CN115158398A - 基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法,包括：数据处理层以结构文本语言对所在设备和与所在设备相连接的执行设备进行生命信号运算及进行判断，载荷数据判断取值，轴速数据判断取值，级位运算和冲击限制处理，牵引力计算并分配，制动力计算并分配，空电转换速度计算；逻辑处理层以梯形图语言进行生命信号逻辑处理，各工况载荷取值，各工况速度取值，各工况级位取值，牵引力和牵引指令管理，制动指令和制动力指令管理，电空配合与空电转换管理，保持制动管理；系统功能层以连续功能图语言封装生命信号处理功能，载荷处理功能，速度处理功能、级位及冲击限制处理功能，牵制惰工况判断，牵引、制动管理功能，防滑管理功能。

Description

基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法

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控制系统的架构实现方法。

背景技术

当前轨道交通车辆的牵引系统和制动系统的功能管理控制平台不同，控制方法和实现过程差异大，导致牵引系统和制动系统的开发过程独立，联合调试困难，最终致使牵引系统管理功能和制动系统管理功能相对独立，控制过程割裂，控制链路冗长，影响车辆整体性能的发挥。

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控制系统的架构实现方法，以解决现有技术中的联合调试困难、控制过程割裂等问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法,所述方法包括：

数据处理层以结构文本语言对所在设备和与所在设备相连接的执行设备进行生命信号运算及进行判断，载荷数据判断取值，轴速数据判断取值，级位运算和冲击限制处理，牵引力计算并分配，制动力计算并分配，空电转换速度计算，电制动、空气制动防滑处理，超速与零速判断；

逻辑处理层以梯形图语言进行生命信号逻辑处理，各工况载荷取值，各工况速度取值，各工况级位取值，牵引力和牵引指令管理，制动指令和制动力指令管理，电空配合与空电转换管理，保持制动管理，零速与超速逻辑处理；

系统功能层以连续功能图语言封装生命信号处理功能，载荷处理功能，速度处理功能、级位及冲击限制处理功能，牵制惰工况判断，牵引管理功能，制动管理功能，防滑管理功能，超速与零速功能。

在一种可能的实现方式中，所述数据处理层，对所在设备和与所在设备相连接的执行设备进行生命信号运算及进行判断，具体包括：

获取所在的一级控制单元的生命信号或者二级控制单元的生命信号，获取执行层设备中的牵引控制器ICM的生命信号和执行层设备中的制动控制器APM的生命信号；

对于生命信号存在和不存在的设备，以不同的标识进行标记。

在一种可能的实现方式中，所述载荷数据判断取值，轴速数据判断取值，级位运算和冲击限制处理具体包括：

所述载荷数据判断取值，包括：判断载荷数据是否在预设的有效范围内，以及判断载荷数据的有效标志位是否置位；当载荷数据在预设的有效范围内，且载荷数据的有效标志位置位时，将载荷数据传递给逻辑处理层；

所述轴速数据判断取值，包括：判断轴速数据是否在预设的有效范围内，以及判断轴速数据的有效标志位是否置位；当轴速数据在预设的有效范围内，且轴速数据的有效标志位置位时，将轴速数据传递给逻辑处理层；

级位运算和冲击限制处理，包括：根据接收到的级位信号，当为牵引指令时，根据黏着限制值、ICM牵引力和牵引力需求值，取三种最小值作为牵引力最终实际的目标值，并根据牵引力最终实际的目标值和冲击率限制，计算每周期的牵引力目标值，并将所述牵引力目标值发送给逻辑处理层；其中，黏着限制值是指轮缘与钢轨之间的最大黏着值，ICM的能力值是指牵引执行装置的功率限制，牵引力需求值是根据牵引级位和载荷计算得到的。

