列车自动防护的控制方法及装置与流程

本发明涉及公共交通技术领域，特别涉及一种列车自动防护的控制方法及装置。

背景技术：

列车在行驶过程中，如果遇到突发状况，例如侦测到列车车门被打开，或者，前方道路被占用，将触发列车自动保护(auto-train-protection，atp)机制，将列车迅速停稳，以保证列车的行车安全。相关技术中，列车的制动系统在收到安全计算机的紧急制动命令后，输出一个恒定的制动力，以恒定的制动力控制列车刹车。

这种方式下，若列车处于打滑状态，以恒定制动力控制列车刹车，将给列车造成较大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种列车自动防护的控制方法，以实现根据列车当前所处的状态，实时调整初始制动力的大小，在保证列车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间和制动距离，用于解决现有在列车处于打滑状态时，以恒定制动力控制列车刹车，将给列车造成较大的安全隐患的问题。

本发明的第二个目的在于提出一种列车自动防护的控制装置。

本发明的第三个目的在于提出另一种列车自动防护的控制装置。

本发明的第四个目的在于提出一种计算机程序产品。

本发明的第五个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种列车自动防护的控制方法，包括：获取列车的制动力初始值；获取所述列车的坡度夹角；获取路面的路面状况，并根据所述路面状况生成修正系数；根据所述制动力初始值和所述坡度夹角以及所述修正系数生成自动防护时的初始制动力；以及在接收到紧急制动命令之后，根据所述初始制动力进行制动控制。

本发明实施例的列车自动防护的控制方法，通过获取列车的制动力初始值，获取列车的坡度夹角，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力，在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制，能够根据列车当前所处的状态，实时调整初始制动力的大小，在保证列车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间，减少制动距离。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种列车自动防护的控制装置，包括：第一获取模块，用于获取列车的制动力初始值；第二获取模块，用于获取所述列车的坡度夹角；第一生成模块，用于获取路面的路面状况，并根据所述路面状况生成修正系数；第二生成模块，用于根据所述制动力初始值和所述坡度夹角以及所述修正系数生成自动防护时的初始制动力；以及控制模块，用于在接收到紧急制动命令之后，根据所述初始制动力进行制动控制。

本发明实施例的列车自动防护的控制装置，通过获取列车的制动力初始值，获取列车的坡度夹角，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力，在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制，能够根据列车当前所处的状态，实时调整初始制动力的大小，在保证列车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间，减少制动距离。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了另一种列车自动防护的控制装置，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现上述第一方面实施例提出的列车自动防护的控制方法。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行本发明上述第一方面实施例提出的列车自动防护的控制方法。

为达上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种非临时计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面实施例提出的列车自动防护的控制方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1a为传统制动过程中制动力输出为恒定值的示意图；

图1b为传统制动过程中制动力输出为间隔性恒定值的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种列车自动防护的控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中列车的坡度夹角示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种列车自动防护的控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种列车自动防护的控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种列车自动防护的控制方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种列车自动防护的控制装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种列车自动防护的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

现有技术中，列车的制动系统在收到安全计算机的紧急制动命令后，输出一个恒定的制动力，例如，参见图1a，列车的制动力恒定，以恒定的制动力控制列车刹车，或者，借用汽车自动刹车系统的控制原理，将制动力的输出为间隔性的，例如，参见图1b，制动力在输出的过程中，间隔性的消失，让车轮自由转动。

这种方式下，若列车处于打滑状态，以恒定制动力控制列车刹车，将给列车造成较大的安全隐患。

而本发明的实施例中，通过根据列车所行驶的路面状况生成修正系数、而后根据列车的制动力初始值、坡度夹角，以及修正系数生成自动防护时的初始制动力，在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制，能够根据列车当前所处的状态，实时调整初始制动力的大小，在保证列车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间。

下面结合附图来描述本发明实施例的列车自动防护的控制方法及装置。

图2为本发明实施例提供的一种列车自动防护的控制方法的流程示意图。

如图2所示，该列车自动防护的控制方法包括以下步骤：

s201，获取列车的制动力初始值。

当列车的驾驶人员进行刹车时，可以得到一个对应的制动力值，即本发明实施例的制动力初始值，列车上的处理单元可以获取该制动力初始值，以根据列车当前所处的状态，对该制动力初始值做实时调整。

