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CN113997914B - 一种轨道车辆制动控制方法及装置 - Google Patents

一种轨道车辆制动控制方法及装置 Download PDF

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CN113997914B CN202010739991.0A CN202010739991A CN113997914B CN 113997914 B CN113997914 B CN 113997914B CN 202010739991 A CN202010739991 A CN 202010739991A CN 113997914 B CN113997914 B CN 113997914B
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Abstract

本申请提供了一种轨道车辆制动控制方法及装置，应用于列车自动驾驶系统，预先根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定预设列车制动力渐变模型，在进行制动控制时，通过将列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间等制动控制参数输入至预设列车制动力渐变模型，来确定列车制动力曲线；本申请通过确定的列车制动力曲线，实现列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制，准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验。

Description

一种轨道车辆制动控制方法及装置
技术领域
本申请属于轨道机车领域自动驾驶技术，涉及轨道车辆制动控制技术领域，尤其涉及一种轨道车辆制动控制方法及装置，应用于铁路运输的列车自动驾驶系统。
背景技术
目前，常速轨道车辆采用的主要制动方式为空气制动(闸瓦制动)，以压缩空气为动力，通过空气制动机将闸瓦压紧车轮踏面由摩擦产生制动力，从而在车轮与铁轨间的粘着力作用下实现列车减速、不加速或停止运行。其中，空气制动力(闸瓦制动力，即轨道车辆的列车制动力)的计算过程：首先，根据制动缸压力、制动缸直径、传动效率、制动倍率、制动缸数量以及闸瓦数量等参数计算机车闸瓦压力和车辆实算闸瓦压力，然后，根据机车闸瓦压力、车辆实算闸瓦压力以及分别对应的摩擦系数进行计算，最终，得到列车制动力。
在上述车辆实算闸瓦力计算过程中，制动缸直径、传动效率、制动倍率、制动缸数量、闸瓦数量都为确定的数据，而制动缸压力属于变量，且跟随列车管压力变化而变化，因此，在列车自动驾驶系统领域，需要根据实际轨道车辆运行情况对列车制动力曲线进行规划，并根据列车制动力曲线来进行跟随控制。虽然根据牵引计算规范文件(牵引计算标准TB1407-1998)中的牵引计算公式所包含的公式可以计算出控制距离与空走距离，但是只能进行稳态下的制动距离的近似计算，而无法准确表述轨道车辆制动过程中列车制动力变化过程，无法实现列车自动驾驶的控制跟随，从而影响轨道车辆运行过程中的自动控制，降低列车自动驾驶系统的安全性，影响用户体验。
因此，如何准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种轨道车辆制动控制方法及装置，其发明目的在于：如何准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种轨道车辆制动控制方法，该方法包括：
获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间；
以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的；
根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制；
其中，所述以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，具体为：
以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数，所述制动力渐变系数公式为
Figure GDA0003642514610000031
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间；
以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线，所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
优选的，所述获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间，具体为：
获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间的变化而变化；
根据制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动缸压力属于变量，且跟随所述列车管压力变化而变化，所述制动控制参数，包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
一种轨道车辆制动控制装置，该装置包括：
第一处理单元，用于获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间；
第二处理单元，用于以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的；
第三处理单元，用于根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制；
其中，所述第二处理单元具体用于：
以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数，所述制动力渐变系数公式为
Figure GDA0003642514610000041
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间；
以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线，所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
优选的，所述第一处理单元具体用于：
获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间的变化而变化；
根据制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动缸压力属于变量，且跟随所述列车管压力变化而变化，所述制动控制参数，包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上述所述的轨道车辆制动控制方法。
