列车制动方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本申请涉及轨道交通技术，具体地，涉及一种列车制动方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.目前，绝大多数的轨道交通列车制动力的来源主要是列车牵引系统提供的电制动力和列车制动系统提供的空气制动力。列车的常用制动、快速制动等功能均采用电空混合制动方式，电空混合制动的基本原则是优先使用电制动，当电制动力不能满足制动需求时，由空气制动来补足，当列车进入低速行驶阶段准备停车时，由于电制动无法再发挥，此时则会进行电空转换，由空气制动完全替代电制动。
3.在车辆的实际运营过程中，由于电制动响应快，空气制动响应慢的特性，使两者无法同时按照理论上相同的斜率进行转换，导致车辆会出现轻微顿挫的现象，影响乘坐舒适性。另外，在电制动退出以后，由于空气制动响应慢导致制动力丢失，空气制动可能还无法达到列车自动驾驶系统需要的目标制动力值，使得车辆的减速度无法达到目标减速度，导致车辆无法准确停在停车区域内。


技术实现要素：

4.本申请实施例中提供了一种列车制动方法、装置、电子设备和存储介质，用于解决目前列车无法平稳准确停车的问题。
5.根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种列车制动方法，应用于列车制动系统，所述列车制动系统包括制动缸，所述方法包括：
6.接收电空转换制动指令；
7.根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值，其中，所述补偿动量值表征所述制动缸在达到所述目标制动力值对应的目标制动力过程中缺失的动量；
8.在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，根据所述补偿动量值对所述制动缸进行压力补偿。
9.根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种列车制动方装置，应用于列车制动系统，所述列车制动系统包括制动缸，所述装置包括：
10.接收模块，用于接收电空转换制动指令；
11.计算模块，用于根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值，其中，所述补偿动量值表征所述制动缸在达到所述目标制动力值对应的目标制动力过程中缺失的动量；
12.压力补偿模块，用于在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，根据所述补偿动量值对所述制动缸进行压力补偿。
13.根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和
总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行列车制动方法。
14.根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行列车制动方法。
15.采用本申请实施例提供的一种列车制动方法、装置、电子设备和存储介质，应用于列车制动系统，所述列车制动系统包括制动缸，该方法包括：根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值，其中，补偿动量值表征所述制动缸在达到所述目标制动力值对应的目标制动力过程中缺失的动量；在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，根据所述补偿动量值对所述制动缸进行压力补偿。通过补偿动量值对制动缸进行压力补偿能够增大列车的空气制动力，从而有效解决在电制动与空气制动转换的过程中，空气制动由于响应速度慢导致的制动力丢失的问题，从而达到车辆停车的减速度要求，使车辆能够平稳地停在停车区域内。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
17.图1为本申请实施例提供的列车制动方法的流程图之一；
18.图2为本申请实施例提供的列车制动方法的流程图之二；
19.图3为本申请实施例提供的步骤s12的子步骤流程图；
20.图4为本申请实施例提供的步骤s13的子步骤流程图；
21.图5为本申请实施例提供的空气制动力值与时间的关系示意图；
22.图6为本申请实施例提供的列车制动方装置的功能模块图；
23.图7为本申请实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
24.列车制动系统一般具有常用制动、紧急制动、停放制动等多个功能，在车辆实际运营中，常用制动功能使用的最多。常用制动一般包括电制动和空气制动，在制动系统接收到常用制动指令后，会优先施加电制动，在电制动不足时，施加空气制动进行补充。在车辆低速阶段时，由于电制动无法再发挥，此时则会进行电空转换，由空气制动完全替代电制动。