例如，可以标记列车的制动力初始值为f。

s202，获取列车的坡度夹角。

在本发明的实施例中，可以采用加速度计测量列车的坡度夹角，该加速度计具有测试方向角的功能，或者，可以采用重力传感器获取列车的坡度夹角，或者可以采用任一具有测量方向角功能的器件获取列车的坡度夹角，对此不作限制。

本发明实施例以采用加速度计测量列车的坡度夹角为例，可选地，加速度计可以安装于列车中的安全计算机上，根据列车当前所处的位置采集列车的坡度夹角。

可选地，可以标记获得的列车的坡度夹角为α。例如，参见图3，列车与水平方向的夹角α，即为本发明实施例中的列车的坡度夹角。

s203，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数。

可以理解的是，在不同的路面状况下，对制动力初始值产生的修正系数不同，例如，在列车所行驶的轨道路面为统一铺设时，修正系数为恒定值，无需调整；在列车所行驶的轨道路面不为统一铺设时，即列车所行驶的轨道路面为不同企业铺设，或者，列车所行驶的轨道路面为市政现有的轨道路面与企业铺设的轨道路面接驳时，修正系数为变化量，需根据列车所行驶的路面的路面状况生成。

可选地，可以预先为不同的路面的路面状况设置不同的修正系数，并且建立路面状况与修正系数之间的映射关系。在确定路面状况后，可以通过查询映射关系，获得与该路面状况匹配的修正系数。

例如，可以标记修正系数为β。

s204，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力。

可选地，标记自动防护时的初始制动力为f0，可以根据制动力初始值f、坡度夹角α、修正系数β，以及第一公式获取自动防护时的初始制动力f0，其中，第一公式为：

f0＝f*cosα*sinβ；(1)

进一步地，由于降雨时，列车容易出现打滑的风险，以初始制动力控制列车刹车，将给列车造成较大的安全隐患，因此，需要根据当前降雨情况，生成雨量检测系数，对初始制动力进行修正。

具体地，可以获取当前降雨情况，并根据当前降雨情况生成雨量检测系数，例如，可以标记雨量检测系数为γ，则自动防护时的初始制动力可以根据雨量检测系数γ、制动力初始值f、坡度夹角α以及修正系数β来生成，可选地，可以根据第二公式获取初始制动力f0，其中，第二公式为：

f0＝f*cosα*sinβ*γ；(2)

需要说明的是，当降雨大于预设阈值时，例如当降雨大于10毫升时，列车容易出现打滑的风险，此时需减小初始制动力的值，因此，可以将γ设置为0.8，当未降雨时，无需减少初始制动力的值，因此，γ的值为1。

其中，预设阈值可以由列控中心的相关技术人员进行设置，或者，预设时间可以由列车的驾驶人员进行设置，对此不作限制。

s205，在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制。

具体地，可以在列车未打滑时，控制列车的制动力为初始制动力，以初始制动力对列车进行制动控制；在列车打滑时，考虑到打滑时还以初始制动力控制列车刹车，将给列车造成较大的安全隐患，因此，可以减小初始制动力的值，以减小后的制动值对列车进行制动控制。

本实施例的自动防护的控制方法，通过获取列车的制动力初始值，获取列车的坡度夹角，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力，在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制，能够根据列车当前所处的状态，实时调整初始制动力的大小，在保证列车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间，减少制动距离。

