CN116080691A - 一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质，涉及车辆控制技术领域。该方法包括：当基于降级模式启动列车时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加当前级位牵引力；在当前级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；根据电机转矩方向和当前运行方向的极性开启紧急制动功能。通过电机转矩方向和当前运行方向的极性确定列车是否溜车，当列车溜车时，及时紧急制动，以确保列车安全，同时，在当前级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能，以便于克服牵引力无法调节对用户造成的不适以及难于操作的问题，以此实现列车可操作性和舒适性。

Description

一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质。

背景技术

目前轨道交通车辆朝着网络化、智能化方向发展。随着网络通信技术和计算机技术的发展，车辆控制技术也由继电器控制、微机控制向网络控制发展。目前轨道交通车辆均配置了列车控制和管理系统(Train Control and Management System，TCMS)网络控制系统。TCMS系统在车辆的控制和安全保护承担关键角色。为了提升车辆的可用性，减少被救援事故，在网络控制系统故障工况下，车辆通常设计降级模式，通常也称紧急牵引模式。降级模式下，采用硬线控制代替网络控制。由于缺乏网络控制系统的监督和管理，降级模式下，安全保证过于依赖司机的行为，使得车辆的安全性大幅度下；同时，降级模式下采用固定的牵引和制动级位，列车的可操作性和舒适性较差。

鉴于上述存在的问题，寻求如何保证降级模式下列车安全，同时提升降级模式列车可操作性和舒适性是本领域技术人员竭力解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质，用于保证降级模式下列车安全，同时提升降级模式列车可操作性和舒适性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种保证列车降级运行安全的方法，包括：

当基于降级模式启动列车时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；

在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；

获取列车的电机转矩方向和当前运行方向；

根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能；

优选地，根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能包括：

判断电机转矩方向和当前运行方向是否一致；

若是，则不开启紧急制动功能；

若否，则开启紧急制动功能。

优选地根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力包括：

根据预设坡度角度确定列车承受的下滑力；

对列车施加不小于下滑力的最大级位牵引力。

优选地，在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能之后，还包括：

当列车处于降级模式时，判断列车的运行速度是否超过运行速度阈值；

若是，则开启紧急制动功能；

若否，则按照运行速度行驶。

优选地，启动多级位调节功能包括：

获取表征各个级位的电平编码；

根据电平编码启动多级位调节功能，其中，电平编码与各级位一一对应。

优选地，在启动多级位调节功能之后，还包括：

输出表征启动多级位调节功能的第一提示信息。

优选地，在根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能之后，在根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加当前级位牵引力之前还包括：

输出表征启动多紧急制动功能的第二提示信息。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种保证列车降级运行安全的装置，包括：

第一施加模块，用于当基于降级模式启动列车时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；

第一启动模块，用于在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；

第一获取模块，用于获取列车的电机转矩方向和当前运行方向；

第一开启模块，用于根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能。

此外，该装置还包括以下模块：

优选地，根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能包括：

第一判断模块，用于判断电机转矩方向和当前运行方向是否一致；

若是，则触发不开启模块，用于不开启紧急制动功能；

若否，则触发第二开启模块，用于开启紧急制动功能。

优选地，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力包括：

第一确定模块，用于根据预设坡度角度确定列车承受的下滑力；

第二施加模块，用于对列车施加不小于下滑力的最大级位牵引力。

优选地，在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能之后，还包括：

第二判断模块，用于当列车处于降级模式时，判断列车的运行速度是否超过运行速度阈值；

若是，则触发第二开启模块，用于开启紧急制动功能；

若否，则触发行驶模块，用于按照运行速度行驶。

优选地，启动多级位调节功能包括：

第二获取模块，用于获取表征各个级位的电平编码；

第二启动模块，用于根据电平编码启动多级位调节功能，其中，电平编码与各级位一一对应。

优选地，在启动多级位调节功能之后，还包括：

第一输出模块，用于输出表征启动多级位调节功能的第一提示信息。

优选地，开启紧急制动功能之后还包括：

第二输出模块，用于输出表征开启多紧急制动功能的第二提示信息。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种保证列车降级运行安全的设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于指向计算机程序，实现保证列车降级运行安全的方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述全部保证列车降级运行安全的方法的步骤。

