本发明涉及机车工程技术领域，特别涉及一种轨道车辆及其自适应列车管定压的控制系统与方法。
背景技术：
目前来说，当城轨车辆整列编挂铁路运输时，地铁车辆的制动控制是基于铁路车辆的列车管定压为500kpa进行，而众所周知，铁路车辆的列车管定压分为500kpa和600kpa两种。如果铁路车辆列车管定压为600kpa，按照以往的控制方式，当列车减压量小于100kpa时，铁路车辆施加制动地铁车辆不会施加制动，即使达到最大减压量170kpa时，地铁列车减速率仅为0.32m/s2，制动力偏小。列车管定压为600kpa情况下，按照以往控制方式无法通过铁路进行运输。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种轨道车辆及其自适应列车管定压的控制系统与方法，能够自动判断列车管的定压状态，并根据铁路车辆列车管定压状态及列车管减压速率、减压量相应的控制地铁车辆的制动参数。
为实现上述目的，本发明提供一种自适应列车管定压的控制方法，包括：
在静止状态下，判断牵引机车是否开始进行制动缓解；若是，则执行下一步；
判断列车管的压力的变化率是否在预设变化率范围内，若是，则执行下一步；
根据所述列车管的压力进行定压；
在行驶状态下，判断牵引机车是否施加制动；若是，则执行下一步；
根据定压后的不同压力所对应的减速度与列车管减压量的线性关系对整列车辆进行制动。
优选地，所述在静止状态下，判断牵引机车是否开始进行制动缓解的步骤具体为：
获取牵引机车的速度；
当牵引机车的速度为零时，判断列车管的压力的升压量是否大于20kpa；若是，则牵引机车开始进行制动缓解。
优选地，所述判断列车管的压力的变化率是否在预设变化率范围内的步骤具体为：
判断列车管的压力的变化率是否小于5kpa/s。
优选地，所述根据所述列车管的压力判断定压的步骤具体为：
当所述列车管的压力小于等于530kpa时，将列车管定压为500kpa；
当所述列车管的压力大于等于560kpa时，将列车管定压为600kpa。
优选地，所述在行驶状态下，判断牵引机车是否施加制动的步骤具体为：
获取所述列车管的减压速率以及减压量；
判断所述列车管的减压速率是否大于等于10kpa/s，且判断所述列车管的减压量是否大于等于40kpa时，若均为是，则所述牵引机车被施加制动。
优选地，所述在列车管定压已确定的情况下，根据地铁车辆减速度需求与列车管减压量的线性关系对地铁车辆进行制动控制的步骤具体为：
按照公式a＝0.004b+0.04对整列车辆进行制动；其中，整列车辆的减速度为a，列车管的减压量为b；
当列车管定压为500kpa时，列车管的减压量b为40kpa～140kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.6m/s2；
当列车管定压为600kpa时，列车管的减压量b为40kpa～170kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.72m/s2。
本发明还提供一种自适应列车管定压的控制系统，包括：
缓解状态判断模块；用于在静止状态下，判断牵引机车是否开始进行制动缓解；
列车管压力变化率判断模块；用于当牵引机车处于缓解状态时，判断列车管的压力的变化率是否在预设变化率范围内；
列车管压力定压模块；用于当列车管的压力的变化率处于预设变化率范围内时，根据所述列车管的压力判断定压；
牵引机车制动判断模块：用于在行驶状态下，判断牵引机车是否施加制动；
整列车辆制动执行模块：用于当牵引机车被施加制动时，在列车管定压已确定的情况下，根据地铁车辆减速度需求与列车管减压量的线性关系对地铁车辆进行制动控制。
优选地，所述牵引机车制动判断模块包括：
列车管状态获取单元：用于获取所述列车管的减压速率以及减压量；
牵引机车制动确定单元；用于当所述列车管的减压速率大于等于10kpa/s，且所述列车管的减压量大于等于40kpa时，则所述牵引机车被施加制动。
优选地，所述整列车辆制动执行模块包括：
计算执行单元：按照公式a＝0.004b+0.04对整列车辆进行制动；其中，整列车辆的减速度为a，列车管的减压量为b；
当列车管定压为500kpa时，列车管的减压量b为40kpa～140kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.6m/s2；
