，应用于铁路货运列车，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
阻力确定模块，用于根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数；
牵引确定模块，用于根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数；
速度曲线输出模块，用于根据阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。
第五方面，本申请还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，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述平稳操纵曲线确定方法、系统、装置和计算机设备，通过获取铁路货运列车的第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数；并根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数；如此可以得到铁路货运列车运行过程中，实时的阻力参数和牵引参数；并根据实时的阻力参数、实时的牵引参数、坡道参数和实时速度，输出目标区段对应的目标速度曲线，从而可以得到铁路货运列车在运行过程中实时的操纵指导信息，进而提高了铁路货运列车操纵指导信息的准确性。
附图说明
图1为一个实施例中平稳操纵曲线确定方法的第一流程示意图；
图2为一个实施例中平稳操纵曲线确定方法的第二流程示意图；
图3为一个实施例中根据目标牵引电流和减压量，计算牵引系数的步骤的流程示意图；
图4为一个实施例中平稳操纵曲线确定方法的第三流程示意图；
图5为一个实施例中一种平稳操纵曲线确定系统的结构框图；
图6为一个实施例中一种平稳操纵曲线确定装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种平稳操纵曲线确定方法，包括以下步骤：
步骤S102，获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；
其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数。
其中，减压量用于反映铁路货运列车的制动，司控器级位为司机控制器的手柄级位。
具体地，可以从铁路货运列车的LKJ(列车运行监控记录装置)中获取第一实时信息和固定参数，可以从铁路货运列车的机车工况屏中获取第二实时信息。
在其中一个实施例中，第一实时信息还包括铁路色灯信号和股道侧线信息，铁路色灯信号用于反映铁路货运列车的通行情况，股道侧线信息用于反映铁路货运列车的限速。
步骤S104，根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数。
其中，阻力参数可以用于反映铁路货运列车受到的阻力，阻力包括车轮摩擦力和风阻力。
具体地，根据铁路货运列车运行过程中的实时速度和铁路货运列车的固定参数，可以计算得到铁路货运列车的阻力参数。
在其中一个实施例中，根据铁路货运列车的实时速度，计算得到铁路货运列车运行过程中的阻力，根据阻力和固定参数，计算得到铁路货运列车的阻力参数。其中，阻力为妨碍铁路货运列车运行的作用力，阻力参数为反映阻力大小的参数。
步骤S106，根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数。
其中，牵引参数反映铁路货运列车的总牵引力，总牵引力包括铁路货运列车的牵引/电制力和铁路货运列车的空气制动力。
具体地，可以根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的总牵引力，并根据总牵引力计算铁路货运列车的牵引参数。
在其中一个实施例中，可以根据固定参数和司控器级位，计算铁路货运列车的牵引/电制力，根据减压量计算铁路货运列车的空气制动力，并根据牵引/电制力和空气制动力确定牵引参数。
步骤S108，根据阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
其中，坡道参数可以反映铁路货运列车运行过程中所收到的坡道力，铁路货运列车所受到的坡道力随铁路货运列车的位置变动而改变。
具体地，可以根据阻力参数与实时速度、牵引参数与实时速度、坡道参数与实时速度，计算目标区段内的目标速度，以生成目标速度曲线，并可以输出目标区段对应的目标速度曲线，以指导司机对铁路货运列车进行操纵。
