一种磁浮列车的启动控制方法、系统、设备及存储介质与流程

[0001]
本发明属于磁浮列车启动控制技术领域，尤其涉及一种磁浮列车的启动控制方法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

[0002]
目前磁浮列车依靠电磁吸力将车辆悬浮至一定高度，使车辆与地面轨道间无机械接触，并由电磁吸力产生导向力，由直线电机产生的牵引力驱动列车运行，从根本上克服了轮轨列车粘着限制，磁浮列车最大的特点是实现了无接触运行，这也是磁浮列车与轮轨列车最大的区别和优势。
[0003]
轨道线路的设计受地形限制，必然会出现一些带坡度的路段，即使是平直道线路也不可能做到完全水平，磁浮列车由于各种原因停在坡道上时，其会受到车辆自身重力和制动力的共同作用，制动力必须克服重力的分力才能使列车停稳，列车在坡道上启动时，牵引力至少需要克服重力的分力和制动力才能启动，如果对牵引力和制动力相互配合控制方法不当，会导致列车倒溜或产生较大的冲动，影响列车安全运行和舒适性。
[0004]
现有的磁浮列车启动控制方法有两种：第一种方法是通过施加保持制动力使列车停靠在轨道上，当列车需要启动时，先控制列车悬浮至一定高度，收到牵引信号后立刻缓解保持制动，列车开始运行。但是，当列车在较大坡度的坡道上启动时，如果牵引力施加过小，导致列车发生倒溜问题，影响列车安全运行；如果牵引力过大则易发生冲动，引起乘客的不舒适，因此牵引力门槛值并不能很好的确定，也没有牵引力门槛值确定的有效方法。第二种方法是采用角度传感器等测量线路的坡度特征，来调整列车输出力的大小，该方法需要在车辆布置大量传感器，增加了车辆故障点，经济性和实用性不高，如公告号为cn107512276a，名称为一种基于tcms系统的列车启动冲击限制控制方法，需要借助其他装置获取车辆载重、坡道角度等，无法直接通过车辆本身来进行控制。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种磁浮列车的启动控制方法、系统、设备及存储介质，以解决现有磁浮列车启动时（特别是在坡道上启动时），易发生倒溜和引起较大冲动的问题，以及通过坡度特征检测装置等来控制输出力的大小增加故障点，降低经济性和实用性等问题。
[0006]
本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。
[0007]
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种磁浮列车的启动控制方法，包括以下步骤：步骤1：获取起浮指令，根据所述起浮指令控制列车起浮，并控制保持制动执行模块施加保持制动力；步骤2：施加牵引力，获取牵引手柄信号，并根据所述牵引手柄信号确定列车输出牵引力；
步骤3：判断所述列车输出牵引力是否等于最大输出牵引力，如果是，则判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，如果是，则转入步骤7，否则延时t秒后再判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，直到牵引冲击率≤预设冲击率；否则转入步骤4；步骤4：获取运行速度和方向手柄信号；步骤5：如果所述运行速度≥预设速度，且运行速度的方向与方向手柄信号相同，则判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，如果是，则转入步骤7，否则延时t秒后再判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，直到牵引冲击率≤预设冲击率；如果所述运行速度＜预设速度，和/或运行速度的方向与方向手柄信号不相同，则转入步骤6；步骤6：将列车输出牵引力增大一档，转入步骤3；步骤7：向制动控制单元发送保持制动缓解指令，控制保持制动执行模块缓解保持制动力，列车启动运行。
[0008]
本发明中，在起浮时施加保持制动确保了列车悬浮而不溜车，当运行速度大于等于预设速度，且运行速度方向与方向手柄一致（列车具有向前运动的趋势）时，或者列车输出牵引力为最大输出牵引力时，才施加制动缓解指令，避免了列车发生倒溜现象，运行速度和方向手柄信号直接反映了列车在坡道或其他位置的运行状态，相较于牵引力的判断更为直接可靠；并且在运行速度和方向不满足条件时，列车输出牵引力是一档一档的增加，避免了列车输出牵引力增加过大引起较大冲动的问题；同时，通过牵引冲击率的判断来防止冲击过大引起乘客的不舒适，当冲击过大时（即牵引冲击率＞预设冲击率）通过延时来降低牵引冲击率，减小了冲击或冲动，提高了乘客的舒适性。该启动控制方法无需设置牵引力门槛值，无需增设传感器即可实现列车不溜车、较小冲击的启动控制，提高了列车的可靠性、舒适性、经济性和实用性。
