一种牵引系统的防滑防空转方法及系统与流程

本申请涉及空轨运输技术领域，具体而言，涉及一种牵引系统的防滑防空转方法及系统。

背景技术：

目前，在港口、火车站等中转站需要转运大量的轨道车，现有的轨道车中转方式主要还是靠轨道车货运卡车进行转运，但是轨道车货运卡车的运输效率低、过程繁琐且不利于轨道车的管理。空轨运输凭借其造价低、货运量大、效率高的优点已被运用于货运领域，但是如何在运输过程中防止轨道车的钢轮发生空转或打滑等现象仍然是目前需要解决的技术问题。公开号为cn201810961271.1的专利提供了一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法，其以提取的加速度、速度差作为判断条件，在轨道列车出现滑行或者空转现象时再进行调节，但是，这种方式钢轮与钢轨仍然会出现空转或者滑行问题。所以需要提供一种更好的方案以防止空轨运输过程中轨道车的钢轮与轨道之间出现滑动或空转问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种牵引系统的防滑防空转方法及系统，用以实现防止轨道车的钢轮在运输过程中出现打滑或者空转问题的技术效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种牵引系统的防滑防空转方法，包括获取轨道车的重量信息和所述轨道车的当前路段信息；根据所述重量信息和所述当前路段信息获取所述轨道车的驱动加速度和预设的临界扭矩；根据所述驱动加速度以恒定加速度的方式启动所述轨道车的牵引电机；分析所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩是否达到所述临界扭矩；若所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到所述临界扭矩，则所述牵引电机停止加速。

进一步地，所述方法还包括：分析多次运输过程中所述牵引电机在各个路段的控制方案，根据所述控制方案分析所述牵引电机在所述各个路段的最优控制方案。

进一步地，所述方法还包括：获取所述轨道车当前运输路线的变更信息；根据所述变更信息调整所述牵引电机的控制方案。

进一步地，所述若所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到所述临界扭矩，则所述牵引电机停止加速的步骤还包括：若所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到所述临界扭矩，则所述牵引电机停止加速并根据预设的降速方案降低所述轨道车的运行速度。

进一步地，所述根据所述重量信息和所述当前路段信息获取所述轨道车的驱动加速度和预设的临界扭矩的步骤包括：根据所述当前路段信息获取对应的控制模型；根据所述重量信息从所述控制模型中调取所述轨道车的驱动加速度和预设的临界扭矩。

进一步地，所述方法还包括：获取所述轨道车所处运输路线的路况信息和所述轨道车的重量信息；根据所述路况信息和所述重量信息建立所述轨道车在各个路段对应的控制方案；根据所述控制方案建立所述轨道车在所述运输路线上的控制模型。

进一步地，所述方法还包括：获取所述当前运输路线上各个轨道车对应的控制方案；根据所述控制方案更新所述各个轨道车的控制模型。

第二方面，本申请实施例还提供一种牵引系统的防滑防空转系统，包括设置在轨道车上的重量检测装置；用于检测所述轨道车的重量信息；设置在所述轨道车的牵引电机上的输出扭矩检测模块；用于检测所述牵引电机的输出扭矩；设置在所述轨道车上的定位装置，用于获取所述轨道车的当前路段信息；控制器，与所述重量检测装置、所述输出扭矩检测模块和所述定位装置连接，用于获取所述重量检测装置检测到的重量信息和所述定位装置检测到的当前路段信息，根据所述重量信息和所述当前路段信息以恒定加速度的方式启动所述牵引电机；所述控制器还用于获取所述输出扭矩检测模块检测到的所述牵引电机的输出扭矩，分析所述牵引电机在预设时间段内的所述输出扭矩是否达到预设的临界扭矩，若所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到所述临界扭矩，则所述控制器控制所述牵引电机停止加速。

进一步地，所述防滑防空转系统还包括：设置在所述轨道车上的无线通信装置；所述控制器还用于通过所述无线通信装置获取所述轨道车当前运输路线上各个轨道车对应的控制方案，根据所述控制方案更新所述各个轨道车的控制模型。