本实施例中，通过获取铁路货运列车的第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数；并根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数；如此可以得到铁路货运列车运行过程中，实时的阻力参数和牵引参数；并根据实时的阻力参数、实时的牵引参数、坡道参数和实时速度，输出目标区段对应的目标速度曲线，从而可以得到铁路货运列车在运行过程中实时的操纵指导信息，进而提高了铁路货运列车操纵指导信息的准确性。
在一个实施例中，铁路货运列车的阻力加速度和铁路货运列车的总牵引力加速度均与铁路货运列车的实时速度成二次函数关系，坡道力加速度与路货运列车的位移量成一次函数的关系。
其中，阻力参数为阻力加速度与实时速度所构成的二次函数的系数，牵引参数为总牵引力加速度与实时速度所构成的二次函数的系数，坡道参数为坡道加速度与列车的位移所构成的一次函数的系数。
在具体实现中，阻力参数包括二次项阻力系数、一次项阻力系数和阻力常数；牵引参数包括二次项牵引系数、一次项牵引系数和牵引常数；坡道参数包括一次项坡道系数和坡道常数。
具体地，根据二次项阻力系数、一次项阻力系数、阻力常数、二次项牵引系数、一次项牵引系数、牵引常数、一次项坡道系数和坡道常数，确定目标区段内的目标速度曲线。
在一个具体的实施例中，铁路货运列车的在运行过程中受到总牵引力、阻力以及坡道力的作用；其中，总牵引力以铁路货运列车的前进方向为正方向，阻力以铁路货运列车的前进方向为负方向，坡道力以铁路货运列车的前进方向为负方向。则可以建立以下表达式：
C＝F-W-I (1)
F＝F1+Z (2)
其中，C为铁路货运列车的在运行过程中受到的合力，F为总牵引力，W为阻力，I为坡道力，F1为牵引/电制力，Z为空气制动力。
总牵引力加速度可以由以下表达式(3)进行计算：
fa＝F/(M1+M2)*r (3)
其中，fa为总牵引力加速度，M1、M2分别为机车的质量和车辆的质量，r为回转系数，一般取r＝1.6。
牵引/电制力和空气制动力(即总牵引力)，在级位/减压恒定的情况下，可以用二次函数将总牵引力和实时速度进行拟合。因此，总牵引力加速度与速度也成二次函数的关系，可以得到以下表达式(4)：
fa＝b0v2+c0v+d0 (4)
其中，b0为二次项牵引系数，c0为一次项牵引系数，d0牵引常数，v为实时速度。
根据计算铁路货运列车的阻力的公式，可以得到阻力加速度与实时速度成二次函数的关系，表达式(5)如下：
wa＝b1v2+c1v+d1 (5)
其中，wa为阻力加速度，b1为二次项阻力系数，c1为一次项阻力系数，d1为阻力常数，v为实时速度。
坡道力加速度为重力加速度的切向加速度，因此坡道力加速度可以根据以下表达式(6)计算得到：
ia＝g*p (6)
其中，ia为坡道力加速度，g为重力加速度，p为坡度。
铁路货运列车在运行过程中，处在不同坡段上，整体平均坡度随铁路货运列车的位置变动而变动，因此坡道力加速度为铁路货运列车的位移量的一次函数。可由以下表达式(7)表示：
ia＝kx+m (7)
其中，k为一次项坡道系数，m为坡道常数。
根据表达式(4)、(5)、(7)，可以表达式(8)得到铁路货运列车的合力加速度：
a＝fa-wa-ia＝(b0v2+c0v+d0)-(b1v2+c1v+d1)-(kx+m) (8)
其中，a为合力加速度。
在具体实现中，铁路货运列车的运行方程(9)：
根据表达式(8)和运行方程(9)，可以得到微分方程(10)：
vdv＝[(b0v2+c0v+c0)-(b1v2+c1v+d1)-(kx+m)]dx (10)
根据b0、c0、c0、b1、c1、d1、k、m，求解微分方程(10)，可以得到铁路货运列车前方目标距离对应的目标速度，进而可以生成目标区段的目标速度曲线。
在一个具体的实施例中，可将微分方程(10)中的常数项，以及关于速度的二次项系数和一次项系数进行合并，也即将二次项阻力系数与二次项牵引系数进行合并，将一次项阻力系数与一次项牵引系数进行合并，将阻力常数、牵引常数和坡道常数进行合并，得到微分方程(11)：
vdv＝(bv2+cv+d-kx)dx (11)
根据b、c、d、k，求解微分方程(10)，可以得到铁路货运列车前方目标距离对应的目标速度，进而可以生成目标区段的目标速度曲线。
在一个实施例中，如图2所示，输出目标区段对应的目标速度曲线的步骤之后，包括：
步骤S202，根据目标区段内的实时速度，生成目标区段对应的实时速度曲线；
步骤S204，根据目标速度曲线与实时速度曲线，确定列车阻力差值，并根据列车阻力差值，对阻力参数进行阻力修正；
步骤S206，基于阻力修正后的阻力参数，输出阻力修正后的目标速度曲线。