在一种可能的实现方式中，所述逻辑处理层对各工况载荷取值，各工况速度取值，各工况级位取值，具体包括：

所述逻辑处理层进行各工况载荷取值，包括：确定当前的工况，确定当前的工况下的载荷数据是否可用；当载荷数据可用时，运用载荷数据计算牵引力或制动力；

所述逻辑处理层进行各工况速度取值，包括：确定当前的工况，确定当前的工况下的速度数据是否可用；当速度数据可用时，运用速度数据计算牵引或电制动的能力值、车辆运行速度；

所述逻辑处理层进行各工况级位取值，包括：确定当前的工况，判断牵引级位和制动级位，并用于牵引力和制动力的计算。

在一种可能的实现方式中，所述系统功能层，以连续功能图语言进行生命信号处理功能，载荷处理功能，速度处理功能、级位及冲击限制处理功能，牵制惰逻辑判断功能、牵引管理功能，制动管理功能，防滑管理功能，超速与零速管理功能，具体包括：

所述系统功能层，将生命信号处理功能、载荷处理功能、速度处理功能、级位及冲击限制处理功能、牵引管理功能、制动管理功能、防滑管理功能、超速与零速管理功能依次分别封装为生命信号处理模块、载荷处理模块、速度处理模块、级位及冲击限制处理模块、牵制惰模式管理模块、牵引管理模块、制动管理模块、防滑管理模块、极限速度管理模块；

生命信号处理模块处理逻辑处理层的进行生命信号逻辑处理的结果，载荷处理模块处理逻辑处理层的对各工况载荷取值的结果，速度处理模块处理逻辑处理层的各工况速度取值的结果，级位及冲击限制处理模块处理逻辑处理层的对各工况级位取值的结果，牵制惰模式管理模块判断车辆与控制指令的牵制惰状态，牵引管理模块处理逻辑处理层的牵引力方向判断、牵引力和牵引指令管理的结果，制动管理模块处理逻辑处理层的对制动指令、制动力限制值进行管理、制动力分配、电空配合管理、空电转换管理、保持制动管理的结果，防滑管理模块处理逻辑处理层的空气制动和电制动防滑管理的结果，极限速度管理模块判断管理超速状态和零速状态。

在一种可能的实现方式中，数据处理层对牵引力计算并分配，对制动力计算并分配，具体包括：

根据数据处理层所在的设备，对全列的牵引力计算并分配，并将全列的牵引力发送给所述逻辑处理层；或者对本车的牵引力计算并分配，并将本车的牵引力发送给所述逻辑处理层；

根据数据处理层所在的设备，对全列的制动力计算并分配，并将全列的牵引力发送给所述逻辑处理层；或者对本车的制动力计算并分配，并将本车的制动力发送给所述逻辑处理层。

在一种可能的实现方式中，逻辑处理层执行牵引力方向判断，具体根据牵引指令对牵引方向进行判断；

逻辑处理层的牵引指令管理包括判断车辆是牵引指令、制动指令、惰行指令中的一种；逻辑处理层的对牵引力进行管理是牵引力的计算、分配、牵引限速对牵引力的切除、接收复位指令；

逻辑处理层的制动指令管理包括判断车辆是牵引指令、制动指令、惰行指令中的一种；逻辑处理层的对制动力限制值进行管理包括确定电制动力的限制值；逻辑处理层的制动力分配包括进行电制动力分配或者进行电制动力和空气制动力分配；电空配合和空电转换过程中的速度、电制动力与空气制动力计算与分配等；保持制动的施加及保持制动力的计算与分配。

在一种可能的实现方式中，所述架构的实现方法还包括：

所述数据处理层进行超速判断，所述逻辑处理层进行超速管理，所述系统功能层进行极限速度管理。

在一种可能的实现方式中，所述架构的实现方法还包括：

所述数据处理层进行零速判断，所述逻辑处理层进行零速管理，所述系统功能层进行极限速度管理。

通过应用本发明提供的基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法，根据实际车辆控制流程，梳理一体化控制流，根据牵引制动管理控制功能的性质，将控制流拆分成三层控制架构，每层架构以最合适的软件语言实现，从而通过软件的方式实现了牵引制动的融合，取消了原来牵引制动之间的硬线和I/O接口，能够更好的节约车辆硬件资源，降低成本和车重。容易实现牵引制动系统间的联合调试，有助于对车辆控制系统性能的测试和改进。

