[发明专利]一种轮轨列车防滑控制方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种轮轨列车防滑控制方法及系统，包括：获取车头前方的轨道图像，根据轨道图像识别轨道上介质的介质种类，获取轨道的轮轨黏着蠕滑特性曲线，以确定出列车在当前车速下运行时的黏着动力阈值；根据列车的当前车速和目标速度，确定期望加速度，以获取列车在当前车速下运行的期望动力；根据期望动力与黏着动力阈值，确定列车的目标动力，以输出与目标动力对应的列车控制指令。本实施例提供的轮轨列车防滑控制方法，利用机器视觉对轨道状态进行识别，以根据最大黏着牵引力和制动力更新列车的牵引制动指令门限值，以实现的在轮轨黏着蠕滑安全工作区内规划ATO的目标速度和牵引制动指令，有效实现了列车ATO的主动防滑控制。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轮轨列车防滑控制方法及系统。

背景技术

轮轨黏着是影响高速列车牵引/制动性能的正常发挥的重要因素之一。轮轨间的黏着力受路面黏着能力限制，当施加在车轮上的牵引或制动转矩超过了轮轨间可提供的最大黏着力时，车轮便会发生空转或滑行现象。这种现象会导致乘客舒适度下降、轮轨擦伤、列车牵引或制动性能下降等不良影响。

轮轨间纵向切向力与其正压力之比定义为黏着系数，并将其作为衡量轮轨黏着特性的重要参数。黏着系数主要与轮轨接触面上引起的摩擦现象有关，受材质、表面状态、接触面的附着物、车辆运行条件、环境条件等的影响。

试验结果表明干态情况下，运营速度在300km/h以内的黏着特性可以很好地满足列车的牵引和制动，而真正对黏着影响较大的是表面状态及接触面的附着物，如由于下雨、露水以及大雾导致的水污染物、车辆及工程器械漏油引起的轨面油污染、秋天落叶、钢轨表面铁锈等，统称其为“第三介质”。当轨道上存在第三介质时，轮轨黏着系数会降低。当牵引力超过黏着极限时，车轮将在钢轨表面打滑，从而灼烧轮轨接触界面；当制动力大于黏着极限时，将会延长制动距离，从而威胁制动，进而影响列车的安全运行。

轮轨之间的可用黏着会受轮轨接触面状况的影响而发生变化，此时若不采取适当的黏着控制改善黏着利用状态，将会影响机车黏着性能，从而无法保证轮轨发挥最大黏着力；因此，如何通过有效的黏着控制达到提高机车黏着性能、获得最优黏着利用的目的，保证机车牵引/制动能力的充分发挥则显得尤为重要；

目前，针对列车的防滑控制采用再黏着控制方式。再黏着控制是在轮对已经发生空转或滑行后，通过有效的黏着控制调节牵引力或制动力，使得轮轨之间再次恢复黏着工作状态，将轮轨工作点从黏着特性曲线的不稳定区调整至稳定区。

由于上述现有的黏着控制方法均属于后调节的方式，采用逻辑门限值控制如速度差、蠕滑率、加(减)速度阈值。当检测到车轮打滑后，迅速降低牵引电机的电磁转矩，使得蠕滑降低，以保证不发生进一步的打滑。上述方式是一种空转或滑行时的“事后动作”控制，不能获得最佳黏着利用，且易受路面条件的影响，控制精度低、适应性差；同时，由于是采用检测到车轮打滑以后再进行的调节，无法避免车轮打滑时对轮轨接触面的损伤。

发明内容

本发明实施例提供一种轮轨列车防滑控制方法及系统，用以改进现有的基于后调节的方式的轮轨列车防滑控制方法，以根据不同的路面条件，及时、准确的通过外部施加力对列车的运行进行有效控制。

第一方面，本发明实施例提供一种轮轨列车防滑控制方法，主要包括：获取列车车头前方的轨道图像，以根据轨道图像识别位于轨道上介质的介质种类；根据轨道上介质的介质种类，获取轨道的轮轨黏着蠕滑特性曲线，以确定出列车在当前车速下运行时的黏着动力阈值；根据列车的当前车速和目标速度，确定期望加速度，以获取列车在当前车速下运行的期望动力；根据期望动力与所述黏着动力阈值，确定列车的目标动力，以输出与目标动力对应的列车控制指令。

可选地，上述根据期望动力与所述黏着动力阈值，确定列车的目标动力，主要包括：若期望动力大于黏着动力阈值，则将黏着动力阈值设为目标动力；若期望动力不大于黏着动力阈值，则将期望动力设为目标动力。