其中，列车阻力差值为铁路货运列车在运行过程中，计算得到的阻力与实际阻力的差值。
具体地，铁路货运列车司机可参考目标区段内的目标速度曲线进行操纵列车，根据铁路货运列车在目标区段内运行的实时速度，生成目标区段对应的实时速度曲线。可以根据目标速度曲线和实时速度曲的平均速度差，确定铁路货运列车阻力差值；并根据列车阻力差值，确定铁路货运列车的设定阻力参数与铁路货运列车的实际阻力参数的差值，以对阻力参数进行修正。
基于修正后的阻力参数，进一步根据修正后的阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出阻力修正后的目标区段内的目标速度曲线。
可以理解，铁路货运列车在运行过程中，目标区段可以不断更新，对阻力参数进行修正前的目标区段可以与对阻力参数进行修正后的目标区段不相同。
在具体实现中，目标区段为铁路货运列车实时运行过程中，第一目标点到第二目标点的距离、且在铁路货运列车前进方向上，第二目标点在第一目标前方，例如，第一目标点为获取数据的时刻下，铁路货运列车所在的地点，第二目标点为距离第一目标点4.5km(千米)的地点。
本实施例中，通过对阻力参数进行修正，并输出阻力修正后的目标速度曲线。可以在天气环境变化的情况下，实时对铁路货运列车进行操纵指导，从而可以进一步提高铁路货运列车操纵指导信息的准确性。
在一个实施例中，牵引参数为牵引系数；根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数的步骤，包括：
根据固定参数和司控器级位，确定目标牵引电流；
根据目标牵引电流和减压量，计算牵引系数；牵引系数用于反映铁路货运列车的总动力。
其中，固定参数包括铁路货运列车的总重、长度、辆数和空重车，铁路货运列车司机可以通过控制司控器级位来对牵引力进行控制，目标牵引电流为铁路货运列车中提供动力的装置应输出的牵引电流。
具体地，根据司控器级位以及铁路货运列车的总重、长度、辆数和空重车，确定目标牵引电流。根据目标牵引电流，可以确定牵引/电制力，并根据减压量确定空气制动力。根据牵引/电制力和空气制动力，计算牵引系数。
在一个实施例中，如图3所示，第二实时信息还包括实时牵引电流；根据目标牵引电流和减压量，计算牵引系数的步骤，包括：
步骤S302，根据实时牵引电流，对目标牵引电流进行电流修正；
步骤S304，根据减压量和电流修正后的牵引电流，计算牵引系数。
其中，实时牵引电流为铁路货运列车中提供动力的装置实际输出的牵引电流。
具体地，根据实时牵引电流以及目标牵引电流，可以得到牵引电流的差值，根据牵引电流的差值，可以对目标牵引电流进行修正。并根据减压量和修正后的牵引电流，计算得到修正后的牵引系数。
本实施例中，对牵引电流进行修正，并根据修正后的牵引电流，计算牵引系数，可以得到更准确的目标速度曲线，从提高提高铁路货运列车操纵指导信息的准确性。
在一个实施例中，固定参数还包括列车编组；第一实时信息还包括铁路货运列车的里程和铁路货运列车的运行时刻；如图4所示，所述方法还包括：
步骤S402，获取铁路货运列车的实时路况信息；
步骤S404，根据里程、运行时刻、列车编组和实时路况信息，计算铁路货运列车的目标输出功率；
步骤S406，基于目标输出功率，输出操纵手柄指导信息。
其中，实时路况信息包括车站信息、股道信息以及其他可以影响铁路货运列车速度的信息；列车编组包括列车辆数、总重；目标输出功率可以为铁路货运列车中提供动力的装置的输出功率；操纵手柄指导信息可以为司机控制器的级位信息。
具体地，可以从LKJ中获取其记录的实时路况信息，根据里程、运行时刻、列车编组和实时路况信息，计算铁路货运列车所要达到的速度需要对应输出的功率；可以基于铁路货运列车需要输出的功率，输出操纵手柄指导信息，以使司机能够按照指导信息对铁路货运列车进行操纵，使铁路货运列车达到所需的速度。
本实施例中，输出操纵手柄指导信息，司机可根据操纵手柄指导信息进行操纵，减轻司机劳动强度。
在一个实施例中，所述方法还包括：
根据目标速度曲线，输出铁路货运列车的目标点的指导速度值及前方站点的到达时间。
其中，目标点可以为列车站点。
具体地，根据目标速度曲线，确定目标点的指导速度值；以及根据目标速度曲线和到达前方站点对应的距离，确定前方站点的到达时间；并输出目标点的指导速度值及前方站点的到达时间。
本实施例中，供输出目标点的指导速度值及前方站点的到达时间，可以使司机更好地操纵铁路货运列车，并可使且司机提前做好到达站点的准备，避免铁路货运列车在站点超速行驶，提高了驾驶铁路货运列车的安全性。
在一个实施例中，还根据铁路色灯信号、股道侧线信和交路信息对铁路货运列车的要求，进行目标速度确认，并生成目标速度曲线。