当列车管定压为600kpa时，列车管的减压量b为40kpa～170kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.72m/s2。
本发明还提供一种轨道车辆，包括上述任一项所述的自适应列车管定压的控制系统。
相对于上述背景技术，本发明提供的自适应列车管定压的控制方法，通过压力传感器接收列车管压力信号，微机控制单元根据列车管压力判断当前铁路车辆的列车管定压(500kpa或600kpa)，列车管定压判定后，微机控制单元结合列车管定压、列车管减压速率、减压量等信号控制地铁车辆制动的施加，保证城轨车辆和铁路车辆制动过程中制动力相匹配。如此设置，当列车管定压在500kpa和600kpa切换时，地铁车辆的制动控制能够根据自适应列车管定压的变换，地铁车辆制动控制无需人员再对列车管定压进行判断和确认，避免出现人为判断失误。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的自适应列车管定压的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的自适应列车管定压的控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明实施例所提供的自适应列车管定压的控制方法的流程图；图2为本发明实施例所提供的自适应列车管定压的控制系统的结构框图。
本发明提供的一种自适应列车管定压的控制方法，主要包括：
在静止状态下，判断牵引机车是否开始进行制动缓解；若是，则执行下一步；
判断列车管的压力的变化率是否在预设变化率范围内，若是，则执行下一步；
根据所述列车管的压力判断定压；
在行驶状态下，判断牵引机车是否施加制动；若是，则执行下一步；
在列车管定压已确定的情况下，根据地铁车辆减速度需求与列车管减压量的线性关系对地铁车辆进行制动控制。
参考说明书附图1可知，步骤s10开始执行，步骤s20中，判断牵引机车速度是否为零；当牵引机车的速度为零时，执行步骤s30，判断列车管的压力的升压量是否大于20kpa。
其中，步骤s20可以分解为两步，第一步先获取牵引机车的速度；第二步对牵引机车的速度进行判断；只有当牵引机车的速度为零时，则可执行“判断列车管的压力的升压量是否大于20kpa”的步骤。
也即，当牵引机车的速度为零，且微机控制单元检测到列车管压力上升超过20kpa时，则说明制动开始缓解；“在静止状态下，判断牵引机车是否开始进行制动缓解”即为上述步骤s10～步骤s30。
当制动开始缓解后，判断列车管的压力的变化率是否在预设变化率范围内；在这里，可以执行判断列车管的压力的变化率是否小于5kpa/s，如步骤s40，也即需要列车管的压力稳定之后对列车管进行定压判断。
对列车管进行定压判断的步骤也即根据所述列车管的压力进行定压的过程，步骤s50中，判断列车管的压力是否小于等于530kpa，以及是否大于等于560kpa；当所述列车管的压力小于等于530kpa时，将列车管定压为500kpa；当所述列车管的压力大于等于560kpa时，将列车管定压为600kpa。
由于目前我国铁路车辆的列车管定压分为500kpa和600kpa两种，因此结合实际经验，列车管的压力通常在小于等于530kpa或者大于等于560kpa的范围内，因此，当所述列车管的压力小于等于530kpa时，将列车管定压为500kpa；当所述列车管的压力大于等于560kpa时，将列车管定压为600kpa；如步骤s60与步骤s70。
针对上述过程，可以概括为：通过压力传感器检测列车管压力，输出给微机控制单元。当微机控制单元检测到车辆静止、列车管压力上升超过20kpa，制动开始缓解，检测列车管压力，当列车管压力稳定后(列车管压力变化率＜5kpa/s)，对列车管定压进行判断，如果此时检测到的列车管压力高于560kpa则判断当前列车管定压为600kpa；如果此时检测到的列车管压力低于530kpa,则判断当前列车管定压为500kpa。
至此，轨道车辆在静止状态下的动作完毕，而后，轨道车辆开始运行；在行驶状态下，判断牵引机车是否施加制动；在判断牵引机车是否施加制动的过程中，首先获取所述列车管的减压速率以及减压量；然后判断所述列车管的减压速率是否大于等于10kpa/s，且判断所述列车管的减压量是否大于等于40kpa时，若均为是，则所述牵引机车被施加制动，也即执行步骤s61和步骤s71。
