技术领域
[0001] 本
发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车控制方法及装置。
背景技术
[0002] 列车
载荷补偿是指列车因重量造成运行阻
力变化时，车辆牵引
制动系统对
牵引力和制动力进行调整，保证相同的控制级位下，列车具有相同或相近的
加速度。
[0003] 在车辆参数文件中，通常用AW0表示车辆空载，AW1表示座客满载，AW2表示定员载荷，AW3表示超员载荷。现有列车载荷补偿技术中，通常在列车上装配车载测量装置，用于测量列车载荷。在收到列车当前的控制级位后，列车的车辆控制和管理系统(Train Control and Management System，TCMS)或者牵引制动单元根据车载测量装置测量的列车载荷，施加控制级位与列车载荷相匹配的牵引制动力，以保证列车的运行效率和运行安全性。
[0004] 然而，现有列车载荷补偿技术仅根据列车载荷进行牵引制动力补偿，忽视了列车运行的线路条件，以及因线路条件造成的牵引制动性能差异，牵引制动力补偿不够精确。
发明内容
[0005] 本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0006] 为此，本发明的第一个目的在于提出一种列车控制方法，该方法能够根据列车行驶的线路条件和列车的控制级位调整列车的牵引制动力，提高载荷补偿的精确度，使列车运行更加稳定、安全。
[0007] 本发明的第二个目的在于提出一种列车控制装置。
[0008] 为了实现上述目的，本发明第一方面
实施例提出了一种列车控制方法，包括：获取列车的线路条件；根据线路条件生成载荷补偿加速度；获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度；根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度；根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。
[0009] 本发明实施例提出的列车控制方法，通过获取列车的线路条件，根据线路条件生成载荷补偿加速度，获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度，根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度，最后根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。由此，能够根据列车行驶的线路条件和列车的控制级位调整列车的牵引制动力，提高载荷补偿的精确度，使列车运行更加稳定、安全。
[0010] 为了实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种列车控制装置，包括：获取模
块，用于获取列车的线路条件；生成模块，用于根据线路条件生成载荷补偿加速度；处理模块，用于获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度；补偿模块，用于根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度；控
制模块，用于根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。
[0011] 本发明实施例提出的列车控制装置，通过获取列车的线路条件，根据线路条件生成载荷补偿加速度，获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度，根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度，最后根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。由此，能够根据列车行驶的线路条件和列车的控制级位调整列车的牵引制动力，提高载荷补偿的精确度，使列车运行更加稳定、安全。
附图说明
[0012] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0013] 图1是本发明一实施例提出的列车控制方法的流程示意图；
[0014] 图2是本发明另一实施例提出的列车控制方法的流程示意图；
[0015] 图3是本发明一实施例提出的列车控制装置的结构示意图；
[0016] 图4是本发明另一实施例提出的列车控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加
权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、
修改和等同物。
[0018] 下面参考附图描述本发明实施例的列车控制方法及装置。