在一个实施例中，还根据窗口限速值确定最高目标速度，其中，窗口限速值为LKJ的限速值，可以为3km/h(千米/小时)；例如，当铁路货运列车所运行的目标区段限速为80km/h，根据3km/h的窗口限速值，则最高目标速度应为77km/h。根据窗口限速值确定最高目标速度，可以确保铁路货运列车司机按指导信息行车时不会发生超速，提高铁路货运列车运行的安全性。
在一个实施例中，获取司机输入的赶点时分信息，并根据赶点时分信息，计算当前位置到前方停车站进站信号机的速度，并对目标速度进行赶点修正，并输出赶点修正后的指导信息。
在一个实施例中，根据工务施工慢行揭示信息和临时限速信息，对目标速度进行限速修正，并输出限速修正后的目标速度和操纵手柄指导信息。其中，工务施工慢行揭示信息可以为通过IC卡输入到LKJ中的信息，临时限速信息可以为铁路货运列车司机根据调度命令输入的信息。
在一个实施例中，根据地面数据和运行记录数据文件、列车点单数据文件、工务坡度DBF文件，生成平稳操纵数据结构，可以从平稳操纵数据结构中获取所需要的信息。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的平稳操纵曲线确定方法的平稳操纵曲线确定系统。该系统所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个平稳操纵曲线确定系统实施例中的具体限定可以参见上文中对于平稳操纵曲线确定方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种平稳操纵曲线确定系统，应用于铁路货运列车，铁路货运列车包括LKJ和机车工况屏，所述系统包括：控制电路510、参数采集电路520和显示电路530。
显示电路530连接参数采集电路520，用于连接LKJ；参数采集电路520连接控制电路510，用于连接机车工况屏；控制电路510连接显示电路530；
参数采集电路520通过显示电路530获取LKJ记录的第一实时信息和固定参数，以及获取机车工况屏显示的第二实时信息；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
控制电路510用于实现上述的方法的步骤；
显示电路530用于显示目标区段对应的目标速度曲线。
在一个具体的实施例中，控制电路包括操纵指导电路和牵引计算电路；
牵引计算电路用于根据阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
操纵指导电路用于获取铁路货运列车的实时路况信息；根据里程、运行时刻、列车编组和实时路况信息，计算铁路货运列车的目标输出功率；基于目标输出功率，输出操纵手柄指导信息。
在一个实施例中，显示电路包括DT50(行车安全数据终端)屏显，参数采集电路通过以太网与DT50屏显连接，DT50屏显用于通过MT 50(车载无线传输装置)获取LKJ记录的第一实时信息和固定参数，并将第一实时信息和固定参数传输给参数采集电路。
在一个实施例中，参数采集电路通过RS-485连接机车工况屏。
在一个实施例中，控制电路将目标区段对应的目标速度曲线传输给DT50屏显，DT50屏显显示目标速度曲线。
在一个实施例中，所述系统还包括通信控制电路和电源电路。
在一个具体的实施例中，控制电路为STM32H743芯片，该芯片处理能力高达1027DMIPS(每百万条整数计算测试)。STM32H743片的1M×8位RAM和2M×8位Flash，能够充分发挥片内高速流水线能力，不必受片外PCB总线速度制约，使实际计算能力接近理论计算能力，同时，插件还在板扩展了NandFlash 128M×8位NandFlash存储器，在文件系统的管理下，NandFlash是一个高速固态硬盘，存储基础数据、运行记录数据和缺省球设置参数等，及程序备份。系统在电力机车应用，突发掉电情况较少，一般是主动掉电。在本插件有掉电备用电池，主要用以插件拔下后维持MPU片内掉电保护RAM和片外实时钟等。使用1片非充电纽扣电池CR2032，不考虑漏电流的使用时间可达5年以上，系统具有2个主控插件，每个主控插件包括两个完全独立的CPU系统模块，可以根据需求灵活地组成并行计算模式、热备模式或2取2表决模式。
在一个具体的实施例中，采用STM32F767作为通信控制电路的CPU，系统硬件设计的简统化和软件的兼容性对设计成本显得更为重要。在本系统中，控制电路的CPU(STM32H743)是STM32F767的升级版本，片内硬件资源和封装基本兼容，应用软件代码级也基本兼容，因此可以选择STM32F767作通信控制电路的CPU。
其中，通信电路的参数包括：1)4路CAN通信通道；2)1路以太网通道；3)1路USBHOST/DEVICE通道；4)2路422/485通信通道。