为了清楚说明上一实施例，参见图4，在图2所示实施例的基础上，步骤s205具体包括以下步骤：

s401，通过雷达获取列车的第一速度。

可选地，通过雷达获取列车的第一速度，例如标记为v1。

可以理解的是，雷达获取的列车的第一速度为列车的实际行驶速度值。

s402，通过列车的车轮上的传感器获取列车的第二速度。

在本发明的实施例中，车轮上的传感器例如可以为霍尔传感器，或者为其他任一可以采集列车速度的传感器，对此不作限制。

可选地，可以标记传感器获取的列车的第二速度为v2。

需要说明的是，车轮上的传感器采集的列车的第二速度为线速度，其值为转速乘以车轮半径，在轮胎与轨道路面打滑时，即列车打滑时，车轮上的传感器采集的列车的第二速度与列车的实际行驶速度值是不等的。

s403，根据第一速度和第二速度判断列车是否打滑。

具体地，当第一速度等于第二速度时，即v1＝v2，表明列车未处于打滑状态；当第一速度大于第二速度时，即v1>v2时，表明列车处于打滑状态，即判断列车打滑。

s404，如果判断打滑，则将列车的制动力从初始制动力调整为预设制动力。

由于列车在未打滑时，滚动摩擦力相当于静摩擦力，标记静摩擦力为f静，列车在打滑时的摩擦力为滑动摩擦力，标记滑动摩擦力为f动，且f动＝0.6f静。

因此，为了保证列车的行车安全，预设制动力应不大于0.6f0，可以取预设制动力为0.55f0，则预设制动力的值为0.55f*cosα*sinβ。

可选地，在列车打滑时，将列车的制动力从初始制动力调整为预设制动力，能够有效保证列车的行车安全。

本实施例的自动防护的控制方法，通过雷达获取列车的第一速度，通过列车的车轮上的传感器获取列车的第二速度，根据第一速度和第二速度判断列车是否打滑，在判断打滑时，将列车的制动力从初始制动力调整为预设制动力，能够进一步保证列车的行车安全。

为了进一步保证列车的行车安全，可以每隔预设时间判断列车是否处于打滑状态，具体地，参见图5，在步骤s404后，该列车自动防护的控制方法还可以包括以下步骤：

s501，判断在预设时间内列车的打滑是否消失，若是，执行s502，否则，执行s503。

在本发明的实施例中，预设时间可以由列控中心的相关技术人员进行设置，或者，预设时间可以由列车的驾驶人员进行设置，对此不作限制。可以理解的是，由于制动过程较为短暂，因此，预设时间不应设置的太长，例如可以设置为0.1s。

s502，将列车的制动力从预设初始制动力调整为初始制动力。

可选地，在预设时间内列车的打滑消失时，可以将列车的制动力从预设制动力(0.55f*cosα*sinβ)调整为初始制动力f0(f*cosα*sinβ)，从而加速制动过程，减少制动时间。

s503，在预设时间之后将列车的制动力调整为初始制动力。

可选地，可以在列车处于打滑状态的时间超过预设时间时，将列车的制动力从预设制动力(0.55f*cosα*sinβ)，强制变为初始制动力f0(f*cosα*sinβ)，从而加速制动过程。

本实施例的自动防护的控制方法，通过在预设时间内列车的打滑消失时，将列车的制动力从预设初始制动力调整为初始制动力；在预设时间内列车的打滑未消失时，在预设时间之后将列车的制动力调整为初始制动力，能够在保证列车的行车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间。

为了清楚说明上述实施例，本实施例提供了另一种自动防护的控制方法，图6为本发明实施例所提供的另一种自动防护的控制方法的流程示意图。

如图6所示，该自动防护的控制方法可以包括以下步骤：

s601，获取列车的制动力初始值。

s602，获取列车的坡度夹角。

s603，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数。

s604，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力。

s605，在接收到紧急制动命令之后，通过雷达获取列车的第一速度。

s606，通过列车的车轮上的传感器获取列车的第二速度。

s607，根据第一速度和第二速度判断列车是否打滑，若是，执行s609，否则，执行s608。

关于步骤s601～607的介绍可参见上述实施例中相关内容的记载，此处不再赘述。

s608，控制列车的制动力为初始制动力。

可选地，在第一速度等于第二速度时，即v1＝v2，表明列车未打滑，此时，可以控制列车的制动力为初始制动力f0(f*cosα*sinβ)，能够在保证列车安全的前提下，加速制动过程，从而减少制动时间。

s609，将列车的制动力从初始制动力调整为预设制动力。

关于步骤s609的介绍可参见上述实施例中相关内容的记载，此处不再赘述。

s610，判断在预设时间内列车的打滑是否消失，若是，执行s611，否则，执行s612。

s611，将列车的制动力从预设初始制动力调整为初始制动力。

在列车的打滑消失后，还需返回步骤s607，重复执行s607～s612，直至整个制动过程结束，能够有效保证行车的安全性。

s612，在预设时间之后将列车的制动力调整为初始制动力。

在预设时间后将列车的制动力调整为初始制动力后，需再返回步骤s607，重复执行s607～s612，直至整个制动过程结束，能够防止打滑而造成的制动力过小，导致加速度减小，从而造成制动距离过长，影响行车安全性的情况。