[0009]
进一步地，所述步骤2中，根据牵引手柄信号确定列车输出牵引力的具体方法为：如果所述牵引手柄信号＜10%f
max
，则封锁牵引，不输出所述列车输出牵引力，即所述列车输出牵引力f
c
＝0；如果10%f
max
≤所述牵引手柄信号≤25%f
max
，则所述列车输出牵引力f
c
＝25%f
max
，其中f
max
为最大输出牵引力；如果25%f
max
＜所述牵引手柄信号≤50%f
max
，则所述列车输出牵引力f
c
＝50%f
max
；如果50%f
max
＜所述牵引手柄信号≤75%f
max
，则所述列车输出牵引力f
c
＝75%f
max
；如果75%f
max
＜所述牵引手柄信号≤90%f
max
，则所述列车输出牵引力f
c
＝90%f
max
；如果90%f
max
＜所述牵引手柄信号≤f
max
，则所述列车输出牵引力f
c
＝f
max
。
[0010]
根据牵引手柄信号，以该牵引手柄信号所对应档位的最大牵引力作为列车输出牵引力，进一步避免了倒溜现象。
[0011]
进一步地，所述预设速度由速度采集模块能识别的最小速度来确定，且预设速度不小于5km/h。
[0012]
进一步地，所述预设冲击率为0.75m/s3。
[0013]
本发明还提供一种磁浮列车的启动控制系统，包括列车控制单元和制动控制单元，所述列车控制单元包括控制模块、速度采集模块和判断模块，所述制动控制单元包括制动控制模块和保持制动执行模块；
所述控制模块，用于获取起浮指令，根据所述起浮指令控制列车起浮，并发送第一控制指令给制动控制模块；用于控制施加牵引力，获取牵引手柄信号，并根据所述牵引手柄信号确定列车输出牵引力；用于根据第一判断结果或第二判断结果向制动控制模块发送第二控制指令，根据第三判断结果或第四判断结果延时t秒；根据第五判断结果将所述列车输出牵引力增大一档；速度采集模块，用于采集列车的运行速度；所述判断模块，用于判断运行速度是否≥预设速度，判断运行速度的方向与方向手柄信号是否相同，判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，以及判断列车输出牵引力是否等于最大输出牵引力，得到第一判断结果、第二判断结果、第三判断结果、第四判断结果以及第五判断结果；所述第一判断结果为列车输出牵引力＜最大输出牵引力、运行速度≥预设速度、运行速度的方向与方向手柄信号相同以及牵引冲击率≤预设冲击率；所述第二判断结果为列车输出牵引力＝最大输出牵引力以及牵引冲击率≤预设冲击率；所述第三判断结果为列车输出牵引力＜最大输出牵引力、运行速度≥预设速度、运行速度的方向与方向手柄信号相同以及牵引冲击率＞预设冲击率；所述第四判断结果为列车输出牵引力＝最大输出牵引力以及牵引冲击率＞预设冲击率；所述第五判断结果为列车输出牵引力＜最大输出牵引力、以及运行速度＜预设速度和/或运行速度的方向与方向手柄信号不相同；所述制动控制模块，用于接收所述第一控制指令，并根据所述第一控制指令生成保持制动指令，将所述保持制动指令发送给保持制动执行模块；用于接收所述第二控制指令，并根据所述第二控制指令生成保持制动缓解指令，将所述保持制动缓解指令发送给保持制动执行模块；所述保持制动执行模块，用于根据所述保持制动指令施加保持制动力，根据所述保持制动缓解指令缓解保持制动力。
[0014]
进一步地，所述列车控制单元与制动控制单元通过硬线连接和/或通过网络线连接。当同时采用硬线和网络线连接时，优先信任硬线信号，提高了可靠性。
[0015]
本发明还提供一种设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述磁浮列车的启动控制方法。
[0016]
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述磁浮列车的启动控制方法。
[0017]
