CN115042836B - 基于牵引制动融合的冲动限制控制方法及装置 - Google Patents

基于牵引制动融合的冲动限制控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于牵引制动融合的冲动限制控制方法及装置，方法包括：中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；所述转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；所述非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位。

Description

基于牵引制动融合的冲动限制控制方法及装置
技术领域
本发明涉及融合控制技术领域，尤其涉及一种基于牵引制动融合的冲动限制控制方法及装置。
背景技术
列车运行过程中由于线路中存在的弯道，坡道及区域限速等因素，列车需要进行牵引、制动级位的变化，以及牵引状态和制动状态之间的频繁切换。在此过程中，因牵引、制动级位的变化过大和牵引、制动状态的切换，造成列车加速度/减速度的变化过大，使得乘车舒适性和安全性降低，影响车钩寿命。
目前解决上述问题的列车冲击限制方案为牵引系统与制动系统分别独立对列车做冲击限制。两系统之间没有配合，通常为约定一个固定的延时时间，这种方式就会产生牵引力/制动力还未完全退出时，制动力/牵引力已经施加的情况。这种情况会造成列车制动闸瓦的损耗，未能完全满足列车冲击限制的要求，对乘车舒适性的提升有限。
综上所述，如何使列车冲击限制做的更精确，提高乘客舒适性是目前本领域更需要解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于牵引制动融合的冲动限制控制方法及装置，以解决现有技术中的如何使列车冲击限制做的更精确的问题。
为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种基于牵引制动融合的冲动限制控制方法，所述方法包括：
中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；
当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；所述转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；
当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；所述非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位。
在一种可能的实现方式中，所述方法之前还包括：
所述中央控制单元采集司控台发送的牵引/制动级位；或者，
所述中央控制单元采集列车自动驾驶系统ATO发送的牵引/制动级位。
在一种可能的实现方式中，所述当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程具体包括：
当上一时刻为牵引状态时，当前时刻为制动级位时，所述中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为牵引指令，并根据上一时刻的牵引状态对应的牵引级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；当牵引级位达到阈值时，所述中央控制单元将牵制惰指令保持为制动指令，并根据所述阈值、当前时刻的制动级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；
当上一时刻为制动状态时，当前时刻为牵引级位时，所述中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为制动指令，根据上一时刻的制动状态对应的制动级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制，当制动级位达到阈值时，所述中央控制单元将牵制惰指令保持为牵引指令，根据所述阈值、当前时刻的牵引级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
在一种可能的实现方式中，所述当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程具体包括：
所述中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位、上一时刻的牵引/制动状态对应的级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
在一种可能的实现方式中，所述中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位、上一时刻的牵引/制动状态对应的级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制具体包括：
所述中央控制单元将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位作为初始值，将当前时刻的牵引/制动级位作为目标值，根据所述冲击限制变化率，由初始值增加/减少至目标值。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
当处于转换状态冲击限制过程中，中央控制单元采集到新的牵引/制动级位，所述中央控制单元将当前时刻新的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化。
第二方面，本发明提供了一种基于牵引制动融合的冲动限制控制装置，所述装置包括：
确定模块，所述确定模块用于根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；
转换状态冲击限制模块，所述转换状态冲击限制模块用于当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；所述转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；
非转换状态冲击限制模块，所述非转换状态冲击限制模块用于当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；所述非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位。
在一种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于：
当处于转换状态冲击限制过程中，中央控制单元采集到新的牵引/制动级位，所述中央控制单元将当前时刻新的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，实现如第一方面任一项所述的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法。
第四方面，本发明提供了一种芯片系统，包括存储器，以及与所述存储器通信连接的一个或多个处理器；
所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器实现如第一方面任一项所述的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法。
通过应用本发明提供的冲动限制控制方法及装置，通过中央控制单元对牵引指令、制动指令、级位进行统一管理，实现了对牵引、制动系统的统一控制，通过该中央控制单元实现列车冲击限制的精准控制，提高乘车舒适性，减小闸瓦磨耗，提高列车安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法流程示意图之一；
图2为本发明实施例提供的中央控制单元、牵引执行单元、制动执行单元的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的冲击限制过程时序图；
图4为本发明实施例提供的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法流程示意图之二；
图5为本发明实施例二提供的基于牵引制动融合的冲动限制控制装置结构示意图；