在一个具体的实施例中，电源电路采用二级供电模式：电源插件实现一次供电，将DC 110V高压电源，通过过压抑制吸收和开关电源电路，转换成DC 24V一次低压电源，通过模板输送给各功能电路。各功能电路还具有二次电源模块，将DC 24V电源转换成该电路需要的各等级电压。电源电路的功能比较单一，具体电路为两个高可靠宽输入40V(瓦)电源模块，两电源模块互为在线热备，通过汇流方式向母模板输出DC24V一次电源。
在一个实施例中，控制电路的用于实现上述方法的算法可以为以C++语言进行编写的算法。
在一个实施例中，根据各优化算法，将目标速度曲线计算时间限缩在一个较小的范围内，作为一个示例，目标速度曲线计算时间在1秒以下。
在一个实施例中，参数采集电路还用于分别连接铁路货运列车微机系统、LKJ和机车状态屏。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的平稳操纵曲线确定方法的平稳操纵曲线确定装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个平稳操纵曲线确定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于平稳操纵曲线确定方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种平稳操纵曲线确定装置，包括：信息获取模块610、阻力确定模块620、牵引确定模块630和速度曲线输出模块640，其中：
信息获取模块610用于获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，第一实时信息包括实时速度和减压量，第二实时信息包括司控器级位，固定参数为铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
阻力确定模块620用于根据实时速度和固定参数，确定铁路货运列车的阻力参数；
牵引确定模块630用于根据固定参数、减压量和司控器级位，确定铁路货运列车的牵引参数；
速度曲线输出模块640用于根据阻力参数、牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
在一个实施例中，速度曲线输出模块640包括：实时速度单元、阻力修正单元和修正曲线输出单元。
实时速度模块用于根据目标区段内的实时速度，生成目标区段对应的实时速度曲线。阻力修正模块用于根据目标速度曲线与实时速度曲线，确定列车阻力差值，并根据列车阻力差值，对阻力参数进行阻力修正。修正曲线输出单元用于基于阻力修正后的阻力参数，输出阻力修正后的目标速度曲线
在一个实施例中，牵引参数为牵引系数；牵引确定模块630包括目标电流单元和牵引系数单元。
目标电流单元用于根据固定参数和司控器级位，确定目标牵引电流。牵引系数单元用于根据目标牵引电流和减压量，计算牵引系数；牵引系数用于反映铁路货运列车的总动力。
在一个实施例中，第二实时信息还包括实时牵引电流；牵引系数单元包括电流修正单元和牵引修正单元。
电流修正单元用于根据实时牵引电流，对目标牵引电流进行电流修正。牵引修正单元用于根据减压量和电流修正后的牵引电流，计算牵引系数。
在一个实施例中，固定参数还包括列车编组；第一实时信息还包括铁路货运列车的里程和铁路货运列车的运行时刻；所述装置还包括：路况获取模块、功率计算模块和指导信息模块。
路况获取模块用于获取铁路货运列车的实时路况信息。功率计算模块用于根据里程、运行时刻、列车编组和实时路况信息，计算铁路货运列车的目标输出功率。指导信息模块用于基于目标输出功率，输出操纵手柄指导信息。
在一个实施例中，所述装置还包括：到达时间模块。
到达时间模块用于根据目标速度曲线，输出铁路货运列车的目标点的指导速度值及前方站点的到达时间。
上述平稳操纵曲线确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种平稳操纵曲线确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是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非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种平稳操纵曲线确定方法，其特征在于，应用于铁路货运列车，所述方法包括：