有益效果与现有技术相比，本发明所提供的一种磁浮列车的启动控制方法、系统、设备及存储介质，当运行速度大于等于预设速度，且运行速度方向与方向手柄一致时，或者列车输出牵引力为最大输出牵引力时，才施加制动缓解指令，避免了列车发生倒溜现象，运行速度和方向手柄信号直接反映了列车在坡道或其他位置的运行状态，相较于牵引力的判断更为直接可靠；并且在运行速度和方向不满足条件时，列车输出牵引力是一档一档的增加，避免了列车输出牵引力增加过大引起较大冲动的问题；同时，通过牵引冲击率的判断来防止冲击过大引起乘客的不舒适，当冲击过大时通过延时来降低牵引冲击率，减小了冲击或冲动，提高了乘客的舒适性。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
[0019]
图1是本发明实施例中一种磁浮列车的启动控制方法流程图；图2是本发明实施例中一种磁浮列车的启动控制系统的结构框图，其中虚线表示硬线指令线，实线表示硬线指令反馈线，双箭头表示网络线。
具体实施方式
[0020]
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]
如图1所示，本实施例所提供的一种磁浮列车的启动控制方法，包括以下步骤：步骤1：获取起浮指令，根据起浮指令控制列车起浮，并控制保持制动执行模块施加保持制动力。
[0022]
在起浮时仍然施加保持制动力，在确保列车悬浮的同时保证了列车不倒溜。
[0023]
步骤2：施加牵引力，获取牵引手柄信号，并根据牵引手柄信号确定列车输出牵引力。
[0024]
为了进一步防止倒溜，在首次施加牵引力时获取牵引手柄信号，以该牵引手柄信号所对应档位的最大牵引力作为列车输出牵引力，具体方法为：如果牵引手柄信号＜10%f
max
，则封锁牵引，不输出列车输出牵引力，即列车输出牵引力f
c
＝0；如果10%f
max
≤牵引手柄信号≤25%f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝25%f
max
，其中f
max
为最大输出牵引力；如果25%f
max
＜牵引手柄信号≤50%f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝50%f
max
；如果50%f
max
＜牵引手柄信号≤75%f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝75%f
max
；如果75%f
max
＜牵引手柄信号≤90%f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝90%f
max
；如果90%f
max
＜牵引手柄信号≤f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝f
max
。
[0025]
步骤3：判断列车输出牵引力是否等于最大输出牵引力，如果是，则判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，如果是，则转入步骤7，否则延时t秒后再判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，直到牵引冲击率≤预设冲击率；否则转入步骤4。
[0026]
如果列车输出牵引力等于最大输出牵引力，表明该列车输出牵引力足以使列车启动而不倒溜，则无需进行运行速度和方向手柄信号的判断，只需进行牵引冲击率的判断，保证了乘客的舒适性。
[0027]
牵引冲击率广义上是指由于工况的改变引起列车所受到的纵向冲击，理论定义为列车加速度在单位时间内的变化，本实施例中，设预设冲击率为0.75m/s3。计算单位时间内加速度的变化率即可得到牵引冲击率，通过牵引冲击率来判断是否符合预设冲击率的要求，并通过延时使牵引冲击率符合预设冲击率的要求。
[0028]
步骤4：获取运行速度和方向手柄信号。
[0029]
列车的牵引力是通过列车在坡道或其他位置上启动向前的运行速度来体现的，因此通过运行速度的大小和运行速度的方向来判断列车的牵引力是否克服列车的重力，是否发生倒溜。运行速度和方向手柄信号直接反映了列车在坡道或其他位置的运行状态，相较于牵引力的判断更为直接可靠。
[0030]
磁浮列车没有车轮，其速度采集模块采用脉冲计算测速装置，而不能采用传统轮轨式列车通过速度传感器测量车轮转动齿槽数目方式进行速度检测，故其速度测量精度不高，特别是在低速下的速度检测精度更低，因此预设速度由速度采集模块能识别的最小速度来确定，且预设速度不小于5km/h。
[0031]
