CN116729155A - 适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能充电技术领域，更具体的说，涉及一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法。本充电控制方法，包括以下步骤：车辆行驶至布置充电站的站台后，判断是否需要充电；如果需要充电，则停靠至充电站，进入升弓控制，判断是否满足充电条件；如果满足充电条件，则开始充电交互流程，实时监测充电交互报文；如果充电交互报文显示电池充满停充或出现故障导致异常停充，进入降弓控制；受电弓降弓后，自动充电流程完成。本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，基于电子导向胶轮系统电车自动驾驶实现运营线路充电场景覆盖，提高充电效率，全自动充电交互控制提升车辆智能化，降低人工交流成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能充电技术领域，更具体的说，涉及一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法。
背景技术
随着城市交通拥堵问题日益突出，多种公共交通解决方案被提出，包括地铁、BRT（快速公交系统）、轻轨和电子导向胶轮系统等。其中，以电子导向胶轮系统为核心运载工具的智能轨道快运系统具有建设周期短、基础设施投资小、城市适应性高、综合运力强等优势特点，具有较好的应用前景。
电子导向胶轮系统多采用受电弓充电方式进行快速充电。目前，受电弓充电过程多为人工手工控制。车辆到达终点站后，司机根据下发的运营计划，手动将车辆行驶到充电位，并手动进行后续的升降弓，充电启停的操作。
现有技术中的电子导向胶轮系统的充电控制方法，存在以下问题：
1）充电时长无法自动给出，何时停止充电一般由司机根据运营计划及经验判断得出，充电时长的准确性合理性有待提高；
2）本次充电完成后是否可满足下趟运营计划无法在充电前决策，若本次充电完成后车辆电量不满足下趟运营计划，需司机与调度中心沟通，临时调整运营计划，影响车辆运营；
3）司机手动驾驶车辆行驶到充电位时，可能出现多次调整车辆位置，才完成充电位定点停车的情况；
4）充电过程中的升降弓、充电启停等操作，均由司机进行，加重司机操作负担。
因此，亟需一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，解决现有技术中适用于电子导向胶轮系统的充电控制方法自动化程度低、智能化程度低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，包括以下步骤：
车辆行驶至布置充电站的站台后，根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电；
如果需要充电，则停靠至充电站，进入升弓控制，判断是否满足充电条件；
如果满足充电条件，则开始充电交互流程，实时监测充电交互报文；
如果充电交互报文显示电池充满停充，进入降弓控制；
受电弓降弓后，自动充电流程完成。
在一实施例中，所述根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电，还包括以下步骤：
根据后续运营计划以及充电位置信息，判断当前电池电量是否满足下趟运营；
如果当前电池电量不满足下趟运营，则计算获得当前车辆充电时长；
根据当前车辆充电时长，计算本次充电可充电量，结合当前电池电量信息判断本次充电完成后的电池电量是否满足下趟运营；
如果本次充电完成后的电池电量满足下趟运营，则需要充电。
在一实施例中，所述根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电，还包括以下步骤：
根据后续运营计划以及充电位置信息、当前电池电量信息，计算获得当前车辆充电时长；
根据当前车辆充电时长，计算本次充电可充电量，结合当前电池电量信息判断本次充电完成后的电池电量是否满足下趟运营；
如果不满足，则反馈故障信息至地面调度中心，提示地面调度中心调整运营计划。
在一实施例中，所述后续运营计划包括上下行、发车时间和运营里程。
在一实施例中，所述停靠至充电站，进一步包括：
如果充电站布置在当前站台上，充电位与站台停站位置一致，则车辆行至当前站台停靠，即完成停靠至充电站；
如果充电站布置在当前站台的站前或者站后，充电位与站台停站位置不一致，则根据上下行信息，选择上下行充电位，调用充电线路地图信息，控制车辆行驶至充电位，完成停靠至充电站。
在一实施例中，所述停靠至充电站，进一步包括：
获取地面信标信息，判断当前车辆是否停车到位；
如果信标信息获取失败，判断当前车辆没有停车到位，通过车地通讯反馈故障给调度中心，提示调度中心手动充电接管；
如果信标信息获取正常，判断当前车辆正常停车到位，则进入升弓控制。
在一实施例中，所述进入升弓控制，进一步包括：
发送升弓控制指令至车载控制系统，控制车载受电弓升弓；
判断是否在预设时间内接收到升弓到位信号，如果没有接收到升弓到位信号，则再次发送升弓控制指令；
如果发送升弓控制指令至指定次数后仍然没有接收到升弓到位信号，则通过车地通讯反馈故障给调度中心，提示调度中心手动充电接管。
在一实施例中，所述充电条件，包括车辆与充电站的无线通信是否正常以及受电弓网压是否正常。