25.一般来说，制动系统常用制动都会优先施加电制动，减少空气制动的磨耗，起到节能环保的目的。当地铁车辆即将进入站点时，速度一般在8km/h或者更低时，制动系统将会进行电制动和空气制动的转换，即电制动完全退出，由空气制动补充缺失的制动力，并保证车辆平稳停车。
26.在车辆满足电制动和空气制动转换的条件后，网络系统则会向列车牵引系统和列车制动系统发出电空转换的指令，列车牵引系统接收到指令后，控制电制动力以一定的斜率值降低，直至降为0；列车制动系统接收到指令后，控制空气制动力以相同的斜率值增加，直至达到目标值，当空气制动力的增加斜率和电制动力的降低斜率相同时，车辆的电制动和空气制动可以进行平稳转换，使车辆精准对标停车，且不会导致车辆出现顿挫现象。
27.在实现本申请的过程中，发明人发现，在列车的实际运行过程中，由于电制动响应快，而空气制动响应慢的特性，使两者无法同时按照理论上相同的斜率进行转换，导致车辆会出现轻微顿挫的现象，影响乘坐舒适性。并且由于电制动和空气制动转换时间很短，即使延迟电制动的退出时间，提前施加空气制动，也不能较好的解决空气制动响应慢的问题。
28.另外，在电制动退出以后，由于空气制动响应慢导致制动力丢失，空气制动可能还无法达到列车自动驾驶系统需要的目标制动力值，使得车辆的减速度无法达到目标减速度，导致车辆无法准确停在停车区域内。
29.因此，针对上述问题，本申请实施例中提供了一种列车制动方法、装置、电子设备和存储介质，应用于列车制动系统，所述列车制动系统包括制动缸，该方法包括：根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值；在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，根据所述补偿动量值对所述制动缸进行压力补偿。通过补偿动量值对制动缸进行压力补偿能够增大列车的空气制动力，从而有效解决在电制动与空气制动转换的过程中，空气制动由于响应速度慢导致的制动力丢失的问题，从而达到车辆停车的减速度要求，使车辆能够平稳地停在停车区域内。
30.本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
31.为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.请参阅图1，图1为本申请实施例提供的列车制动方法的流程图之一。在本实施例中，列车制动方法应用于列车制动系统，列车制动系统包括制动缸，所述方法包括：
33.步骤s11，接收电空转换制动指令。
34.步骤s12，根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值。其中，所述补偿动量值表征所述制动缸在达到所述目标制动力值对应的目标制动力过程中缺失的动量。
35.步骤s13，在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，根据补偿动量值对制动缸进行压力补偿。
36.本申请实施例通过补偿动量值对制动缸进行压力补偿能够有效解决在电制动与空气制动转换的过程中，空气制动由于响应速度慢导致的制动力丢失的问题，从而达到车辆停车的减速度要求，使车辆能够平稳地停在停车区域内。
37.进一步地，列车自动驾驶系统在停车过程中对于电制动和空气制动的转换的需求更为严格，在电制动退出以后，若空气制动还未达到目标压力值，列车自动驾驶系统会检测到车辆当前的减速度没有达到目标减速度，此时列车自动驾驶系统为了提升车辆的减速度而提高制动力需求，而在空气制动上升到目标制动力后，列车自动驾驶系统又会检测到车辆当前的减速度大于目标减速度，此时列车自动驾驶系统又会立即降低制动力的需求，这样反复操作，使车辆一直出现顿挫的现象，并且无法保证车辆准确停在停车区域内。
38.因此，为了解决上述问题，请参阅图2，图2为本申请实施例提供的列车制动方法的流程图之二。在本实施例中，列车制动方法还包括：
39.步骤s14，将压力补偿对应的压力补偿时间段反馈至列车自动驾驶系统。
40.步骤s15，通过列车自动驾驶系统判断当前时刻是否位于压力补偿时间段内；若是，中止列车自动驾驶系统向列车制动系统发送制动指令。
41.在上述步骤中，在对制动缸进行压力补偿时，列车制动系统将列车的压力补偿对应的压力补偿时间段发送给列车自动驾驶系统，若当前时刻在压力补偿时间段内，则列车驾驶系统不会向列车制动系统发送制动指令，即不进行制动力的调整，从而保证列车此次制动过程的完整性，达到列车自动驾驶系统需要的目标减速度，同时避免列车在制动过程中出现顿挫现象。
42.可选地，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的步骤s12的子步骤流程图。在本实施例中，步骤s12，根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值包括：
43.步骤s121，对接收到的电空转换制动指令进行解析，获得目标制动力值。
44.步骤s122，根据目标制动力值计算列车的目标动量值。
45.步骤s123，根据空气制动力值和时间的函数关系计算列车的实际动量值。
46.步骤s124，根据目标动量值及实际动量值计算列车的补偿动量值。