[0019] 列车载荷补偿是指列车因重量造成运行阻力变化时，车辆牵引制动系统对牵引力和制动力进行调整，保证相同的控制级位下，列车具有相同或相近的加速度。
[0020] 现有列车载荷补偿技术中，通常在列车上装配车载测量装置，用于测量列车载荷。在收到列车当前的控制级位后，列车的TCMS系统或者牵引制动单元根据车载测量装置测量的列车载荷，施加控制级位与列车载荷相匹配的牵引制动力，以保证列车的运行效率和运行安全性。
[0021] 然而，现有列车载荷补偿技术仅根据列车载荷进行牵引制动力补偿，忽视了列车运行的线路条件。在列车的实际运行过程中，通常会遇到上坡、下坡、隧道、转弯等路况，而不同的路况条件下，列车的运行阻力也不同。比如，在列车上坡时，会受到阻力；而在列车下坡时，会受到助力。因此，仅根据列车载荷进行牵引制动力补偿不够精确。
[0022] 为了弥补
现有技术的不足，本发明提出一种列车控制方法，该方法能够根据列车行驶的线路条件调整列车的牵引制动力，提高牵引制动力补偿的精确度。
[0023] 图1是本发明一实施例提出的列车控制方法的流程示意图。
[0024] 如图1所示，该列车控制方法包括：
[0025] S11：获取列车的线路条件。
[0026] 其中，线路条件包括坡度、弯道等效半径以及隧道信息。
[0027] 为了能够实现本发明的列车控制方法，本实施例中，需要先获取列车运行轨道的坡度、弯道等效半径、隧道信息等线路条件。
[0028] 具体地，可以通过车载
控制器利用工业总线实时获取列车的线路条件。
[0029] 其中，工业总线包括但不限于以太网总线、CAN(Controller Area Network，控制器局域网网络)总线、串口总线以及MVB(Multifunction Vehicle Bus，多功能车辆总线)总线。
[0030] S12：根据线路条件生成载荷补偿加速度。
[0031] 本实施例中，在获取了列车运行轨道的线路条件之后，即可根据获取的线路条件生成载荷补偿加速度。
[0032] 需要说明的是，本实施例中根据线路条件生成载荷补偿加速度的具体过程将在后续内容中给出，为避免重复，此处不作详细说明。
[0033] S13：获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度。
[0034] 为了实现本发明的列车控制方法，还需要获取列车的控制级位，并根据控制级位生成与控制级位对应的牵引制动加速度。
[0035] 具体地，获取列车的控制级位，包括：获取列车的载荷类型，根据载荷类型确定控制级位。
[0036] 其中，载荷类型为通过车辆载荷测量设备测量获取的。
[0037] 需要说明的是，载荷类型符合车辆参数文件中规定的载荷类型及表示形式，为避免累赘，此处不在进行说明。
[0038] 应当理解的是，不同的载荷类型对应的列车控制级位也不同。比如，对于同一列车，载荷类型为超员载荷时，列车的控制级位比载荷类型为定员载荷时的列车控制级位高，这样才能保证列车的运行效率不受影响。
[0039] 因此，可以通过获取列车的载荷类型，根据获取的载荷类型确定列车的控制级位。
[0040] 进一步地，在确定了列车的控制级位之后，可以通过车载控制器或司机驾驶台获取列车的控制级位，并根据获取的控制级位生成与之对应的牵引制动加速度。
[0041] 具体地，可以根据预设的控制级位-加速度对照表，生成与获取的控制级位对应的牵引制动加速度。比如，获取的控制级位为L，通过查询预设的控制级位-加速度对照表，获得与该控制级位L对应的牵引制动加速度为a_L。
[0042] 需要说明的是，控制级位-加速度对照表是预先设置的，可以根据实际需求自行设置，本发明对该表的具体内容不作限制。
[0043] S14：根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度。
[0044] 本实施例中，在生成载荷补偿加速度和牵引制动加速度之后，即可根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度。
[0045] 具体地，根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度，包括：将牵引制动加速度与载荷补偿加速度进行减法运算，以生成实际牵引制动加速度。
[0046] 本实施例中，将生成的牵引制动加速度减去生成的载荷补偿加速度，可以获得实际的牵引制动加速度。
[0047] 应当理解的是，若本实施例中生成的载荷补偿加速度为负值，则实际牵引制动加速度大于生成的牵引制动加速度，即需要增大列车运行的加速度以保证列车的运行速度；若生成的载荷补偿加速度为正值，则实际牵引制动加速度小于生成的牵引制动加速度，即需要降低列车运行的加速度，以维持列车的运行速度。
[0048] S15：根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。
