[发明专利]一种基于信号系统的列车防滑控制方法

说明书

本发明公开了一种基于信号系统的列车防滑控制方法，包括：检测列车运行前方的挡风玻璃上的雨量信息，获得单列车的雨量数据；根据每个轨道区段内多个列车上报的雨量数据，采用卡尔曼滤波方法为每个轨道区段独立计算轨道湿滑状态；根据列车当前的打滑状态、列车常用制动率以及列车所处轨道区段的轨道湿滑状态，预测列车在当前轨道区段以及前方轨道区段的可实现制动率；根据预测列车可实现制动率更新信号系统的列车自动驾驶速度参考曲线。本发明通过信号系统提前介入更新列车速度参考曲线的方式，在预防列车打滑的同时，也将调整列车间距，避免列车堆积情况的发生。同时使得列车能够准确的响应信号系统输出命令，提高信号系统的停车控制精度。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通信号控制领域，尤其涉及列车防滑控制方法。

背景技术

在城市轨道交通系统中，车辆的制动方式是靠轮轨间的制动力来实现，由于受到轮轨间黏着系数的限制，车辆制动力不能过大，当车辆制动力超过轮轨黏着力时，车轮与轨面之间就会发生滑行，进而导致车轮踏面和轨面都会摩擦升温，擦伤表面。

车辆防滑控制可以从调整车辆制动力、改善和充分利用黏着力的方向入手。目前的研究集中在如何通过车辆制动系统调节防滑控制阀或者防滑控制器来实现车辆防滑。防滑控制器主要包含速度传感器、控制单元、防滑电磁阀三部分组成。速度传感器测量列车速度；控制单元综合判断列车滑行，并向防滑电磁阀输出增压、保压或缓解指令；防滑电磁阀通过移动阀门实现制动缸的压力控制。例如：中国专利(CN 1915723A)介绍了一种机车车辆防滑控制方法，以速度差，减速度和濡滑率为基础，综合考虑车辆速度，以及车辆速度与理论速度的差值，设定最优控制方案，通过控制防滑阀调节制动缸压力来防止车辆滑行。又例如：中国专利(CN108984970A)介绍了一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法，该方法采用加速度和速度差作为判断条件，在线实时调整阈值及转矩下降斜率和上升斜率，使得输出转矩可根据轨面情况自适应调整。又例如:中国专利(CN 109204259)介绍了一种列车自动防护方法及装置，通过获取列车初始制动力，并根据列车所处坡度、路面状况对初始制动力进行修正，用于设置列车自动防护以及紧急制动时的制动力。

从控制功能上来看，上述研究都是从调整制动系统的制动力入手，基本能够满足车辆的防滑控制功能，但在轮轨黏着降低较多的情况时，如雨雪天气情况下，会导致列车制动系统将无法完全响应信号系统的ATO(Automat ic Train Operat ion，列车自动驾驶)控制指令，列车实际速度将严重偏离信号系统预期的速度曲线，造成列车堆积、晚点等等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于信号系统的列车防滑控制方法，在防止列车打滑的同时，也让列车能够更加准确的响应信号系统命令。

实现上述目的的技术方案是：

一种基于信号系统的列车防滑控制方法，包括：

检测列车运行前方的挡风玻璃上的雨量信息，获得单列车的雨量数据，并将该雨量数据经由信号系统车载控制器发送给信号系统轨旁控制单元；

将轨道划分为若干轨道区段，根据每个轨道区段内多个列车上报的雨量数据，信号系统轨旁控制单元采用卡尔曼滤波方法为每个轨道区段独立计算轨道湿滑状态，并传输给信号系统车载控制器；

信号系统车载控制器根据列车当前的打滑状态、列车常用制动率以及列车所处轨道区段的轨道湿滑状态，预测列车在当前轨道区段以及前方轨道区段的可实现制动率；

信号系统车载控制器根据预测列车可实现制动率更新信号系统的列车自动驾驶速度参考曲线。

优选的，所述的计算轨道湿滑状态，包括：

基于K-1时刻的雨量信息预测K时刻的轨道区段的雨量信息W(k|k-1)＝W(k-1|k-1)，其中，W(k-1|k-1)为K-1时刻的雨量信息最优值；