附图说明

图1为本发明实施例提供的牵引制动融合控制系统框架图；

图2为本发明实施例提供的基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的基于牵引制动融合控制系统的架构示意图；

图4为牵引制动融合控制系统中的各个单元的功能示意图。

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。

图1为本发明实施例提供的牵引制动融合控制系统框架图。如图1所示，该牵引制动融合控制系统包括：至少两个一级控制主机、各车的二级控制主机、各动车的至少一个牵引控制器ICM、每车的至少一个制动控制器APM。一级控制主机分别设置在全列的首车和尾车上，设置在首车和尾车的一级控制主机互为备机，当处于控制状态的一级控制主机故障后，处于备机状态的一级控制主机接管控制权。对于列车控制而言，该过程无缝转换控制权。一级控制主机和二级控制主机互为备机；一级控制主机和网络线连接，二级控制主机、ICM和APM分别和网络线、硬线相连接。

一级控制主机实现全列牵引制动管理功能，二级控制主机实现本车牵引制动管理功能，ICM执行牵引、电制动控制功能，APM执行摩擦制动控制功能。一级控制主机为列车级控制主机，可以是本申请的中央控制单元(Central Operator Control Unit，OCU)，二级控制主机为车辆级控制主机，可以是本地控制单元(Local Control Unit，LCU)。

需要说明的是，ICM可以按车配置，一个车一个，也可以按转向架配置，一个车两个，主要负责执行牵引功能和电制动功能，根据一级控制主机或二级控制主机下发的目标力，控制牵引电机，并向一级控制主机或二级控制主机或反馈实际牵引力或实际电制动力；

APM可以按车配置，一个车一个，也可以按转向架配置，一个车两个，主要负责执行摩擦制动功能，根据一级控制主机或者二级控制主机下发的摩擦制动力目标值，控制夹钳施加夹紧力或者，并向一级控制主机或者二级控制主机反馈实际的夹紧力或者压力，即实际摩擦制动力。

两级控制，指的是一级控制模式和降级控制模式，当一级控制主机具有控制权时，可以看作一级控制模式，此时牵引制动融合系统通过列车网络线进行信息的传输和共享；当二级控制主机具有控制权时，可以看作降级控制模式，此时牵引制动融合系统通过硬线进行信息的传输和共享。当一级控制主机全部故障，或者列车网络线故障时，进入降级控制模式，二级控制主机具有控制权。

由此，该牵引制动融合控制系统两级控制相互配合控制，实现对牵引制动控制过程的一体化管理，打破了现有车辆牵引控制和制动控制相对独立的控制模式，通过设置两级融合控制器，实现了正常工况下全列牵引制动的统一管理，以及降级模式下对车辆本地化的牵引制动统一管理，提高了车辆的舒适性。进一步的，采用融合控制器的设计，打破了原牵引制动之间的信息屏障，使牵引制动的过程数据实时共享，缩短了控制链路，能够有效提高控制性能。

图2为本发明实施例提供的基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法流程示意图；图3为本发明实施例提供的基于牵引制动融合控制系统的架构示意图，在在一级控制主机或者二级控制主机中，具有如图3所示的架构，该架构包括：数据处理层、逻辑处理层和系统功能层。下面结合图2、图3，对本申请的架构实现方法进行说明。

步骤210，数据处理层以结构文本语言对所在设备和与所在设备相连接的执行设备进行生命信号运算及进行判断，载荷数据判断取值，轴速数据判断取值，级位运算和冲击限制处理，牵引力计算并分配，制动力计算并分配，空电转换速度计算，电制动、空气制动防滑处理，超速与零速判断；