本申请所提供的一种保证列车降级运行安全的方法，包括：当基于降级模式启动列车时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；获取列车的电机转矩方向和当前运行方向并开启紧急制动功能。通过电机转矩方向和当前运行方向的状态确定列车是否溜车，当列车溜车时，及时紧急制动，以确保列车安全，同时，在当前级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能，以便于克服牵引力对用户造成的不适以及难于操作的问题，以此实现列车可操作性和舒适性。

本申请还提供了一种保证列车降级运行安全的装置、设备及介质，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本申请实施例所提供的一种保证列车降级运行安全的方法流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种保证列车降级运行安全的装置结构图；

图3为本申请实施例所提供的一种保证列车降级运行安全的设备结构图。

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，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质，其能够保证降级模式下列车安全，同时提升降级模式列车可操作性和舒适性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例所提供的一种保证列车降级运行安全的方法流程图。如图1所示，保证列车降级运行安全的方法，包括：S10：当基于降级模式启动列车时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；

S11：在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；

S12：获取列车的电机转矩方向和当前运行方向；

S13：根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能。

其中，启动多级位调节功能包括：

获取表征各个级位的电平编码；

根据电平编码启动多级位调节功能，其中，电平编码与各级位一一对应。

处于降级模式的列车，其级位不再由列车控制和管理系统(Train Control andManagement System，TCMS)精确控制，而是替换为硬线电信号实现，在本实施例中以2路电信号为例，按照表1实现级位调节。表1为2路电信号的级位调节表。

表1 2路电信号的级位调节表

最大级位对应的牵引力Ft＝kma通过公式计算，其中，k为当前硬线编码的最大级位，m为列车载荷(可以理解为列车的总重量，包括列车上的全部人员、物品、设施等等)，a为最大级位牵引力对应的额定加速度。还需要说明的是，硬线电信号还可以是4路、8路等等，具体实施方式可根据实施场景确定。

需要说明的是，当基于降级模式列车运行时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位中最大级位对应的牵引力和克服列车在线路最大坡度下滑力的较大值。此外，根据预设坡度角度确定列车承受的下滑力；对列车施加不小于下滑力的最大级位牵引力。考虑到列车的运行路线不会总是平滑的，考虑极端情况：列车停放在有坡度的位置，将该坡度记为α，则，此时，列车制动停止在坡度为α的斜坡上时，列车所承受的力应包括：当前级位的牵引力，下滑力，运行阻力等等。此时，列车所承受的下滑力记为Fg，通过公式：Fg＝mgsinα计算，但由于对于坡度有限制，α≤40‰，因此，当α足够小时，sinα与tanα几乎相等，因此，在此处下滑力的计算公式直接设置为：Fg＝mgtanα，其中，m为列车载荷(可以理解为列车的总重量，包括列车上的全部人员、物品、设施等等)，g为重力加速度(一般来说g＝9.8m/s2)，0≤tanα≤1。还需要说明的是，当前级位的牵引力Ft应大于或等于下滑力(Ft≥Fg)，此时才能起到防止列车后溜的作用，保证列车的可靠性。

牵引系统获取自身电机的转矩方向，以及通过硬线传输的列车运行方向。其中，需要说明的是，此时列车的状态应该是处于非零速的工况(即列车在以一定的速度运行中)。需要说明的是，还包括：判断电机转矩方向和当前运行方向是否一致；若是，则不开启紧急制动功能；若否，则开启紧急制动功能。此时，需要了解的是，列车的具体结构可以用6节车厢编组进行举例说明：其中，第一节车厢标号为A1，第二节车厢标号为B1，第三节车厢标号为C1，第四节车厢表示为C2，第五节车厢标号为B2，第六节车厢标号为A2。此时，第一至三节车厢与第四至六节车厢中心对称，因此，当列车按照第一单元(A1、B1、C1)向前的方向运行时，检测到第一至三节车厢的电机转矩向后或第四至六节车厢电机转矩向前时，则认为电机转矩和当前运行方向不一致，需要开启紧急制动功能。其中，还需要说明的是，当列车按照第二单元(A2、B2、C2)向前的方向运行时，第一至三节车厢的电机转矩向前或第四至第六节车厢电机转矩向后时，则认为电机转矩和当前运行方向不一致，需要开启紧急制动功能。