在一实施例中，所述实时监测充电交互报文，之后还包括以下步骤：
根据异常停充信号及电池充满停充，判断充电是否停止；
如果充电停止，则检测受电弓网压是否为0；
如果受电弓网压不为0，则通过车地通讯反馈故障给地面调度中心，提示地面调度中心手动充电接管。
在一实施例中，所述进入降弓控制，进一步包括：
发送降弓控制指令至车载控制系统，控制车载受电弓降弓；
判断是否在预设时间内接收到降弓到位信号，如果没有接收到降弓到位信号，则再次发送降弓控制指令；
如果发送降弓控制指令至指定次数后仍然没有接收到降弓到位信号，则通过车地通讯反馈故障给调度中心，提示调度中心手动充电接管。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，结合电子导向胶轮系统运营调度、车辆电池电量，实现充电需求逻辑判断，基于电子导向胶轮系统电车自动驾驶实现运营线路充电场景覆盖，提高充电效率，全自动充电交互控制提升车辆智能化，降低人工交流成本。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明一实施例的智能驾驶全自动充电系统的关联关系图；
图2揭示了根据本发明一实施例的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法的流程图。
图中各附图标记的含义如下：
100车载端；
101车载电池系统；
102智能驾驶全自动充电系统；
103车载受电弓；
200地面端；
201地面充电站；
202地面调度中心；
203地面信标。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
本发明提出的一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，特别是应用电子导向胶轮系统的智能驾驶模式下运营过程中的受电弓自动充电控制。
电子导向胶轮系统列车一般为3模块编组，在中间车厢安装受电弓，可在充电站实现车辆升弓充电，一般在运营线路的始末站布置受电弓充电站。
图1揭示了根据本发明一实施例的智能驾驶全自动充电系统的关联关系图，如图1所示，车载电池系统101、智能驾驶全自动充电系统102以及车载受电弓103布置在车载端100；
地面充电站201、地面调度中心202以及地面信标203布置在地面端200。
智能驾驶全自动充电系统102，接收车载电池系统101的充电状态数据，接收车载受电弓103的受电弓状态，发送升、降弓控制指令至车载受电弓103。
智能驾驶全自动充电系统102，接收地面充电站201的充电状态数据，发送充电启停控制指令至地面充电站201；
智能驾驶全自动充电系统102，接收地面调度中心202的运营计划、运行线路、线路里程、时刻表等，发送充电状态与故障上报信息至地面调度中心202；
智能驾驶全自动充电系统102，接收地面信标203的定位信息。
车载电池系统101，与地面充电站201进行充电数据交互。
智能驾驶全自动充电系统102与地面调度中心202、地面充电站201、地面信标203、车载受电弓103、车载电池系统101相关联，通过车辆实时定位、受电弓升降弓控制、自动充电交互控制，并联合地面调度信息，控制车辆实现电子导向胶轮系统运营过程中的受电弓充电站的自动充电功能。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，包括以下步骤：
车辆行驶至布置充电站的站台后，根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电；
如果需要充电，则停靠至充电站，进入升弓控制，判断是否满足充电条件；
如果满足充电条件，则开始充电交互流程，实时监测充电交互报文；
如果充电交互报文显示电池充满停充，进入降弓控制；
受电弓降弓后，自动充电流程完成。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，基于列车自动驾驶，考虑电子导向胶轮系统的线路始末站安装了受电弓充电站的线路特性，设计全自动充电功能流程，实现运营线路充电场景覆盖，提高充电效率。
下面结合图1所示的智能驾驶全自动充电系统，详细说明本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法。
图2揭示了根据本发明一实施例的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法的流程图，如图2所示，本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，包括以下步骤：
当车辆行驶至布置充电站的站台（例如，终点站）后，智能驾驶全自动充电系统102接收地面调度中心202发过来的后续运营计划以及车载电池系统发送过来的电量信息，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电。
在本实施例中，后续运营计划包括但不限于上下行、发车时间和运营里程等。
智能驾驶全自动充电系统102判断需要充电的过程如下：
智能驾驶全自动充电系统102根据后续运营计划以及充电位置信息，判断当前电池电量是否满足下趟运营；
如果当前电池电量不满足下趟运营，则需要进行充电。