步骤220，逻辑处理层以梯形图语言进行生命信号逻辑处理，各工况载荷取值，各工况速度取值，各工况级位取值，牵引力和牵引指令管理，制动指令和制动力指令管理，电空配合与空电转换管理，保持制动管理，零速与超速逻辑处理；

步骤230，系统功能层以连续功能图语言封装生命信号处理功能，载荷处理功能，速度处理功能、级位及冲击限制处理功能，牵制惰工况判断，牵引管理功能，制动管理功能，防滑管理功能，超速与零速功能。

下面对数据处理层和逻辑处理层的功能进行更进一步的描述：

第一、数据处理层

(1)生命信号运算及判断

获取所在的一级控制单元的生命信号或者二级控制单元的生命信号，获取执行层设备中的牵引控制器ICM的生命信号和执行层设备中的制动控制器APM的生命信号；对于生命信号存在和不存在的设备，以不同的标识进行标记。

其中，底层设备包括但不限于ICM、APM。数据处理层可以输出一个生命信号是否正常的标志位给逻辑处理层。

(2)载荷数据判断取值

数据处理层，判断载荷数据是否在预设的有效范围内，以及判断载荷数据的有效标志位是否置位，当载荷数据在预设的有效范围内，且载荷数据的有效标志位置位时，将载荷数据传递给逻辑处理层。其中，载荷数据指的是动态载荷数据。

(3)轴速数据判断取值

判断轴速数据是否在预设的有效范围内，以及判断轴速数据的有效标志位是否置位；当轴速数据在预设的有效范围内，且轴速数据的有效标志位置位时，将轴速数据传递给逻辑处理层。其中，轴速是每个轴的轴速，可以通过各种传感器进行测量。

(4)级位运算和冲击限制处理

级位运算和冲击限制处理，包括：根据接收到的级位信号，当为牵引指令时，根据黏着限制值、ICM牵引力和牵引力需求值，取三种最小值作为牵引力最终实际的目标值，并根据牵引力最终实际的目标值和冲击率限制，计算每周期的牵引力目标值，并将所述牵引力目标值发送给逻辑处理层；其中，黏着限制值是指轮缘与钢轨之间的最大黏着值，ICM的能力值是指牵引执行装置的功率限制，牵引力需求值是根据牵引级位和载荷计算得到的。其中，此处的牵引力目标值，可以是每周期的牵引力目标值。

(5)牵引力计算、牵引力分配、牵引限速和牵引复位

根据数据处理层功能，对全列的牵引力计算并分配，并将全列的牵引力发送给所述逻辑处理层用于逻辑运算；或者对本车的牵引力计算并分配，并将本车的牵引力发送给所述逻辑处理层用于逻辑运算。

(6)制动力限制值计算、制动力需求值计算、电制动力分配和空气制动力分配

根据数据处理层功能，对全列的制动力计算并分配，并将全列的牵引力发送给所述逻辑处理层用于逻辑运算；或者对本车的制动力计算并分配，并将本车的制动力发送给所述逻辑处理层用于逻辑运算。

(7)空电转换速度计算

制动过程中，当速度降低到一定值后，电制动退出，补充空气制动，这个速度转换点需要计算。

(8)电制动防滑处理、空气制动防滑处理

具体的，电制动执行过程中，接收ICM发送的处于滑行状态时的电制动滑行信号；启动计时，如果APM也检测到电制动和摩擦制动中的滑行信号，且电制动滑行信号持续时长超过预设时长阈值，进行防滑处理，即执行防滑控制程序。