47.在列车制动系统进行电制动和空气制动转换时，列车制动系统接收列车自动驾驶系统发送的电空转换制动指令并对该电空转换制动指令进行解析，可以获取列车自动驾驶系统需要的目标制动力值。
48.进一步地，在本实施例中，步骤s122，根据目标制动力值计算列车的目标动量值，包括：
49.根据所述空气制动力值和时间的函数关系计算所述列车的空气制动力值达到所述目标制动力值需要的第一预设时间段；计算所述目标制动力和所述第一预设时间段的乘积，获得所述目标动量值。
50.具体地，在本实施例中，一般在车辆组装调试完成后，列车制动系统的制动缸的压力上升曲线就已经固定不变，并且空气制动力值可以由制动缸的压力根据以下公式计算获得：
51.f
b
＝p
c
*i
d
+j
d
52.其中，f
b
为空气制动力值，p
c
为制动缸的压力，i
d
为制动缸的压力/耦合系数，j
d
为基于活塞运动位置的附加值。
53.因此，可以理解为，在车辆组装调试完成后，空气制动力值和时间的函数关系也固定不变。在一种可行的实施方式中，空气制动力值和时间的函数关系可以为：
54.f(t)＝
‑
22.65t2+66.3t
‑
1.12
55.其中，t代表时间，单位为秒，f代表空气制动力值，单位为千牛(kn)。
56.因此，根据公式：f(t)＝
‑
22.65t2+66.3t
‑
1.12可以计算获得列车的空气制动力值达到目标制动力值f
sb
需要的第一预设时间段，即0到t1对应的时间段。
57.在获得t1之后，可以根据公式：p
目标
＝f
sb
*t1计算列车的空气制动力值达到目标制动力值f
sb
需要的目标动量值。
58.在计算获得列车的目标动量值之后，可以根据空气制动力值和时间的函数关系计算列车的实际动量值。
59.在本实施例中，由于空气制动响应较慢，列车的空气制动力值无法按照理论情况瞬间达到目标制动力值，出现一部分动量损失。因此，可以根据公式：f(t)＝
‑
22.65t2+66.3t
‑
1.12计算出列车的实际动量，即：
[0060][0061]
其中，p
实际
为列车在0到t1(第一预设时间段内)的实际动量值。
[0062]
然后可以根据目标动量值p
目标
及实际动量值p
实际
计算列车的补偿动量值p
补偿
，其中，p
补偿
＝p
目标
‑
p
实际
。
[0063]
在本实施例中，在计算获得补偿动量值p
补偿
之后，即遵循动量守恒规律对制动缸进行压力补偿，将缺失的动量通过增大制动缸的压力进行补偿，使补偿动量值与实际动量值的和与目标动量值相同。
[0064]
进一步地，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的步骤s13的子步骤流程图。在本实施例中，步骤s13包括：
[0065]
子步骤s131，在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，增大制动缸的压力值，以使列车的空气制动力值在第二预设时间段内增大至预设制动力值。
[0066]
子步骤s132，在列车的空气制动力值达到预设制动力值之后，减小制动缸的压力值，以使列车的空气制动力值在第三预设时间段内降低至目标制动力值。
[0067]
在上述子步骤中，由于空气制动响应慢会导致丢失一部分制动力，所以需要对这部分制动力进行补偿，并且空气制动力值和制动缸的压力可以相互转换，因此，若要增大空气制动力值，则需要增大制动缸的压力。
[0068]
所以，在进行压力补偿时，可以在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，通过增大制动缸的压力的方式增大空气制动力值，使得列车的空气制动力值在第二预设时间段内增大至预设制动力值f
eb
。
[0069]
由于列车自动驾驶系统需要的空气制动力值为目标制动力值f
sb
，因此，在空气制动力值达到预设制动力值f
eb
之后，还需要减小制动缸的压力值(将制动缸的压力值降低至目标制动力值f
sb
对应的压力值)，使列车的空气制动力值在第三预设时间段内恢复为目标制动力值f
sb
。
[0070]
请继续参阅图4，在本实施例中，在步骤s132之前，步骤s13还可以包括：
[0071]
步骤s133，控制制动缸的压力值保持不变，以使列车的空气制动力值在第四预设时间段内维持为预设制动力值。
[0072]
在上述步骤中，为了能在尽可能短的时间段内对缺失的动量值进行补偿，可以在列车的空气制动力值达到预设制动力值f
eb
之后，控制制动缸的压力不变，使列车的空气制动力值在第四预设时间段内一直保持为预设制动力值f
eb
，通过这样的方式，在补偿动量值较大时，可以尽可能快地完成压力补偿。
[0073]
可选地，在一种实施方式中，预设制动力值可以为制动缸的压力值最大时对应的最大制动力值，列车制动系统能够根据列车的载荷信息计算获得列车的最大制动力值。
[0074]
为了更好地理解上述步骤，下面结合图5进行详细说明，图5为本申请实施例提供的空气制动力值与时间的关系示意图。在图5中，f
sb
为列车的目标制动力值，f
eb
为预设制动
力值，0到t1为第一预设时间段，t1到t2为第二预设时间段，t2到t3为第四预设时间段，t3到t4为第三预设时间段。
[0075]