一种电子设备，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行如上述所述的轨道车辆制动控制方法。
本申请所述的轨道车辆制动控制方法及装置，应用于列车自动驾驶系统，预先根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定预设列车制动力渐变模型，在进行制动控制时，通过获取列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间等制动控制参数；以制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，来确定列车制动力曲线；根据列车制动力曲线对轨道车辆进行制动控制，从而实现列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。
本申请通过确定的列车制动力曲线，可以准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本申请实施例提供的一种列车自动驾驶系统结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种轨道车辆制动控制方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间的一种具体实施方式流程图；
图4为本申请实施例提供的以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线的一种具体实施方式流程图；
图5为本申请实施例提供的一种轨道车辆制动控制装置结构示意图；
图6为本申请实施例公开的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
基于现有轨道交通技术，为了实现轨道机车的自动化驾驶，铁路运输的列车自动驾驶技术已经成为轨道交通的重要发展方向，其中，铁路车辆的制动系统是控制车辆减速、不加速或停止运行的重要功能性系统，因此，根据牵引计算标准TB1407-1998可知，列车制动力是由制动装置引起的、与列车运行方向相反的、司机可根据需要控制其大小的外力，称为制动力，用字母B表示，更具体的说，列车制动力是钢轨作用于车轮的外力，发生在全列车具有制动装置的机车、车辆的轮轨之间的外力，列车制动过程主要是通过减小机车管的压力，使副风缸中的压缩空气由空气分配阀进入制动缸，以带动制动器使车轮停止转动，从而在车轮与铁轨间的粘着力作用下实现列车减速、不加速或停止运行。
在司机的操纵下，制动缸的空气压力通过基础制动装置的传递和扩大，使闸瓦以大小为K(kN)的压力作用于滚动的车轮踏面，引起与车轮回转方向相反的摩擦力K*φk(φk为轮瓦间摩擦系数)。对列车来说，此摩擦力是内力，它不能使列车运动状态发生变化，但它对车轮中形成一个力矩，从而在轮轨接触点产生一个车轮对钢轨的纵向水平作用力，根据作用力与反作用力原理，必然引起一个钢轨对列车作用并阻碍列车运行的外力，即制动力。
而现有技术中列车制动力计算过程无法准确表述轨道车辆制动过程中列车制动力变化过程，无法实现列车自动驾驶的控制跟随，从而影响轨道车辆运行过程中的自动控制，降低列车自动驾驶系统的安全性，影响用户体验。
为此，本申请提供一种轨道车辆制动控制方法及装置，应用于如图1所示的列车自动驾驶系统，该列车自动驾驶系统包括：自动驾驶装置和制动力控制系统，适用于所有配备有列车自动驾驶系统的现有列车，能够拟合现有DK系列、JZ系列、CAB系列的机车制动机，适用于120型及改进型等车辆制动机，即：适用于普通客运列车、动车、高铁、普通货运列车等，且适用于不同编组的机车制动机与车辆制动机组合应用场合。
本申请发明目的在于：如何准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验。
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，而不是全部的实施例。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，都属于本申请保护的范围。
如图2所示，本申请实施例提供了一种轨道车辆制动控制方法流程图，应用于列车自动驾驶系统，该方法具体包括如下步骤：
S201：获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
S202：以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的。
需要说明的是，现有技术中，虽然根据牵引计算规范文件(牵引计算标准TB1407-1998)中的牵引计算公式所包含的公式可以计算出控制距离与空走距离，但是只能进行稳态下的近似计算，无法准确表述轨道车辆制动过程中列车制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，因此，本申请实施例中，预先根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定可以得到列车制动力曲线的预设列车制动力渐变模型，在进行制动控制时，只要获取列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间等制动控制参数，并将所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，从而确定列车制动力曲线。
S203：根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。
通过步骤S201和步骤S202确定出的列车制动力曲线，在进行制动控制时，根据列车制动力曲线对轨道车辆进行制动控制，从而实现列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。
本申请实施例所述的轨道车辆制动控制方法，应用于列车自动驾驶系统，预先根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定预设列车制动力渐变模型，在进行制动控制时，通过获取列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间等制动控制参数；以制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，来确定列车制动力曲线；根据列车制动力曲线对轨道车辆进行制动控制，从而实现列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。本申请实施例通过确定的列车制动力曲线，可以准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验。
如图3所示，为上述所述获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间，具体包括如下步骤：