(9)超速判断

判断列车速度是否超过预设阈值。如果列车速度超过预设阈值，则将超速信号发送给逻辑处理层，该超速信号包括超速速度值。

(10)零速判断

判断零速信号是否为预设的电平。如果零速信号对应预设的电平，则将零速信号发送给逻辑处理层。

由此，数据处理层以结构文本语言的形式处理底层发送的数据，实现(1)-(10)的任务，输出用于逻辑处理层进行运算的结果。

第二、逻辑处理层

(1)生命信号逻辑处理

具体的，根据各个生命信号，确定置信的

能流的方式使能各生命信号判断模块，生命信号判断模块是“生命信号运算及判断”的封装。

(2)各工况载荷取值

具体的，所述逻辑处理层进行各工况载荷取值，包括：确定当前的工况，确定当前的工况下的载荷数据是否可用；当载荷数据可用时，运用载荷数据计算牵引力或制动力。

(3)各工况速度取值

具体的，确定当前的工况，确定当前的工况下的速度数据是否可用；当速度数据可用时，运用速度数据计算牵引或电制动的能力值、车辆运行速度。

(4)各工况级位取值

确定当前的工况，判断牵引级位和制动级位，并用于牵引力和制动力的计算。

(5)牵制惰逻辑判断

具体的，当上一时刻为牵引状态时，当前时刻为制动级位时，逻辑处理层判断后生成牵制惰指令，并将当前指令保持为牵引指令。

此处系统功能层的牵制惰模式管理具体包括：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，逻辑处理层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，逻辑处理层判断后生成牵制惰指令，并将当前指令保持为制动指令。

此处系统功能层的牵制惰模式管理具体包括：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。

其中，阈值可以根据经验设置为0。

(6)牵引方向判断、牵引指令管理和牵引力管理

牵引指令管理包括判断车辆是牵引指令、制动指令、惰行指令中的一种；对牵引力方向判断包括根据牵引指令对牵引方向进行判断；对牵引力进行管理是牵引力的计算、分配、牵引限速对牵引力的切除、接收复位指令。

比如，牵引方向判断可以理解为01010101是向前，10101010是向后，00000000是无方向，其他数值是错误。

(7)制动指令管理、制动力限制值处理和制动力分配

制动指令管理包括判断车辆是牵引指令、制动指令、惰行指令中的一种；对制动力限制值进行管理包括确定电制动力的限制值；制动力分配包括进行电制动力分配或者进行电制动力和空气制动力分配。

(8)电空配合管理

具体的，制动过程中，当速度降低到一定值后，电制动退出，补充空气制动，这个速度转换点需要计算。

(9)空电转换管理

具体的，空电转换就是在电空配合管理的基础上，根据空电转换速度点控制电制动力退出。

(10)保持制动管理

具体的，在空电转换管理的基础上，保持摩擦制动的过程。

(11)空气制动和电制动防滑管理

具体的，根据数据处理层的电制动防滑处理、空气制动防滑处理，进行空气制动和电制动防滑管理。

(12)超速管理

具体的，根据数据处理层的超速判断，输出超速信号。

(13)零速管理

具体的，根据数据处理层的零度判断，输出零速信号。

由此，逻辑处理层以梯形图的形式周期性循环执行上述(1)-(13)的任务。

第三、系统功能层

所述系统功能层，将生命信号处理功能、载荷处理功能、速度处理功能、级位及冲击限制处理功能、牵引管理功能、制动管理功能、防滑管理功能、超速与零速管理功能依次分别封装为生命信号处理模块、载荷处理模块、速度处理模块、级位及冲击限制处理模块、牵制惰模式管理模块、牵引管理模块、制动管理模块、防滑管理模块、极限速度管理模块；

生命信号处理模块处理逻辑处理层的进行生命信号逻辑处理的结果，载荷处理模块处理逻辑处理层的对各工况载荷取值的结果，速度处理模块处理逻辑处理层的各工况速度取值的结果，级位及冲击限制处理模块处理逻辑处理层的对各工况级位取值的结果，牵制惰模式管理模块判断车辆与控制指令的牵制惰状态，牵引管理模块处理逻辑处理层的牵引力方向判断、牵引力和牵引指令管理的结果，制动管理模块处理逻辑处理层的对制动指令、制动力限制值进行管理、制动力分配、电空配合管理、空电转换管理、保持制动管理的结果，防滑管理模块处理逻辑处理层的空气制动和电制动防滑管理的结果，极限速度管理模块判断管理超速状态和零速状态。