[0049] 本实施例中，在获得列车的实际牵引制动加速度之后，即可根据实际牵引制动加速度获得与之对应的实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。
[0050] 应当理解的是，不同的牵引制动加速度对应的牵引制动力不同，牵引制动加速度越大，对应的牵引制动力也越大。
[0051] 本实施例中，若实际牵引制动加速度大于本实施例中生成的牵引制动加速度，则与实际牵引制动加速度对应的实际牵引制动力大于当前的牵引制动力，即实际牵引制动力为牵引力，当根据实际牵引制动力控制列车运行时，列车的运行速度提升；若实际牵引制动加速度小于生成的牵引制动加速度，则与实际牵引制动加速度对应的实际牵引制动力小于当前的牵引制动力，即实际牵引制动力为制动力，当根据实际牵引制动力控制列车运行时，列车的运行速度降低。
[0052] 本发明实施例的列车控制方法，通过获取列车的线路条件，根据线路条件生成载荷补偿加速度，获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度，根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度，最后根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。由此，能够根据列车行驶的线路条件和列车的控制级位调整列车的牵引制动力，提高载荷补偿的精确度，使列车运行更加稳定、安全。
[0053] 图2是本发明另一实施例提出的列车控制方法的流程示意图。
[0054] 如图2所示，基于上述实施例，步骤S12可以包括：
[0055] S21：根据坡度生成第一载荷补偿加速度。
[0056] 本实施例中，在获取了列车运行轨道的线路条件之后，即可根据线路条件中的坡度生成第一载荷补偿加速度。
[0057] 其中，坡度的计算公式如下式所示：
[0059] 上坡时，所得坡度为正值；下坡时，所得坡度为负值。
[0060] 具体地，可以根据第一对应关系表将坡度转换为与坡度对应的第一载荷补偿加速度。
[0061] 其中，第一对应关系表用于表述坡度与第一载荷补偿加速度之间的对应关系。在第一对应关系表中，当坡度为负值时，对应的第一载荷补偿加速度为正值；当坡度为正值时，对应的第一载荷补偿加速度为负值。另外，坡度越大，对应的第一载荷补偿加速度的绝对值越大。
[0062] 作为一种示例，为了保证精确度，可以将坡度的
精度设置为1/10000，在第一对应关系表中存储坡度为-500/10000至500/10000的1001组坡度与第一载荷加速度的对应关系。对于-500/10000至-1/10000的500个坡度，对应的第一载荷补偿加速度为正值，且逐渐减小；当坡度为0时，表明此时列车的运行轨道水平无坡度，对应的第一载荷补偿加速度为0；对于1/10000至500/10000的500个坡度，对应的第一载荷补偿加速度为负值，且第一载荷补偿加速度的绝对值逐渐增大。
[0063] S22：根据弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度。
[0064] 本实施例中，在获取了列车运行轨道的线路条件之后，即可根据线路条件中的弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度。
[0065] 其中，弯道等效半径与弯道的缓急有关。弯道越缓，对应的弯道等效半径越大，表明弯道对列车的阻力越小；弯道越急，对应的弯道等效半径越小，表明弯道对列车的阻力越大。
[0066] 具体地，根据弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度，包括：根据第二对应关系表将弯道等效半径转换为与弯道等效半径对应的等效坡度；根据第一对应关系表将等效坡度转换为与等效坡度对应的第二载荷补偿加速度。
[0067] 其中，第二对应关系表用于表述弯道等效半径与等效坡度之间的对应关系。在第二对应关系表中，不同的弯道等效半径对应于不同的等效坡度，且弯道等效半径越大，对应的坡度越小。
[0068] 需要说明的是，在第二对应关系表中，弯道等效半径对应的等效坡度均为正值。
[0069] 作为一种示例，假设以10米为间隔设置弯道等效半径，则在100米至10千米的弯道等效半径内，需要配置991个等效坡度与弯道等效半径对应，即第二对应关系表中需存储991组弯道等效半径与等效坡度的对应关系，且随着弯道等效半径的增加，对应的等效坡度逐渐降低。
[0070] 在根据设置的第二对应关系表将弯道等效半径转换为对应的等效坡度之后，进一步根据第一对应关系表将获得的等效坡度转换为对应的第二载荷补偿加速度。由此，最终获得了与获取的线路条件中的弯道等效半径所对应的第二载荷补偿加速度。
[0071] S23：根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度。
[0072] 本实施例中，在获取了列车运行轨道的线路条件之后，即可根据线路条件中的隧道信息生成第二载荷补偿加速度。