S301：获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间的变化而变化。
在本申请实施例中，制动缸压力属于变量，且跟随列车管压力变化而变化，因此，在列车自动驾驶系统领域，需要根据实际轨道车辆运行情况对列车制动力曲线进行规划，并根据列车制动力曲线来进行跟随控制。
S302：根据所述制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
需要说明的是，在实际运用过程中，上述列车单位制动力最大值根据制动方式确定，制动机相应时间和列车自动驾驶系统与控制器通信相关，为固定时间。制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间为变化值，其中，制动比例系数、制动力渐变比重系数可以通过轨道车辆的基础参数进行调整，而列车制动力上升到最大值的反应时间为与制动机强相关的系数，可以通过测量得到。
需要说明的是，上述制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间的计算和确定等相关技术，属于现有技术中本领域技术人员公知的技术手段，在本申请实施例中，具体的实现方式不再进行详细赘述。
如图4所示，上述所述以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，具体包括如下步骤：
S401：以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数。
本申请实施例中，上述所述制动力渐变系数公式为
Figure GDA0003642514610000091
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间。
需要说明的是，本申请实施例中，上述制动力渐变系数公式采用正弦函数和比例函数组成，然而，余弦函数可以通过角度变化得到正弦函数，因此，本申请实施例也可通过余弦函数和比例函数的组成，到达同样的技术效果。
S402：以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线。
本申请实施例中，上述所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
需要说明的是，轨道车辆制动控制从操纵方式上，按用途可分为两种：常用制动和紧急制动，其中，常用制动是正常情况下调控列车速度或停车所施行的制动，其作用较缓和且制动力可以调节，多数情况下只用列车制动能力20％～80％左右；紧急制动，也称非常制动，其是在紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动，对于紧急制动其特点是作用比较迅猛，而且将列车制动能力全部用上。
牵引计算标准的b，即为列车紧急制动单位制动力，其计算公式为：
Figure GDA0003642514610000101
牵引计算标准的bc，即为列车常用制动单位制动力，其计算公式为：
Figure GDA0003642514610000102
其中，
Figure GDA0003642514610000103
—换算摩擦系数；θh—换算制动率；βc—常用制动系数。
需要说明的是，上述牵引计算标准的b和牵引计算标准的bc的计算过程等相关技术，属于现有技术中本领域技术人员公知的技术手段，在本申请实施例中，具体的实现方式不再进行详细赘述。
进一步的，在本申请实施例的基础上，根据牵引计算原理及物理学原理，可以得到单位制动力与列车加速度关系：bM∝α；再通过物理学近似计算，取单位计算时间Ts，可以得到从制动施加时间到当前时刻的速度v＝与制动距离S，具体计算公式为：
v＝v0-α(t)*Ts
Figure GDA0003642514610000111
通过本申请实施例，在单位时间Ts内，通过时间分段累加计算得到的制动距离S与牵引计算公式计算得到的制动距离等效。
请参阅图5，基于上述实施例公开的一种轨道车辆制动控制方法，本实施例对应公开了一种轨道车辆制动控制装置，应用于列车自动驾驶系统，该装置具体包括：第一处理单元501、第二处理单元502和第三处理单元503，其中：
第一处理单元501，用于获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
第二处理单元502，用于以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的。
需要说明的是，现有技术中，虽然根据牵引计算规范文件(牵引计算标准TB1407-1998)中的牵引计算公式所包含的公式可以计算出控制距离与空走距离，但是只能进行稳态下的近似计算，无法准确表述轨道车辆制动过程中列车制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，因此，本申请实施例中，预先根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定可以得到列车制动力曲线的预设列车制动力渐变模型，在进行制动控制时，只要获取列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间等制动控制参数，并将所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，从而确定列车制动力曲线。
第三处理单元503，用于根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。
通过第一处理单元501和第二处理单元502确定出的列车制动力曲线，在进行制动控制时，根据列车制动力曲线对轨道车辆进行制动控制，从而实现列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。
优选的，所述第一处理单元501具体用于：
获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间变化而变化。
在本申请实施例中，制动缸压力属于变量，且跟随列车管压力变化而变化，因此，在列车自动驾驶系统领域，需要根据实际轨道车辆运行情况对列车制动力曲线进行规划，并根据列车制动力曲线来进行跟随控制。
根据所述制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动控制参数，包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
需要说明的是，在实际运用过程中，上述列车单位制动力最大值根据制动方式确定，制动机相应时间和列车自动驾驶系统与控制器通信相关，为固定时间。制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间为变化值，其中，制动比例系数、制动力渐变比重系数可以通过轨道车辆的基础参数进行调整，而列车制动力上升到最大值的反应时间为与制动机强相关的系数，可以通过测量得到。