需要说明的是，该架构适应于不同的硬件平台，既可以在一级控制主机的X86硬件平台上实现，也可以在二级控制主机的ARM平台上实现。

如图4所示，该架构还可以实现如图4所示的功能，而OCU和LCU的如下功能，都可以通过本申请的架构实现方法来实现。

通过应用本发明提供的基于牵引制动融合控制系统的架构实现方法，根据实际车辆控制流程，梳理一体化控制流，根据牵引制动管理控制功能的性质，将控制流拆分成三层控制架构，每层架构以最合适的软件语言实现，从而通过软件的方式实现了牵引制动的融合，取消了原来牵引制动之间的硬线和I/O接口，能够更好的节约车辆硬件资源，降低成本和车重。容易实现牵引制动系统间的联合调试，有助于对车辆控制系统性能的测试和改进。

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控制系统的架构实现方法,其特征在于,所述方法包括：

数据处理层以结构文本语言对所在设备和与所在设备相连接的执行设备进行生命信号运算及进行判断，载荷数据判断取值，轴速数据判断取值，级位运算和冲击限制处理，牵引力计算并分配，制动力计算并分配，空电转换速度计算，电制动、空气制动防滑处理，超速与零速判断；

逻辑处理层以梯形图语言进行生命信号逻辑处理，各工况载荷取值，各工况速度取值，各工况级位取值，牵引力和牵引指令管理，制动指令和制动力指令管理，电空配合与空电转换管理，保持制动管理，零速与超速逻辑处理；

系统功能层以连续功能图语言封装生命信号处理功能，载荷处理功能，速度处理功能、级位及冲击限制处理功能，牵制惰工况判断，牵引管理功能，制动管理功能，防滑管理功能，超速与零速功能。

2.根据权利要求1所述的架构实现方法，其特征在于，所述数据处理层，对所在设备和与所在设备相连接的执行设备进行生命信号运算及进行判断，具体包括：

获取所在的一级控制单元的生命信号或者二级控制单元的生命信号，获取执行层设备中的牵引控制器ICM的生命信号和执行层设备中的制动控制器APM的生命信号；

对于生命信号存在和不存在的设备，以不同的标识进行标记。

3.根据权利要求1所述的架构实现方法，其特征在于，所述载荷数据判断取值，轴速数据判断取值，级位运算和冲击限制处理具体包括：

所述载荷数据判断取值，包括：判断载荷数据是否在预设的有效范围内，以及判断载荷数据的有效标志位是否置位；当载荷数据在预设的有效范围内，且载荷数据的有效标志位置位时，将载荷数据传递给逻辑处理层；

所述轴速数据判断取值，包括：判断轴速数据是否在预设的有效范围内，以及判断轴速数据的有效标志位是否置位；当轴速数据在预设的有效范围内，且轴速数据的有效标志位置位时，将轴速数据传递给逻辑处理层；

级位运算和冲击限制处理，包括：根据接收到的级位信号，当为牵引指令时，根据黏着限制值、ICM牵引力和牵引力需求值，取三种最小值作为牵引力最终实际的目标值，并根据牵引力最终实际的目标值和冲击率限制，计算每周期的牵引力目标值，并将所述牵引力目标值发送给逻辑处理层；其中，黏着限制值是指轮缘与钢轨之间的最大黏着值，ICM的能力值是指牵引执行装置的功率限制，牵引力需求值是根据牵引级位和载荷计算得到的。