图6为本发明实施例三提供的计算机可读存储介质结构示意图；
图7为本发明实施例四提供的芯片系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例一
图1为本发明实施例提供的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法流程示意图之一。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤110，中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；
具体的，参见图2，中央控制单元分别和牵引执行单元、制动执行单元相连接，牵引控制器、制动控制器的功能融合在中央控制单元中。从而该中央控制单元通过融合牵引控制器和制动控制器的功能，实现了牵引控制和制动控制的融合。
当列车为人工驾驶状态时，中央控制单元周期性的采集司控台发送的牵引/制动级位；当列车为自动驾驶状态时，中央控制单元周期性的采集列车自动驾驶系统(AutomaTIc Train OperaTIon，ATO)发送的牵引/制动级位。
其中，牵引制动状态，包括牵引状态或者制动状态，牵引状态对应有牵引级位，制动状态对应有制动级位。
步骤120，当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；
其中，此处的列车状态变化，指的是列车从牵引状态变化至制动状态或者从制动状态变化至牵引状态。此处的阈值,可以是多次实验的经验值,比如阈值可以为0。
步骤120包括两种以下两种情况：
第一种、当上一时刻为牵引状态时，当前时刻为制动级位时，中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为牵引指令，并根据上一时刻的牵引状态对应的牵引级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；当牵引级位达到阈值时，中央控制单元将牵制惰指令保持为制动指令，并根据阈值、当前时刻的制动级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
具体的，中央控制单元判断当前牵引制动状态与上一时刻状态不同。如上一时刻为牵引状态，当前时刻为制动状态，则中央控制单元判断为牵引转制动过程。该过程时序如图3所示，首先中央控制单元下发牵制惰指令保持为牵引指令，保持时间根据上一时刻牵引级位与预设的冲击限制变化率计算得出。将上一时刻级位作为起始值，以冲击限制规定的冲击限制变化率，由起始值降低至0后，中央控制单元下发的牵制惰指令变为制动指令，将当前时刻级位作为目标值，以冲击限制规定的冲击限制变化率，由0上升至目标值。制动转牵引过程与牵引转制动过程相似，先保持下发制动指令，待制动级位完全降为0后，中央控制单元再下发牵引指令，牵引级位由0上升至目标级位。
第二种、当上一时刻为制动状态时，当前时刻为牵引级位时，中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为制动指令，根据上一时刻的制动状态对应的制动级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制，当制动级位达到阈值时，中央控制单元将牵制惰指令保持为牵引指令，根据阈值、当前时刻的牵引级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
步骤130，当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位。
具体的，中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位、上一时刻的牵引 /制动状态对应的级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
中央控制单元将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位作为初始值，将当前时刻的牵引/制动级位作为目标值，根据冲击限制变化率，由初始值增加/ 减少至目标值。
图4为本发明实施例提供的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法流程示意图之二。下面结合图4，对本申请的基于列车网络、牵引、制动融合的冲动限制控制方法进行具体的说明。
步骤401，牵制惰状态改变；
具体的，此处可以执行步骤110，以判断列车状态是否改变，当列车状态改变时，执行步骤401。
步骤402，判断上一时刻状态；
具体的，此处可以执行步骤110中的上一时刻状态采集，从而得到列车上一时刻是处于牵引状态还是处于制动状态，当上一时刻处于牵引状态时，执行步骤403，当上一时刻处于制动状态时，执行步骤410。
步骤403，进入牵引转制动状态；
步骤404，保持下发牵引指令；
具体的，将牵制惰指令保持为牵引指令。
步骤405，牵引级位按照固定斜率减小；
其中,此处的固定斜率,可以理解为预设的冲击限制变化率。
步骤406，牵引级位是否为0；
其中，判断牵引级位是否达到阈值，此处的阈值可以是0，当牵引级位达到阈值时，执行步骤407。当牵引级位未达到0时，执行步骤405。
步骤407，下发制动指令；
具体的，中央控制单元向制动执行单元发送制动指令，以使制动执行单元执行制动。
步骤408，制动级位按固定斜率增大；
具体的，按照预设的冲击限制变化率，制动级位增大。
步骤409，制动级位到达目标值；
其中，此处的目标值，指的是当前时刻的制动级位。
步骤410，当上一时刻为制动状态时，进入制动转牵引状态；
具体的，当当前时刻和上一时刻的状态不同时，如果上一时刻为制动状态，当前时刻采集到的是牵引级位，则进入制动转牵引状态。
步骤411，保持下发制动指令；
具体的，中央控制单元将牵制惰指令保持为制动指令。
步骤412，制动级位按照固定斜率减小；
步骤413，制动级位是否为0；
具体的，判断制动级位是否达到阈值，比如0，当制动级位达到阈值时，执行步骤414。当制动级位未达到0时，执行步骤412。
步骤414，下发牵引指令；
具体的，中央控制单元向牵引执行单元发送牵引指令。
步骤415，牵引级位按固定斜率增大；
具体的，中央控制单元控制牵引级位按照预设的冲击限制变化率进行变化，直到牵引级位到达目标值。
步骤416，牵引级位到达目标值；
步骤417，结束。
通过应用本发明提供的冲动限制控制方法，通过中央控制单元对牵引指令、制动指令、级位进行统一管理，实现了对牵引、制动系统的统一控制，通过该中央控制单元实现列车冲击限制的精准控制，提高乘车舒适性，减小闸瓦磨耗，提高列车安全性。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的基于牵引制动融合的冲动限制控制装置结构示意图，如图5所示，该装置包括：确定模块510，转换状态冲击限制模块 520和非转换状态冲击限制模块530。
确定模块510用于根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；
转换状态冲击限制模块520用于当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；
非转换状态冲击限制模块530用于当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位。
进一步的，该装置还包括采集模块540。
该采集模块540用于采集司控台发送的牵引/制动级位；或者，采集列车自动驾驶系统ATO发送的牵引/制动级位。
进一步的，转换状态冲击限制模块具体用于：
当上一时刻为牵引状态时，当前时刻为制动级位时，生成牵制惰指令，并保持为牵引指令，并根据上一时刻的牵引状态对应的牵引级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；当牵引级位达到阈值时，将牵制惰指令保持为制动指令，并根据阈值、当前时刻的制动级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；