也即，列车管定压确定后，微机控制单元通过计算列车管减压速率及减压量，换算并输出地铁车辆能够识别的pwm指令，控制地铁列车的制动和缓解。
无论针对列车管定压为500kpa还是列车管定压为600kpa的情形下，若无施加制动，则继续保持缓解状态，如步骤62和步骤s72；当施加制动时，则要具体区分列车管定压为500kpa和列车管定压为600kpa的情形。
具体来说，在列车管定压已确定的情况下，根据地铁车辆减速度需求与列车管减压量的线性关系对地铁车辆进行制动控制的步骤可参考步骤s63和步骤s73；
按照公式a＝0.004b+0.04对整列车辆进行制动；其中，整列车辆的减速度为a，列车管的减压量为b；
当列车管定压为500kpa时，列车管的减压量b为40kpa～140kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.6m/s2；
当列车管定压为600kpa时，列车管的减压量b为40kpa～170kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.72m/s2。
换句话说，列车管定压之后，在行驶过程中的制动控制过程为：
当列车管定压为500kpa时，列车管最大减压量为140kpa，当检测到列车管减压速率≥10kpa/s时，记录列车管达到该减压速率时的起始瞬时压力，并以此压力作为参考压力值，除非列车发出缓解指令，否则该参考压力值应固定不变；如果采集到的瞬时压力值与该参考压力的差值，即减压量小于40kpa，则制动减速度为零，当减压量不小于40kpa时，地铁车辆施加制动，列车管减压量在40kpa与最大减压量之间，地铁列车减速率在0.2m/s2～0.6m/s2之间线性对应；
当列车管定压为600kpa时，列车管最大减压量为170kpa，当检测到列车管减压速率≥10kpa/s时，记录列车管达到该减压速率时的起始瞬时压力，并以此压力作为参考压力值，除非列车发出缓解指令，否则该参考压力值应固定不变；如果采集到的瞬时压力值与该参考压力的差值，即减压量小于40kpa，则制动减速度为零，当减压量不小于40kpa时，地铁车辆施加制动，列车管减压量在40kpa与最大减压量之间，地铁列车减速率在0.2m/s2～0.72m/s2之间线性对应。
采用上述控制方法，当列车管定压在500kpa和600kpa切换时，地铁车辆的制动控制能够根据自适应列车管定压的变换，地铁车辆制动控制无需人员再对列车管定压进行判断和确认，避免出现人为判断失误。
本发明还提供一种自适应列车管定压的控制系统，如说明书附图2所示，主要包括：
缓解状态判断模块101；用于在静止状态下，判断牵引机车是否开始进行制动缓解；
列车管压力变化率判断模块102；用于当牵引机车处于缓解状态时，判断列车管的压力的变化率是否在预设变化率范围内；
列车管压力定压模块103；用于当列车管的压力的变化率处于预设变化率范围内时，根据所述列车管的压力判断定压；
牵引机车制动判断模块104：用于在行驶状态下，判断牵引机车是否施加制动；
整列车辆制动执行模块105：用于当牵引机车被施加制动时，在列车管定压已确定的情况下，根据地铁车辆减速度需求与列车管减压量的线性关系对地铁车辆进行制动控制。
其中，所述牵引机车制动判断模块104包括：
列车管状态获取单元：用于获取所述列车管的减压速率以及减压量；
牵引机车制动确定单元；用于当所述列车管的减压速率大于等于10kpa/s，且所述列车管的减压量大于等于40kpa时，则所述牵引机车被施加制动。
所述整列车辆制动执行模块105包括：
计算执行单元：按照公式a＝0.004b+0.04对整列车辆进行制动；其中，整列车辆的减速度为a，列车管的减压量为b；
当列车管定压为500kpa时，列车管的减压量b为40kpa～140kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.6m/s2；
当列车管定压为600kpa时，列车管的减压量b为40kpa～170kpa；则整列车辆的减速度a为0.2m/s2～0.72m/s2。
本发明还提供一种具有自适应列车管定压的控制系统的轨道车辆，包括上述具体实施例所描述的控制系统；轨道车辆的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的轨道车辆及其自适应列车管定压的控制系统与方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。