步骤5：如果运行速度≥预设速度，且运行速度的方向与方向手柄信号相同，则判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，如果是，则转入步骤7，否则延时t秒后再判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，直到牵引冲击率≤预设冲击率；通过延时来降低牵引冲击率，使牵引冲击率≤预设冲击率，t一般取1s或0.5s。
[0032]
如果运行速度＜预设速度，和/或运行速度的方向与方向手柄信号不相同，则转入步骤6。只要运行速度小于预设速度、运行速度的方向与方向手柄信号不相同中的任意一个条件满足，则转入步骤6，增大列车输出牵引力，以防止倒溜。
[0033]
步骤6：将列车输出牵引力增大一档，转入步骤3。
[0034]
列车输出牵引力的增加每次增大一个档位，防止了一次增加过大引发较大冲击或冲动，例如牵引手柄信号＝51%f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝75%f
max
，再增大一档即列车输出牵引力f
c
＝90%f
max
，此时列车输出牵引力f
c
＝90%f
max
小于最大输出牵引力，转入步骤4中，进行运行速度和方向的判断。例如牵引手柄信号＝78%f
max
，则列车输出牵引力f
c
＝90%f
max
，再增大一档即列车输出牵引力f
c
＝f
max
，此时列车输出牵引力f
c
＝f
max
等于最大输出牵引力，转入步骤3，如果牵引冲击率≤预设冲击率，则转入步骤7，否则延时t秒后再判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，直到牵引冲击率≤预设冲击率再转入步骤7。
[0035]
步骤7：向制动控制单元发送保持制动缓解指令，控制保持制动执行模块缓解保持制动力，列车启动运行。
[0036]
如图2所示，本发明还提供一种磁浮列车的启动控制系统，包括列车控制单元和制动控制单元，列车控制单元包括控制模块、速度采集模块和判断模块，制动控制单元包括制动控制模块和保持制动执行模块。
[0037]
控制模块，用于获取起浮指令，根据起浮指令控制列车起浮，并发送第一控制指令给制动控制模块；用于控制施加牵引力，获取牵引手柄信号，并根据牵引手柄信号确定列车输出牵引力；用于根据第一判断结果或第二判断结果向制动控制模块发送第二控制指令，根据第三判断结果或第四判断结果延时t秒；根据第五判断结果将列车输出牵引力增大一档。
[0038]
速度采集模块，用于采集列车的运行速度。
[0039]
判断模块，用于判断运行速度是否≥预设速度，判断运行速度的方向与方向手柄信号是否相同，判断牵引冲击率是否≤预设冲击率，以及判断列车输出牵引力是否等于最大输出牵引力，得到第一判断结果、第二判断结果、第三判断结果、第四判断结果以及第五判断结果。
[0040]
第一判断结果为列车输出牵引力＜最大输出牵引力、运行速度≥预设速度、运行速度的方向与方向手柄信号相同以及牵引冲击率≤预设冲击率；第二判断结果为列车输出牵引力＝最大输出牵引力以及牵引冲击率≤预设冲击率；第三判断结果为列车输出牵引力＜最大输出牵引力、运行速度≥预设速度、运行速度的方向与方向手柄信号相同以及牵引冲击率＞预设冲击率；第四判断结果为列车输出牵引力＝最大输出牵引力以及牵引冲击率＞预设冲击率；第五判断结果为列车输出牵引力＜最大输出牵引力、以及运行速度＜预设速度和/或运行速度的方向与方向手柄信号不相同。
[0041]
制动控制模块，用于接收所述第一控制指令，并根据第一控制指令生成保持制动指令，将保持制动指令发送给保持制动执行模块；用于接收第二控制指令，并根据第二控制指令生成保持制动缓解指令，将保持制动缓解指令发送给保持制动执行模块；保持制动执行模块，用于根据保持制动指令施加保持制动力，根据保持制动缓解指令缓解保持制动力。保持制动执行模块包括液压驱动子模块和执行子模块，液压驱动子模块用于将保持制动指令转换成第一液压力，将保持制动缓解指令转换成第二液压力；执行子模块用于根据第一液压力施加保持制动力，用于根据第二液压力缓解保持制动力。
[0042]
列车控制单元与制动控制单元通过硬线连接和/或通过网络线连接。当同时采用硬线和网络线连接时，优先信任硬线信号，提高了可靠性。
[0043]
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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