获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，所述第一实时信息包括实时速度和减压量，所述第二实时信息包括司控器级位，所述固定参数为所述铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
根据所述实时速度和所述固定参数，确定所述铁路货运列车的阻力参数；
根据所述固定参数、所述减压量和所述司控器级位，确定所述铁路货运列车的牵引参数；
根据所述阻力参数、所述牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出目标区段对应的目标速度曲线的步骤之后，包括：
根据所述目标区段内的实时速度，生成所述目标区段对应的实时速度曲线；
根据所述目标速度曲线与所述实时速度曲线，确定列车阻力差值，并根据所述列车阻力差值，对所述阻力参数进行阻力修正；
基于所述阻力修正后的阻力参数，输出所述阻力修正后的目标速度曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牵引参数为牵引系数；根据所述固定参数、所述减压量和所述司控器级位，确定所述铁路货运列车的牵引参数的步骤，包括：
根据所述固定参数和所述司控器级位，确定目标牵引电流；
根据所述目标牵引电流和所述减压量，计算所述牵引系数；所述牵引系数用于反映所述铁路货运列车的总动力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二实时信息还包括实时牵引电流；根据所述目标牵引电流和所述减压量，计算所述牵引系数的步骤，包括：
根据所述实时牵引电流，对所述目标牵引电流进行电流修正；
根据所述减压量和所述电流修正后的牵引电流，计算所述牵引系数。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述固定参数还包括列车编组；第一实时信息还包括所述铁路货运列车的里程和所述铁路货运列车的运行时刻；所述方法还包括：
获取所述铁路货运列车的实时路况信息；
根据所述里程、所述运行时刻、所述列车编组和所述实时路况信息，计算所述铁路货运列车的目标输出功率；
基于所述目标输出功率，输出操纵手柄指导信息。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述目标速度曲线，输出所述铁路货运列车的目标点的指导速度值及前方站点的到达时间。
7.一种平稳操纵曲线确定系统，应用于铁路货运列车，所述铁路货运列车包括LKJ和机车工况屏，所述系统包括：控制电路、参数采集电路和显示电路；
所述显示电路连接所述参数采集电路，用于连接所述LKJ；所述参数采集电路连接所述控制电路，用于连接所述机车工况屏；所述控制电路连接所述显示电路；
所述参数采集电路通过所述显示电路获取所述LKJ记录的第一实时信息和固定参数，以及获取所述机车工况屏显示的第二实时信息；其中，所述第一实时信息包括实时速度和减压量，所述第二实时信息包括司控器级位，所述固定参数为所述铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
所述控制电路用于实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤；
所述显示电路用于显示目标区段对应的目标速度曲线。
8.一种平稳操纵曲线确定装置，其特征在于，应用于铁路货运列车，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取第一实时信息、第二实时信息和固定参数；其中，所述第一实时信息包括实时速度和减压量，所述第二实时信息包括司控器级位，所述固定参数为所述铁路货运列车在运行过程中保持不变的列车参数；
阻力确定模块，用于根据所述实时速度和所述固定参数，确定所述铁路货运列车的阻力参数；
牵引确定模块，用于根据所述固定参数、所述减压量和所述司控器级位，确定所述铁路货运列车的牵引参数；
速度曲线输出模块，用于根据所述阻力参数、所述牵引参数和坡道参数，输出目标区段对应的目标速度曲线。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，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6中任一项所述的方法的步骤。
10.一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权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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