进一步地，所述输出扭矩检测模块包括处理装置；与所述处理装置连接的电流检测装置；与所述处理装置连接的转速检测装置；所述处理装置用于获取所述电流检测装置检测到的电流信息和所述转速检测装置检测到的转速信息，根据所述电流信息和所述转速信息计算所述牵引电机的输出扭矩。

本申请能够实现的有益效果是：根据轨道车的重量和轨道车运输路线设置该轨道车在各个路段的驱动加速度和临界扭矩；在运输过程中根据轨道车重量信息和当前路段信息获取轨道车的驱动加速度和预设的临界扭矩；然后根据获取到的驱动加速度启动轨道车的牵引电机；并分析牵引电机在预设时间段内的输出扭矩是否达到临界扭矩；当牵引电机在预设时间段内输出扭矩未达到临界扭矩时，牵引电机就停止加速，更好地防止轨道车的钢轮与运输路线的钢轨发生滑动、空转等现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种牵引系统的防滑防空转方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种牵引系统的防滑防空转系统拓扑结构示意图。

图标：10-防滑防空转系统；100-轨道车；110-控制器；120-输出扭矩检测模块；121-处理装置；122-电流检测装置；123-转速检测装置；130-重量检测装置；140-牵引电机；150-无线通信装置；160-定位装置。

具体实施方式

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描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参看图1，图1为本申请实施例提供的一种牵引系统的防滑防空转方法流程示意图。

本申请实施例为了更好地防止轨道车的钢轮与运输路线的钢轨发生滑动或者空转现象，提供了一种牵引系统的防滑防空转方法，具体内容如下所述。

步骤s101，获取轨道车的重量信息和所述轨道车的当前路段信息。

在一种实施方式中，轨道车的重量信息可以在装货时先对轨道车进行称重，然后在轨道车上设置对应的条形码、二维码或者rfid标签，在轨道车上设置对应的读取设备。例如，当使用条形码或者二维码时，可以在轨道车上设置对应的扫描摄像头读取轨道车的重量信息。当使用rfid标签时，在轨道车上设置对应的rfid读写器读取轨道车的重量信息。

需要说明的是，也可以在轨道车的轨道车固定支架上设置称重设备(例如称重传感器)检测轨道车的重量信息。

轨道车上可以设置电子地图，轨道车的当前路段信息可以通过设置定位装置的方式进行获取，例如gps定位模块。轨道车的当前路段信息也可以采用在运输路线上设置信标，然后在各个轨道车上设置信标读取装置的方式进行获取。

步骤s102，根据所述重量信息和所述当前路段信息获取所述轨道车的驱动加速度和预设的临界扭矩。

轨道车设有控制器，控制器在获取到轨道车的重量信息和当前路段信息以后就可以根据上述信息获取轨道车在该路段对应的驱动加速度和预设的临界扭矩。

具体地，在一种实施方式中，可以在excel表格中设置轨道车各种重量情况下在运输路线各个路段的驱动加速度和临界扭矩等信息，在运行过程中轨道车上的控制器根据获取到的重量信息和当前路段信息从excel表格中调取对应的驱动加速度和临界扭矩等信息。

在另一种实施方式中，也可以先从excel表格中获取轨道车所处运输路线的路况信息和轨道车的重量信息。上述路况信息为运输路线上的直行路段、爬坡路段、下坡路段、弯道路段、道岔路段等。然后根据上述路况信息和重量信息建立轨道车各种重量情况下在各个路段的控制方案，然后根据该控制方案建立对应的控制模型。在运输过程中，轨道车上的控制器根据自身的重量和当前路段从控制模型中调取对应的驱动加速度和预设的临界扭矩等信息。

在实际运输过程中，各个轨道车的重量都可能不一样，所以各个轨道车也可以获取当前运输路线上各个轨道车对应的控制方案，然后根据该控制方案更新自身的控制模型，通过这种方式，当一辆轨道车的重量达到其他轨道车的重量时就可以调用对应的控制方案。