[0073] 具体地，根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度，包括：获取列车的运行速度；获取在运行速度下，
空气阻力对应的阻力加速度；根据阻力加速度生成第三载荷补偿加速度。
[0074] 其中，第三载荷补偿加速度与阻力加速度大小相等，方向相反。
[0075] 本实施例中，在根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度时，首先要获取列车的运行速度，在获取的运行速度下，获取空气阻力对应的阻力加速度，并根据获得的阻力加速度生成第三载荷补偿加速度。
[0076] 应当理解的是，列车的运行速度越快，列车受到的空气阻力越大，列车所受的空气阻力对应的阻力加速度越大。通常，阻力加速度为负值，即阻力加速度的方向与列车的运行方向相反。
[0077] 作为一种示例，将获取的列车的运行速度记为v，在该运行速度下，列车所受的空气阻力对应的阻力加速度记为a_v*(1+β)。当列车经过隧道时，此
时空气阻力对列车造成的阻力加速度为a_v*(1+β)，则第三载荷补偿加速度为-a_v*(1+β)，即第三载荷补偿加速度的方向与列车的运行方向相同；当列车在无隧道的线路上行驶时，此时列车受到的阻力加速度a_v，则第三载荷补偿加速度为-a_v。
[0078] 其中，β为预设
叠加系数，当列车通过隧道时，β大于0，且列车的运行速度越大，β的值也越大；当列车未经过隧道时，β的值为0。
[0079] 需要说明的是，本实施例提出的列车控制方法中，步骤S21、步骤S22和步骤S23的执行顺序不分先后，三者可以同时执行，也可以按序执行，本发明对此不作限制。
[0080] S24：根据第一载荷补偿加速度、第二载荷补偿加速度和第三载荷补偿加速度生成载荷补偿加速度。
[0081] 本实施例中，在根据坡度生成第一载荷补偿加速度、根据弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度、根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度之后，即可根据获得的第一载荷补偿加速度、第二载荷补偿加速度和第三载荷补偿加速度生成载荷补偿加速度。
[0082] 具体地，可以通过对第一载荷补偿加速度、第二载荷补偿加速度和第三载荷补偿加速度进行叠加，以生成载荷补偿加速度。
[0083] 作为一种示例，将第一载荷补偿加速度记为a1，第二载荷补偿加速度记为a2，第三载荷补偿加速度记为a3，则，载荷补偿加速度a可以表示为：
[0084] a＝a1+a2+a3
[0085] 本发明实施例的列车控制方法，通过根据坡度生成第一载荷补偿加速度、根据弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度，以及根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度获得载荷补偿加速度，能够根据列车运行的线路条件获得对应的载荷补偿加速度，考虑了线路条件对列车造成的牵引制动性能影响，进而提高载荷补偿的精确度。
[0086] 为了实现上述实施例，本发明还提出了一种列车控制装置，图3是本发明一实施例提出的列车控制装置的结构示意图。
[0087] 如图3所示，该列车控制装置包括：获取模块310、生成模块320、处理模块330、补偿模块340，以及
控制模块350。其中，
[0088] 列车控制装置为列车控制和管理系统(Train Control and Management System，TCMS)或牵引制动控制设备。
[0089] 获取模块310，用于获取列车的线路条件。
[0090] 其中，线路条件包括坡度、弯道等效半径以及隧道信息。
[0091] 具体地，获取模块310可以通过车载控制器实时获取列车的线路条件。
[0092] 可选地，获取模块310可以通过车载控制器利用工业总线实时获取列车的线路条件。
[0093] 其中，工业总线包括但不限于以太网总线、CAN总线、串口总线以及MVB总线。
[0094] 生成模块320，用于根据线路条件生成载荷补偿加速度。
[0095] 处理模块330，用于获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度。
[0096] 具体地，处理模块330用于：
[0097] 获取列车的载荷类型，其中，载荷类型为通过车辆载荷测量设备测量获取的；
[0098] 根据载荷类型确定控制级位。
[0099] 进一步地，在处理模块330确定了列车的控制级位之后，可以通过车载控制器或司机驾驶台获取列车的控制级位，并根据获取的控制级位生成与之对应的牵引制动加速度。
[0100] 补偿模块340，用于根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度。