在上述实施例的基础上，作为一种更优选的实施例，在降级模式下，考虑到列车的安全行驶，还设置有超速保护功能，当列车速度超过45km/h时，断开安全回路，启动紧急制动功能。需要说明的是，本实施例中提及的安全回路由继电器、起到隔离电流作用的二极管以及牵引控制单元(Traction Control Unit，TCU)构成。

其中，在当前级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能之后，还包括：

当列车处于降级模式时，判断列车的运行速度是否超过运行速度阈值；

若是，则开启紧急制动功能；

若否，则按照运行速度行驶。

在上述实施例的基础上，作为一种更优选的实施例，在启动多级位调节功能之后，还包括：输出表征启动多级位调节功能的第一提示信息。同样的，在开启紧急制动功能之后，还包括：输出表征开启多紧急制动功能的第二提示信息。需要说明的是，无论是第一提示信息还是第二提示信息，都可以使用文字形式或数据串形式进行表述。当用文字形式表示第一提示信息时，该第一提示信息可以表示为“已启动”等；当用数据串形式表示第一提示信息时，该数据串可以为1位、2位、4位、8位等等，按照上述提及的次序可以依次表示为“1”、“10”、“1100”、“00100111”，需要说明的是，上述提及的对于第一提示信息的表示方法仅为众多实施例中的几种，并不对第一提示信息的表示方法做出限定，此外，还可以通过数据串转换为十进制的数值，判断该数值是否超出预设值，当超出预设值时，输出该第一提示信息；还可以通过统计数据串中0和1的个数，当1的个数多于0的个数时，则输出该第一提示信息；还可以判断数据串中0或1的个数是否超出预设个数，若超出预设个数，则输出该第一提示信息。上述所提及的实施方式并不对本申请中的第一提示信息做出任何限定，可根据实施场景确定其实施方式。同样的，当用文字形式表示第二提示信息时，该第二提示信息可以表示为“已紧急制动”等；当用数据串形式表示第二提示信息时，该数据串可以为1位、2位、4位、8位等等，按照上述提及的次序可以依次表示为“0”、“01”、“1010”“01001011”，需要说明的是，上述提及的对于第二提示信息的表示方法仅为众多实施例中的几种，并不对第二提示信息的表示方法做出限定，此外，还可以通过数据串转换为十进制的数值，判断该数值是否超出预设值，当超出预设值时，输出该第二提示信息；还可以通过统计数据串中0和1的个数，当1的个数多于0的个数时，则输出该第二提示信息；还可以判断数据串中0或1的个数是否超出预设个数，若超出预设个数，则输出该第二提示信息。上述所提及的实施方式并不对本申请中的第二提示信息做出任何限定，可根据实施场景确定其实施方式。

在上述实施例中，对于保证列车降级运行安全的方法进行了详细描述，本申请还提供列车降级的装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。

图2为本申请实施例所提供的一种保证列车降级运行安全的装置结构图。如图2所示，本申请还提供了一种保证列车降级运行安全的装置，包括：

第一施加模块20，用于当基于降级模式启动列车时，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；

第一启动模块21，用于在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；

第一获取模块22，用于获取列车的电机转矩方向和当前运行方向；

第一开启模块23，用于根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能。

此外，该装置还包括以下模块：

优选地，根据电机转矩方向和当前运行方向开启紧急制动功能包括：

第一判断模块，用于判断电机转矩方向和当前运行方向是否一致；

若是，则触发不开启模块，用于不开启紧急制动功能；

若否，则触发第二开启模块，用于开启紧急制动功能。

优选地，根据表征列车按照当前运行方向运行的牵引指令对列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力包括：

第一确定模块，用于根据预设坡度角度确定列车承受的下滑力；

第二施加模块，用于对列车施加不小于下滑力的最大级位牵引力。

优选地，在最大级位牵引力对应的加速度使得列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能之后，还包括：