需要说明的是，上述制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间的计算和确定等相关技术，属于现有技术中本领域技术人员公知的技术手段，在本申请实施例中，具体的实现方式不再进行详细赘述。
优选的，所述第二处理单元502具体用于：
以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数。
本申请实施例中，上述所述制动力渐变系数公式为
Figure GDA0003642514610000131
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间。
需要说明的是，本申请实施例中，上述制动力渐变系数公式采用正弦函数和比例函数组成，然而，余弦函数可以通过角度变化得到正弦函数，因此，本申请实施例也可通过余弦函数和比例函数的组成，到达同样的技术效果。
以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线。
本申请实施例中，上述所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
需要说明的是，轨道车辆制动控制从操纵方式上，按用途可分为两种：常用制动和紧急制动，其中，常用制动是正常情况下调控列车速度或停车所施行的制动，其作用较缓和且制动力可以调节，多数情况下只用列车制动能力20％～80％左右；紧急制动，也称非常制动，其是在紧急情况下为使列车尽快停住而施行的制动，对于紧急制动其特点是作用比较迅猛，而且将列车制动能力全部用上。
牵引计算标准的b，即为列车紧急制动单位制动力，其计算公式为：
Figure GDA0003642514610000141
牵引计算标准的bc，即为列车常用制动单位制动力，其计算公式为：
Figure GDA0003642514610000142
其中，
Figure GDA0003642514610000143
—换算摩擦系数；θh—换算制动率；βc—常用制动系数。
需要说明的是，上述牵引计算标准的b和牵引计算标准的bc的计算过程等相关技术，属于现有技术中本领域技术人员公知的技术手段，在本申请实施例中，具体的实现方式不再进行详细赘述。
所述轨道车辆制动控制装置包括处理器和存储器，上述第一处理单元、第二处理单元和第三处理单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过确定的列车制动力曲线，可以准确表述轨道车辆制动过程中空气制动力变化过程，实现列车自动驾驶的控制跟随，精确控制轨道车辆运行过程，从而增加列车自动驾驶系统的安全性，提高用户体验。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述轨道车辆制动控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述轨道车辆制动控制方法。
本发明实施例提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备60包括至少一个处理器601、以及与所述处理器连接的至少一个存储器602、总线603；其中，所述处理器601、所述存储器602通过所述总线603完成相互间的通信；处理器601用于调用所述存储器602中的程序指令，以执行上述的所述轨道车辆制动控制方法。
本文中的电子设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：
获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间；
以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的；
根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制。
优选的，所述获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间，具体为：
获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间变化而变化；
根据所述制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动控制参数，包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
优选的，所述以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，具体为：
以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数；
以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线。
优选的，所述制动力渐变系数公式为
Figure GDA0003642514610000161
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间。
优选的，所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种轨道车辆制动控制方法，其特征在于，该方法包括：
获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间；
以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的；
根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制；
其中，所述以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，具体为：
以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数，所述制动力渐变系数公式为
Figure FDA0003642514600000011
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间；
以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线，所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间，具体为：
获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间的变化而变化；
根据制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动缸压力属于变量，且跟随所述列车管压力变化而变化，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
3.一种轨道车辆制动控制装置，其特征在于，该装置包括：