4.根据权利要求3所述的架构实现方法，其特征在于，所述逻辑处理层对各工况载荷取值，各工况速度取值，各工况级位取值，具体包括：

所述逻辑处理层进行各工况载荷取值，包括：确定当前的工况，确定当前的工况下的载荷数据是否可用；当载荷数据可用时，运用载荷数据计算牵引力或制动力；

所述逻辑处理层进行各工况速度取值，包括：确定当前的工况，确定当前的工况下的速度数据是否可用；当速度数据可用时，运用速度数据计算牵引或电制动的能力值、车辆运行速度；

所述逻辑处理层进行各工况级位取值，包括：确定当前的工况，判断牵引级位和制动级位，并用于牵引力和制动力的计算。

5.根据权利要求1所述的架构实现方法，其特征在，所述系统功能层，以连续功能图语言进行生命信号处理功能，载荷处理功能，速度处理功能、级位及冲击限制处理功能，牵制惰逻辑判断功能、牵引管理功能，制动管理功能，防滑管理功能，超速与零速管理功能，具体包括：

所述系统功能层，将生命信号处理功能、载荷处理功能、速度处理功能、级位及冲击限制处理功能、牵引管理功能、制动管理功能、防滑管理功能、超速与零速管理功能依次分别封装为生命信号处理模块、载荷处理模块、速度处理模块、级位及冲击限制处理模块、牵制惰模式管理模块、牵引管理模块、制动管理模块、防滑管理模块、极限速度管理模块；

生命信号处理模块处理逻辑处理层的进行生命信号逻辑处理的结果，载荷处理模块处理逻辑处理层的对各工况载荷取值的结果，速度处理模块处理逻辑处理层的各工况速度取值的结果，级位及冲击限制处理模块处理逻辑处理层的对各工况级位取值的结果，牵制惰模式管理模块判断车辆与控制指令的牵制惰状态，牵引管理模块处理逻辑处理层的牵引力方向判断、牵引力和牵引指令管理的结果，制动管理模块处理逻辑处理层的对制动指令、制动力限制值进行管理、制动力分配、电空配合管理、空电转换管理、保持制动管理的结果，防滑管理模块处理逻辑处理层的空气制动和电制动防滑管理的结果，极限速度管理模块判断管理超速状态和零速状态。

6.根据权利要求1所述的架构实现方法，其特征在于，数据处理层对牵引力计算并分配，对制动力计算并分配，具体包括：

根据数据处理层所在的设备，对全列的牵引力计算并分配，并将全列的牵引力发送给所述逻辑处理层；或者对本车的牵引力计算并分配，并将本车的牵引力发送给所述逻辑处理层；

根据数据处理层所在的设备，对全列的制动力计算并分配，并将全列的牵引力发送给所述逻辑处理层；或者对本车的制动力计算并分配，并将本车的制动力发送给所述逻辑处理层。

7.根据权利要求6所述的架构实现方法，其特征在于，逻辑处理层执行牵引力方向判断，具体根据牵引指令对牵引方向进行判断；

逻辑处理层的牵引指令管理包括判断车辆是牵引指令、制动指令、惰行指令中的一种；逻辑处理层的对牵引力进行管理是牵引力的计算、分配、牵引限速对牵引力的切除、接收复位指令；

逻辑处理层的制动指令管理包括判断车辆是牵引指令、制动指令、惰行指令中的一种；逻辑处理层的对制动力限制值进行管理包括确定电制动力的限制值；逻辑处理层的制动力分配包括进行电制动力分配或者进行电制动力和空气制动力分配；电空配合和空电转换过程中的速度、电制动力与空气制动力计算与分配等；保持制动的施加及保持制动力的计算与分配。

8.根据权利要求1所述的架构实现方法，其特征在于，所述架构的实现方法还包括：

所述数据处理层进行超速判断，所述逻辑处理层进行超速管理，所述系统功能层进行极限速度管理。

9.根据权利要求1所述的架构实现方法，其特征在于，所述架构的实现方法还包括：

所述数据处理层进行零速判断，所述逻辑处理层进行零速管理，所述系统功能层进行极限速度管理。

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