当上一时刻为制动状态时，当前时刻为牵引级位时，生成牵制惰指令，并保持为制动指令，根据上一时刻的制动状态对应的制动级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制，当制动级位达到阈值时，将牵制惰指令保持为牵引指令，根据阈值、当前时刻的牵引级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
进一步的，当列车状态未变化时，非转换状态冲击限制模块具体用于：根据当前时刻的牵引/制动级位、上一时刻的牵引/制动状态对应的级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
进一步的，冲击限制控制模块具体用于：将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位作为初始值，将当前时刻的牵引/制动级位作为目标值，根据冲击限制变化率，由初始值增加/减少至目标值。
进一步的，当处于转换状态冲击限制过程中，采集模块540采集到新的牵引/制动级位，确定模块将当前时刻新的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/ 制动状态，确定列车状态是否变化。
实施例三
本发明实施例三提供了一种计算机可读存储介质，如图6所示，包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，实现如第一方面任一项所述的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法。
实施例四
本发明实施例四提供了一种芯片系统，如图7所示，包括存储器，以及与所述存储器通信连接的一个或多个处理器；
所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器实现如第一方面任一项所述的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于牵引制动融合的冲动限制控制方法，其特征在于，所述方法包括：
中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；
当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；所述转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；
当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；所述非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位；
所述当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程具体包括：
当上一时刻为牵引状态时，当前时刻为制动级位时，所述中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为牵引指令，并根据上一时刻的牵引状态对应的牵引级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；当牵引级位达到阈值时，所述中央控制单元将牵制惰指令保持为制动指令，并根据所述阈值、当前时刻的制动级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；
当上一时刻为制动状态时，当前时刻为牵引级位时，所述中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为制动指令，根据上一时刻的制动状态对应的制动级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制，当制动级位达到阈值时，所述中央控制单元将牵制惰指令保持为牵引指令，根据所述阈值、当前时刻的牵引级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之前还包括：
所述中央控制单元采集司控台发送的牵引/制动级位；或者，
所述中央控制单元采集列车自动驾驶系统ATO发送的牵引/制动级位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程具体包括：
所述中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位、上一时刻的牵引/制动状态对应的级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央控制单元根据当前时刻的牵引/制动级位、上一时刻的牵引/制动状态对应的级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制具体包括：
所述中央控制单元将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位作为初始值，将当前时刻的牵引/制动级位作为目标值，根据所述冲击限制变化率，由初始值增加/减少至目标值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当处于转换状态冲击限制过程中，中央控制单元采集到新的牵引/制动级位，所述中央控制单元将当前时刻新的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化。
6.一种基于牵引制动融合的冲动限制控制装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，所述确定模块用于根据当前时刻的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化；
转换状态冲击限制模块，所述转换状态冲击限制模块用于当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程；所述转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为阈值，再将阈值变化为当前时刻的牵引/制动级位；
非转换状态冲击限制模块，所述非转换状态冲击限制模块用于当列车状态未变化时，进入非转换状态冲击限制过程；所述非转换状态冲击限制过程包括将上一时刻的牵引/制动状态对应的级位变化为当前时刻的牵引/制动级位；
所述当列车状态变化时，进入转换状态冲击限制过程具体包括：
当上一时刻为牵引状态时，当前时刻为制动级位时，中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为牵引指令，并根据上一时刻的牵引状态对应的牵引级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；当牵引级位达到阈值时，所述中央控制单元将牵制惰指令保持为制动指令，并根据所述阈值、当前时刻的制动级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制；
当上一时刻为制动状态时，当前时刻为牵引级位时，所述中央控制单元生成牵制惰指令，并保持为制动指令，根据上一时刻的制动状态对应的制动级位、阈值和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制，当制动级位达到阈值时，所述中央控制单元将牵制惰指令保持为牵引指令，根据所述阈值、当前时刻的牵引级位和预设的冲击限制变化率，进行冲击限制控制。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括采集模块；
当处于转换状态冲击限制过程中，所述采集模块采集到新的牵引/制动级位，所述确定模块将当前时刻新的牵引/制动级位与上一时刻的牵引/制动状态，确定列车状态是否变化。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，实现如权利要求1-5任一项所述的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法。
9.一种芯片系统，其特征在于，包括存储器，以及与所述存储器通信连接的一个或多个处理器；
所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5任一项所述的基于牵引制动融合的冲动限制控制方法。
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