第一处理单元，用于获取制动控制参数，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间；
第二处理单元，用于以所述制动控制参数作为输入参数，输入至预设列车制动力渐变模型，确定列车制动力曲线，所述预设列车制动力渐变模型根据制动力渐变系数公式和列车单位制动力最大值确定的；
第三处理单元，用于根据所述列车制动力曲线对所述轨道车辆进行制动控制，以实现所述列车自动驾驶系统的制动曲线规划与制动跟随控制；
其中，所述第二处理单元具体用于：
以所述制动机响应时间、所述制动比例系数、所述制动力渐变比重系数以及所述列车制动力上升到最大值的反应时间作为输入参数，输入至制动力渐变系数公式，得到制动力渐变系数，所述制动力渐变系数公式为
Figure FDA0003642514600000031
其中，tb为制动机响应时间，其为固定时间；γ为制动比例系数；M为正弦比重系数；T为列车制动力上升到最大值的时间；
以所述制动力渐变系数和所述列车单位制动力最大值作为输入参数，输入至单位制动力渐变函数公式，得到所述列车制动力曲线，所述单位制动力渐变函数公式为bM＝f(t)*bmax，其中，bM为目标模型制动力；f(t)为制动力渐变系数公式；bmax为列车单位制动力最大值，紧急制动下bmax等于牵引计算标准的b，常用制动下等于牵引计算标准的bc。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元具体用于：
获取当前时刻施加在制动装置上的列车管压力，所述列车管压力为当前时刻施加在所述制动装置上的压力，且跟随时间的变化而变化；
根据制动缸压力确定所述制动控制参数，所述制动缸压力属于变量，且跟随所述列车管压力变化而变化，所述制动控制参数包括：列车单位制动力最大值、制动机响应时间、制动比例系数、制动力渐变比重系数以及列车制动力上升到最大值的反应时间。
5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求1至2中任一项所述的轨道车辆制动控制方法。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行如权利要求1至2中任一项所述的轨道车辆制动控制方法。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464999A (zh) * 2001-09-28 2003-12-31 日产自动车株式会社 用于机动车辆的车道保持控制装置和方法
CN1962332A (zh) * 2005-11-07 2007-05-16 日产自动车株式会社 混合动力车控制系统
CN102481907A (zh) * 2009-09-02 2012-05-30 丰田自动车株式会社 制动控制装置
DE102011054290A1 (de) * 2011-10-07 2013-04-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug mit einer Bremseinrichtung
CN202911724U (zh) * 2012-11-15 2013-05-01 北京纵横机电技术开发公司 可以调整轨道交通车辆制动力变化特性的电空制动系统
DE102016200614A1 (de) * 2016-01-19 2017-07-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Bremskraftaktuators mittels einer variablen Steuerungscharakteristik
CN108099875A (zh) * 2017-12-12 2018-06-01 同济大学 一种轨道车辆自适应摩擦系数的制动控制方法
CN108556833A (zh) * 2018-04-27 2018-09-21 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 城轨车辆制动系统的测试装置及方法
CN108859781A (zh) * 2018-06-19 2018-11-23 南京中车浦镇海泰制动设备有限公司 轨道车辆制动减速度闭环控制装置及控制方法
CN109435927A (zh) * 2018-09-30 2019-03-08 中铁武汉勘察设计研究院有限公司 轨道动力平车及其制动系统以及制动控制方法
CN109484384A (zh) * 2018-09-25 2019-03-19 湖南工业大学 一种高速列车最优粘着制动控制方法及系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464999A (zh) * 2001-09-28 2003-12-31 日产自动车株式会社 用于机动车辆的车道保持控制装置和方法
CN1962332A (zh) * 2005-11-07 2007-05-16 日产自动车株式会社 混合动力车控制系统
CN102481907A (zh) * 2009-09-02 2012-05-30 丰田自动车株式会社 制动控制装置
DE102011054290A1 (de) * 2011-10-07 2013-04-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug mit einer Bremseinrichtung
CN202911724U (zh) * 2012-11-15 2013-05-01 北京纵横机电技术开发公司 可以调整轨道交通车辆制动力变化特性的电空制动系统
DE102016200614A1 (de) * 2016-01-19 2017-07-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Bremskraftaktuators mittels einer variablen Steuerungscharakteristik
CN108099875A (zh) * 2017-12-12 2018-06-01 同济大学 一种轨道车辆自适应摩擦系数的制动控制方法
CN108556833A (zh) * 2018-04-27 2018-09-21 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 城轨车辆制动系统的测试装置及方法
CN108859781A (zh) * 2018-06-19 2018-11-23 南京中车浦镇海泰制动设备有限公司 轨道车辆制动减速度闭环控制装置及控制方法
CN109484384A (zh) * 2018-09-25 2019-03-19 湖南工业大学 一种高速列车最优粘着制动控制方法及系统
CN109435927A (zh) * 2018-09-30 2019-03-08 中铁武汉勘察设计研究院有限公司 轨道动力平车及其制动系统以及制动控制方法

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