[0101] 具体地，补偿模块340用于：
[0102] 将牵引制动加速度与载荷补偿加速度进行减法运算，以生成实际牵引制动加速度。
[0103] 控制模块350，用于根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。
[0104] 需要说明的是，前述实施例中对列车控制方法实施例的解释说明也适用于本实施例的列车控制装置，其实现原理类似，此处不再赘述。
[0105] 本发明实施例的列车控制装置，通过获取列车的线路条件，根据线路条件生成载荷补偿加速度，获取列车的控制级位，并生成与控制级位对应的牵引制动加速度，根据载荷补偿加速度和牵引制动加速度生成实际牵引制动加速度，最后根据实际牵引制动加速度获取实际牵引制动力，并根据实际牵引制动力控制列车运行。由此，能够根据列车行驶的线路条件和列车的控制级位调整列车的牵引制动力，提高载荷补偿的精确度，使列车运行更加稳定、安全。
[0106] 图4是本发明另一实施例提出的列车控制装置的结构示意图。
[0107] 如图4所示，在如图3所示的
基础上，生成模块320包括：
[0108] 第一生成单元321，用于根据坡度生成第一载荷补偿加速度。
[0109] 具体地，第一生成单元321用于：
[0110] 根据第一对应关系表将坡度转换为与坡度对应的第一载荷补偿加速度，其中，第一对应关系表用于表述坡度与第一载荷补偿加速度之间的对应关系。
[0111] 第二生成单元322，用于根据弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度。
[0112] 具体地，第二生成单元322用于：
[0113] 根据第二对应关系表将弯道等效半径转换为与弯道等效半径对应的等效坡度，其中，第二对应关系表用于表述弯道等效半径与等效坡度之间的对应关系；
[0114] 根据第一对应关系表将等效坡度转换为与等效坡度对应的第二载荷补偿加速度。
[0115] 第三生成单元323，用于根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度。
[0116] 具体地，第三生成单元323用于：
[0117] 获取列车的运行速度；
[0118] 获取在运行速度下，空气阻力对应的阻力加速度；
[0119] 根据阻力加速度生成第三载荷补偿加速度，其中，第三载荷补偿加速度与阻力加速度大小相等，方向相反。
[0120] 第四生成单元324，用于根据第一载荷补偿加速度、第二载荷补偿加速度和第三载荷补偿加速度生成载荷补偿加速度。
[0121] 具体地，第四生成单元324用于：
[0122] 对第一载荷补偿加速度、第二载荷补偿加速度和第三载荷补偿加速度进行叠加，以生成载荷补偿加速度。
[0123] 需要说明的是，前述实施例中对列车控制方法实施例的解释说明也适用于本实施例的列车控制装置，其实现原理类似，此处不再赘述。
[0124] 本发明实施例的列车控制装置，通过根据坡度生成第一载荷补偿加速度、根据弯道等效半径生成第二载荷补偿加速度，以及根据隧道信息生成第三载荷补偿加速度获得载荷补偿加速度，能够根据列车运行的线路条件获得对应的载荷补偿加速度，考虑了线路条件对列车造成的牵引制动性能影响，进而提高载荷补偿的精确度。
[0125] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0126]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、
片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0127] 应当理解，本发明的各部分可以用
硬件、
软件、
固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在
存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据
信号实现逻辑功能的
逻辑门电路的离散
逻辑电路，具有合适的组合
逻辑门电路的
专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，
现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0128] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0129] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0130] 上述提到的存储介质可以是
只读存储器，磁盘或光盘等。
[0131] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0132] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