考虑到车辆充电时长受到后续运营计划发车时间的限制，需要判断在受限的充电时长内，充电后的电池电量是否满足运营要求。更进一步的，智能驾驶全自动充电系统102，在当前电池电量不满足下趟运营后，可以进一步进行如下判断：
智能驾驶全自动充电系统102，根据发车时间、电池电量、下趟运营里程，综合判断决策出当前车辆充电时长；
根据当前车辆充电时长，计算本次充电可充电量，结合当前电池电量信息判断本次充电完成后的电池电量是否满足下趟运营；
如果本次充电完成后的电池电量满足下趟运营，则需要充电。
更进一步的，智能驾驶全自动充电系统102，根据发车时间、电池电量、下趟运营里程，综合判断决策出当前车辆充电时长，根据当前充电时长，计算出本次充电可充电量，判断本次充电完成后的电池电量是否满足下趟运营；如果智能驾驶全自动充电系统102判断出本次充电完成后的电池电量无法满足下趟运营，通过车地通讯反馈故障给地面调度中心202，提示地面调度中心202调整运营计划。
举例来说，车辆行驶至布置充电站的站台A，当前电池电量剩余30%，根据接收到的后续运营计划，车辆将行驶至站台B；
假设根据站台A行驶至站台B的运营里程需要消耗40%电量，而从开始充电至发车时间的当前车辆充电时长，车辆本次充电可充电量为30%，则本次充电完成后的电池电量为60%，满足下趟运营；
假设根据站台A行驶至站台B的运营里程需要消耗20%电量，则当前电池电量满足下趟运营，即本次不充电也能满足下趟运营；
假设根据站台A行驶至站台B的运营里程需要消耗70%电量，而车辆从开始充电至发车时间的本次充电可充电量为30%，则本次充电完成后的电池电量为60%，即使本次充电也不能满足下趟运营，反馈故障信息至地面调度中心，提示地面调度中心调整运营计划。
以上举例只是为了便于理解，不能用于限定本发明的保护范围，作为一种简化的情形，实际运行过程中，结合后续运营计划需要考虑的情形将更为复杂。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，结合电子导向胶轮系统运营调度、车辆电池电量，实现充电需求逻辑判断，自动判断出当前车辆充电时长、充电位需求，合理判断充电需求，降低人工交流成本。
电子导向胶轮系统在运营线路充电站的布置位置，一般分为以下两种情况：
第一种、充电站布置在终点站/起始站的站台上，与站台停站位置一致；
第二种、充电站布置在终点站/起始站的站后或站前，专门充电位。
当车辆行驶至布置充电站的当前站台（终点站/起始站），如果当前充电站布置位置属于第一种情况，则当前站台停靠完成，乘客全部下车并关好车门后，即完成停靠至充电站，按全自动充电流程进行充电；
当车辆行驶至布置充电站的当前站台（终点站/起始站），如果当前充电站布置位置属于第二种情况，则终点站停靠完成，乘客全部下车并关好车门后，智能驾驶全自动充电系统102根据调度上下行信息，选择上下行充电位，调用提前采集并预存的充电线路地图信息，控制车辆行驶至充电位，完成停靠至充电站，按全自动充电流程进行充电。
更进一步的，当车辆到达充电位后，获取地面信标203信息，判断当前车辆是否停车到位；
如果信标信息获取失败，判断当前车辆没有停车到位，通过车地通讯反馈故障给地面调度中心202，提示地面调度中心202手动充电接管；
如果信标信息获取正常，判断当前车辆正常停车到位，则进入升弓控制。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，采用智能驾驶充电模式下的受电弓自动控制策略，根据车辆定位信息及受电弓状态、充电状态，设计受电弓自动升降控制，无需司机进行升降弓操作，解放司机双手，提升车辆智能化。
智能驾驶全自动充电系统102输出升弓控制指令给车载控制系统，控制车载受电弓103升弓，升弓后，智能驾驶全自动充电系统102检测升弓到位信号；
判断是否在5s内接收到升弓到位信号，如果没有检测到升弓到位信号，则再次输出升弓控制指令；
如果发送3次升弓控制指令后仍未检测到升弓到位信号，则通过车地通讯反馈故障给地面调度中心202，提示地面调度中心202手动充电接管。
升弓到位后，检测车辆与地面充电站无线通信是否正常、受电弓网压是否正常，如果满足以上充电条件，智能驾驶全自动充电系统102输出开始充电指令给地面充电站201，地面充电站201与车载电池系统101进入充电交互流程。
智能驾驶系统实时监测充电交互报文，根据异常停充信号以及电池充满停充，判断充电是否停止。
更进一步的，当判断为充电停止后，检测受电弓网压是否为0。
如果受电弓网压不为0，则通过车地通讯反馈故障给地面调度中心202，提示地面调度中心202手动充电接管。
如果受电弓网压为0，电池充满停充，输出降弓指令控制车载受电弓102降弓，智能驾驶全自动充电系统102检测降弓到位信号；
判断是否在5s内接收到降弓到位信号，如果没有检测到降弓到位信号，则再次输出降弓控制指令；
如果发送3次降弓控制指令后仍未检测到降弓到位信号，通过车地通讯反馈故障给地面调度中心202，提示地面调度中心202手动充电接管。
受电弓降弓后，本次自动充电完成，等待发车信息。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，采用充电交互过程自动控制策略，基于电子导向胶轮系统电车原有人机交互充电流程，实现启动、停止、异常情况的自动充电过程交互，无需司机进行启动充电、停止充电操作，解放司机双手，提升车辆智能化。
全自动充电过程中的所有故障、状态信息将实时通过车地通讯发送给地面调度中心202。