第二判断模块，用于当列车处于降级模式时，判断列车的运行速度是否超过运行速度阈值；

若是，则触发第二开启模块，用于开启紧急制动功能；

若否，则触发行驶模块，用于按照运行速度行驶。

优选地，启动多级位调节功能包括：

第二获取模块，用于获取表征各个级位的电平编码；

第二启动模块，用于根据电平编码启动多级位调节功能，其中，电平编码与各级位一一对应。

优选地，在启动多级位调节功能之后，还包括：

第一输出模块，用于输出表征启动多级位调节功能的第一提示信息。

优选地，开启紧急制动功能之后还包括：

第二输出模块，用于输出表征开启多紧急制动功能的第二提示信息。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图3为本申请实施例所提供的一种保证列车降级运行安全的设备结构图，如图3所示，一种保证列车降级运行安全的设备包括：

存储器30，用于存储计算机程序；

处理器31，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的保证列车降级运行安全的方法的步骤。

本实施例提供的列车降级的设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器31可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器31可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器31也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器31可以集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器31还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器30可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器30还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器30至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器31加载并执行之后，能够实现前述任意一个实施例公开的保证列车降级运行安全的方法的相关步骤。另外，存储器30所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等。数据可以包括但不限于保证列车降级运行安全的方法等。

在一些实施例中，列车降级的设备还可包括有显示屏、输入输出接口、通信接口、电源以及通信总线。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对列车降级的设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的列车降级的设备，包括存储器30和处理器31，处理器31在执行存储器30存储的程序时，能够实现保证列车降级运行安全的方法。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法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机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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(Read-Only Memory)，ROM、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种保证列车降级运行安全的方法、装置、设备及介质进行了详细介绍。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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，包括：

当基于降级模式启动列车时，根据表征所述列车按照当前运行方向运行的牵引指令对所述列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；

在所述最大级位牵引力对应的加速度使得所述列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；

获取所述列车的电机转矩方向和所述当前运行方向；

根据所述电机转矩方向和所述当前运行方向开启紧急制动功能。

2.根据权利要求1所述的保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，所述根据所述电机转矩方向和所述当前运行方向开启紧急制动功能包括：

判断所述电机转矩方向和所述当前运行方向是否一致；

若是，则不开启所述紧急制动功能；

若否，则开启所述紧急制动功能。

3.根据权利要求1所述的保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，所述根据表征所述列车按照当前运行方向运行的牵引指令对所述列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力包括：

根据预设坡度角度确定所述列车承受的下滑力；

对所述列车施加不小于所述下滑力的所述最大级位牵引力。

4.根据权利要求1所述的保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，所述在所述最大级位牵引力对应的加速度使得所述列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能之后，还包括：

当所述列车处于所述降级模式时，判断所述列车的运行速度是否超过运行速度阈值；

若是，则开启所述紧急制动功能；

若否，则按照所述运行速度行驶。

5.根据权利要求1所述的保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，所述启动多级位调节功能包括：

获取表征各个级位的电平编码；

根据所述电平编码启动所述多级位调节功能，其中，所述电平编码与各所述级位一一对应。

6.根据权利要求1所述的保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，在所述启动多级位调节功能之后，还包括：

输出表征启动所述多级位调节功能的第一提示信息。

7.根据权利要求2所述的保证列车降级运行安全的方法，其特征在于，在所述开启所述紧急制动功能之后，还包括：

输出表征开启所述多紧急制动功能的第二提示信息。

8.一种保证列车降级运行安全的装置，其特征在于，包括：

第一施加模块，用于当基于降级模式启动列车时，根据表征所述列车按照所述当前运行方向运行的牵引指令对所述列车施加全部级位对应的牵引力中的最大级位牵引力；

第一启动模块，用于在所述最大级位牵引力对应的加速度使得所述列车超过启动速度阈值时，启动多级位调节功能；

第一获取模块，用于获取所述列车的电机转矩方向和所述当前运行方向；

第一开启模块，用于根据所述电机转矩方向和所述当前运行方向开启紧急制动功能。

9.一种保证列车降级运行安全的设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的保证列车降级运行安全的方法的步骤。

10.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的保证列车降级运行安全的方法的步骤。

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