列车制动系统在接收到电空转换制动指令后，增大制动缸的压力，以增大列车的空气制动力，列车的空气制动力值在t1时刻达到目标制动力值f
sb
，然后继续增大制动缸的压力，使列车的空气制动力继续增大，直至t2时刻达到预设制动力值f
eb
，然后保持制动缸的压力不变，使列车的制动力值在t2到t3时间段内维持在预设制动力值f
eb
，随后快速降低制动缸的压力，使列车的空气制动力值快速从预设制动力值f
eb
下降至目标制动力值f
sb
，完成压力补偿。
[0076]
可选地，在本实施例中，如图5所示，补偿动量值即为图5中阴影部分的面积，因此，可以根据补偿动量值的大小以及制动缸的压力时间特性计算t2、t3及t4的大小。具体地，在本实施例中，列车制动方法还包括：
[0077]
根据所述空气制动力值和时间的函数关系计算所述列车的空气制动力值从所述目标制动力值增加至所述预设制动力值需要的第二预设时间段；根据所述补偿动量值及所述第一预设时间段、所述第二预设时间段计算所述第三预设时间段和所述第四预设时间段。
[0078]
具体地，在本实施例中，t1的值可以根据公式：f(t)＝
‑
22.65t2+66.3t
‑
1.12计算获得，在计算t1时，f(t)为目标制动力值f
sb
。
[0079]
t2的值也可以根据公式：f(t)＝
‑
22.65t2+66.3t
‑
1.12计算获得，在计算t2时，f(t)为预设制动力值f
eb
。
[0080]
一般来说，由于空气制动力值f
eb
降低到f
sb
时需要用的时间较短，即t3与t4之间的差值较小，可以认为是一条直线，而不是曲线，因此在计算t3、t4时，可以根据公式：
[0081][0082]
p
补偿
＝p
目标
‑
p
实际
[0083][0084]
p
目标
＝f
sb
*t1[0085]
其中，f
sb
、f
eb
为已知值，t1、t2能够根据公式计算获得，因此，可以根据上述公式计算获得t3、t4。
[0086]
在计算获得t1、t2、t3、t4之后，即可获得第一预设时间段、第二预设时间段、第三预设时间段及第四预设时间段，从而控制压力补偿的过程，并且，在进行压力补偿的t1‑
t4时间段内，列车制动系统会将当前时刻及当前时刻的空气制动力值实时反馈给列车自动驾驶系统，使列车自动驾驶系统在压力补偿期间不会因为空气制动力发生变化而产生新的制动指令，即列车自动驾驶系统不参与列车制动系统的压力补偿过程。
[0087]
在本实施例中，预设制动力值可以是最大制动力值也可以是目标制动力值和最大制动力值之间的任意一个值。同理，预设制动力值维持不变的第四预设时间段也可能不存在，而是在制动力值达到预设制动力值之后，直接迅速下降到目标制动力值，即计算获得的t2和t3相等。
[0088]
综上所述，本申请实施例提供了一种列车制动方法，用于在施加空气制动时，在计算出的补偿时间内提高空气制动力，同时反馈给列车自动驾驶系统，使列车驾驶系统在该段时间内不进行空气制动力的调整。通过此方法，可以补偿由于空气制动响应慢而丢失的制动力，实现车辆的平稳精准停车。
[0089]
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的列车制动方装置的功能模块图，在本实施例中，列车制动方装置110应用于列车制动系统，列车制动系统包括制动缸，列车制动方装置110包括：
[0090]
接收模块1101，用于接收电空转换制动指令。
[0091]
计算模块1102，用于根据接收到的电空转换制动指令获得目标制动力值，并计算列车的补偿动量值，其中，所述补偿动量值表征所述制动缸在达到所述目标制动力值对应的目标制动力过程中缺失的动量；
[0092]
压力补偿模块1103，用于在列车的空气制动力值达到目标制动力值之后，根据所述补偿动量值对所述制动缸进行压力补偿。
[0093]
本申请实施例还提供了一种电子设备，请参照图7，图7为本申请实施例提供的电子设备10的示意图。在本实施例中，电子设备10包括：处理器11、存储器12和总线13，存储器12存储有处理器11可执行的机器可读指令，当电子设备10运行时，11处理器与存储器12之间通过总线13通信，机器可读指令被处理器11执行时执行本申请实施例提供的列车制动方法。
[0094]
可选地，本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器11运行时执行本申请实施例提供的列车制动方法。
[0095]
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0096]
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0097]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0098]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0099]
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0100]
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。