本实施例的自动防护的控制方法，通过获取列车的制动力初始值，获取列车的坡度夹角，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力，能够提升制动力计算的准确性，保障行车的安全。通过在接收到紧急制动命令之后，通过雷达获取列车的第一速度，通过列车的车轮上的传感器获取列车的第二速度，在第一速度等于第二速度时，控制列车的制动力为初始制动力，能够在保证列车安全的前提下，加速制动过程，从而减少制动时间。通过在第一速度大于第二速度时，将列车的制动力从初始制动力调整为预设制动力，能够有效保障行车的安全。通过在预设时间内列车的打滑消失时，将列车的制动力从预设初始制动力调整为初始制动力，在预设时间内列车的打滑未消失时，在预设时间之后将列车的制动力调整为初始制动力，能够防止打滑而造成的制动力过小，导致加速度减小，从而造成制动距离过长，影响行车安全性的情况。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种列车自动防护的控制装置。

图7为本发明实施例提供的一种列车自动防护的控制装置的结构示意图。

如图7所示，该列车自动防护的控制装置700包括：第一获取模块710、第二获取模块720、第一生成模块730、第二生成模块740，以及控制模块750。其中，

第一获取模块710，用于获取列车的制动力初始值。

第二获取模块720，用于获取列车的坡度夹角。

第一生成模块730，用于获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数。

第二生成模块740，用于根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，可以根据以下公式计算初始制动力：

f0＝f*cosα*sinβ；(1)

其中，f为制动力初始值，f0为初始制动力，α为坡度夹角，β为修正系数。

控制模块750，用于在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制。

进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，在图7的基础上，参见图8，该列车自动防护的控制装置700还进一步包括：

第三生成模块760，用于获取当前降雨情况，并根据当前降雨情况生成雨量检测系数。

可选地，第二生成模块740，还用于根据雨量检测系数、制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力。

作为本发明实施例的一种可能的实现方式，可以根据以下公式计算初始制动力：

f0＝f*cosα*sinβ*γ；(2)

其中，f为制动力初始值，f0为初始制动力，α为坡度夹角，β为修正系数，γ为雨量检测系数。

可选地，当降雨值大于预设阈值时，γ为0.8；当未降雨时，γ为1。

具体实现时，控制模块750，具体用于：通过雷达获取列车的第一速度；通过列车的车轮上的传感器获取列车的第二速度；根据第一速度和第二速度判断列车是否打滑；如果判断打滑，则将列车的制动力从初始制动力调整为预设制动力。

可选地，控制模块750，还用于：判断在预设时间内列车的打滑是否消失；如果没有消失，则在预设时间之后将列车的制动力调整为初始制动力。

需要说明的是，前述图1-图6实施例对列车自动防护的控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的列车自动防护的控制装置700，此处不再赘述。

本实施例的列车自动防护的控制装置，通过获取列车的制动力初始值，获取列车的坡度夹角，获取路面的路面状况，并根据路面状况生成修正系数，根据制动力初始值和坡度夹角以及修正系数生成自动防护时的初始制动力，在接收到紧急制动命令之后，根据初始制动力进行制动控制，能够根据列车当前所处的状态，实时调整初始制动力的大小，在保证列车安全的前提下，加速制动过程，减少制动时间，减少制动距离。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种列车自动防护的控制装置，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如前述实施例所述的列车自动防护的控制方法。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行本发明上述实施例提出的列车自动防护的控制方法。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例所述的列车自动防护的控制方法。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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定制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。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

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。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。

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。

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。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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。