步骤s103，根据所述驱动加速度以恒定加速度的方式启动所述轨道车的牵引电机。

轨道车上的控制器获取到当前载重情况下对应路段的驱动加速度以后就根据该驱动加速度以恒定加速度的方式启动轨道车的牵引电机。

步骤s104，分析所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩是否达到所述临界扭矩。

在轨道车的牵引电机上可以设置输出扭矩检测装置对牵引电机的输出扭矩进行检测。并分析牵引电机在预设时间段内的输出扭是否达到临界扭矩。

在一种实施方式中，可以在牵引电机上设置转速检测装置(电机转速测量传感器)和电流检测装置(电流传感器)，然后根据检测到的转速和电流计算得到对应的输出扭矩。具体可以根据公式其中t表示扭矩；n表示每分钟的转速；p＝ui，表示功率，单位为w。临界扭矩则可以根据仿真实验或者实验线路中的数据进行获取。

步骤s105,若所述牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到所述临界扭矩，则所述牵引电机停止加速。

如果牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到设置的临界扭矩，那么轨道车的钢轮与钢轨之间就有可能出现了空转或者滑动现象，此时牵引电机就会停止加速。

在一种实施方式中，预设时间段可以设置为2s，当牵引电机的输出扭矩在2s内未达到临界扭矩那么牵引电机就停止加速。需要说明的是，预设时间段也可以根据牵引电机的实际运行参数进行调整，并不局限于设置为2s。

为了在运输过程中更好地防止轨道车的钢轮出现打滑、空转现象，当牵引电机在预设时间段内的输出扭矩未达到临界扭矩时，还可以根据预设的降速方案降低轨道车的运行速度。在一种实施方式中，可以先将牵引电机的驱动加速度降低到零，然后根据对应重量下该路段的驱动加速度重新启动牵引电机，并不断重复该过程，直到牵引电机的输出扭矩达到对应的临界扭矩。

在实际运输过程中，轨道车需要变道，当进行变道时控制器可以获取当前运输路线的变更信息，然后根据该变更信息调整牵引电机的控制方案。

在一种实施方式中，轨道车的控制器和道岔控制器之间可以建立通信连接；例如在轨道车的控制器和道岔控制器上设置无线通信模块(例如4g通信模组、5g通信模组等)建立两者之间的通信连接。当变更运输路线后，轨道车上的控制器就调取并执行变更后的运输路线上各个路段对应的控制方案。

为了方便、高效地控制轨道车，还可以记录轨道车在对应运输路线上各个路段的控制方案，然后对多次运输过程中的控制方案进行分析，得到轨道车在运输路线各个路段的最优控制方案。

请参看图2，图2为本申请实施例提供的一种牵引系统的防滑防空转系统拓扑结构示意图。

本申请提供的防滑防空转系统10包括设置在轨道车100上的重量检测装置130；用于检测轨道车100的重量信息；设置在轨道车100的牵引电机140上的输出扭矩检测模块120；用于检测牵引电机140的输出扭矩；设置在轨道车100上的定位装置160，用于获取轨道车100的当前路段信息；控制器110，与重量检测装置130、输出扭矩检测模块120和定位装置160连接，用于获取重量检测装置130检测到的重量信息和定位装置160检测到的当前路段信息，根据重量信息和当前路段信息以恒定加速度的方式启动牵引电机140；控制器110还用于获取输出扭矩检测模块120检测到的牵引电机140的输出扭矩，分析牵引电机140在预设时间段内的输出扭矩是否达到预设的临界扭矩，若牵引电机140在预设时间段内的输出扭矩未达到临界扭矩，则控制器110控制牵引电机140停止加速。

在一种实施方式中，控制器110可以选用单片机(例如stm32单片机)、intel处理芯片等。重量检测装置130可以选用称重传感器。定位装置160可以选用gps定位模块；输出扭矩检测模块120包括处理装置121(可以选用单片机、fpga处理器等)；与处理装置121连接的电流检测装置122(电流传感器)；与处理装置121连接的转速检测装置123(电机转速传感器)；处理装置121用于获取电流检测装置122检测到的电流信息和转速检测装置123检测到的转速信息，根据电流信息和转速信息计算所述牵引电机140的输出扭矩。

为了方便运输路线上各个轨道之间进行通信，在各个轨道车100上还可以设置无线通信装置150(例如4g通信模块、5g通信模块等)；各个轨道车100上的控制器110通过无线通信装置150与运输路线上的各个轨道车100建立通信连接，进行数据交互，从而获取运输路线上其他轨道车100的位置、控制方案等信息，以便完善或调整自身的控制方案。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。