全自动充电过程，可随时通过司机或地面调度中心202接管，接管后，本次自动充电流程将终止。可由司机手动进行充电操作，或由调度中心远程控制车辆充电。
智能驾驶全自动充电系统102中预存运营线路上所有充电站的线路信息。
本发明提出的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，具体具有以下有益效果：
1）考虑电子导向胶轮系统线路始末站安装了受电弓充电站的线路特性，并基于电子导向胶轮系统电车自动驾驶，实现运营线路充电场景覆盖，提高充电效率；
2）全自动充电交互控制，无需司机进行升弓、启动充电、停止充电操作，解放司机双手，提升车辆智能化。
3）结合电子导向胶轮系统运营调度、车辆电池电量，合理判断当前车辆充电时长、充电位需求，降低人工交流成本。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (10)
1.一种适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
车辆行驶至布置充电站的站台后，根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电；
如果需要充电，则停靠至充电站，进入升弓控制，判断是否满足充电条件；
如果满足充电条件，则开始充电交互流程，实时监测充电交互报文；
如果充电交互报文显示电池充满停充，进入降弓控制；
受电弓降弓后，自动充电流程完成。
2.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电，还包括以下步骤：
根据后续运营计划以及充电位置信息，判断当前电池电量是否满足下趟运营；
如果当前电池电量不满足下趟运营，则计算获得当前车辆充电时长；
根据当前车辆充电时长，计算本次充电可充电量，结合当前电池电量信息判断本次充电完成后的电池电量是否满足下趟运营；
如果本次充电完成后的电池电量满足下趟运营，则需要充电。
3.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述根据接收到的后续运营计划，结合充电位置信息以及当前电池电量信息，判断是否需要充电，还包括以下步骤：
根据后续运营计划以及充电位置信息、当前电池电量信息，计算获得当前车辆充电时长；
根据当前车辆充电时长，计算本次充电可充电量，结合当前电池电量信息判断本次充电完成后的电池电量是否满足下趟运营；
如果不满足，则反馈故障信息至地面调度中心，提示地面调度中心调整运营计划。
4.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述后续运营计划包括上下行、发车时间和运营里程。
5.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述停靠至充电站，进一步包括：
如果充电站布置在当前站台上，充电位与站台停站位置一致，则车辆行至当前站台停靠，即完成停靠至充电站；
如果充电站布置在当前站台的站前或者站后，充电位与站台停站位置不一致，则根据上下行信息，选择上下行充电位，调用充电线路地图信息，控制车辆行驶至充电位，完成停靠至充电站。
6.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述停靠至充电站，进一步包括：
获取地面信标信息，判断当前车辆是否停车到位；
如果信标信息获取失败，判断当前车辆没有停车到位，通过车地通讯反馈故障给地面调度中心，提示地面调度中心手动充电接管；
如果信标信息获取正常，判断当前车辆正常停车到位，则进入升弓控制。
7.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述进入升弓控制，进一步包括：
发送升弓控制指令至车载控制系统，控制车载受电弓升弓；
判断是否在预设时间内接收到升弓到位信号，如果没有接收到升弓到位信号，则再次发送升弓控制指令；
如果发送升弓控制指令至指定次数后仍然没有接收到升弓到位信号，则通过车地通讯反馈故障给地面调度中心，提示地面调度中心手动充电接管。
8.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述充电条件，包括车辆与充电站的无线通信是否正常以及受电弓网压是否正常。
9.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述实时监测充电交互报文，之后还包括以下步骤：
根据异常停充信号及电池充满停充，判断充电是否停止；
如果充电停止，则检测受电弓网压是否为0；
如果受电弓网压不为0，则通过车地通讯反馈故障给地面调度中心，提示地面调度中心手动充电接管。
10.根据权利要求1所述的适用于电子导向胶轮系统的智能驾驶全自动充电控制方法，其特征在于，所述进入降弓控制，进一步包括：
发送降弓控制指令至车载控制系统，控制车载受电弓降弓；
判断是否在预设时间内接收到降弓到位信号，如果没有接收到降弓到位信号，则再次发送降弓控制指令；
如果发送降弓控制指令至指定次数后仍然没有接收到降弓到位信号，则通过车地通讯反馈故障给地面调度中心，提示地面调度中心手动充电接管。
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