[發明專利]一種列車虛擬連掛控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110383652.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113022595B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 張會琪;萬帥;寧海石;周輝;梁文建;王崗;張風東;李剛卿
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B61B1/00
• 分類號: B61B1/00;B61L23/14;B61L23/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種列車虛擬連掛控制系統，應用于前后運行的第一車輛及第二車輛的虛擬連掛控制，其特征是，包括：

信息采集單元及加速度控制單元、執行控制單元；

所述信息采集單元用于采集第一車輛及第二車輛狀態信息以及當下運行環境中的雨量信息；所述信息采集單元通過與車載ECU單元通信獲得第一車輛及第二車輛縱向速度、縱向加速度以及第一車輛與第二車輛的車間距信息、第一車輛及第二車輛所處情景下的雨量信息；

所述加速度控制單元基于接收所述信息采集單元采集的數據，輸出考慮雨量信息的虛擬連掛列車的期望車間距；其中，考慮雨量信息的虛擬連掛列車的期望間距的計算公式為：

D＝(v_i+1*t_h)(1+ε)+d₀；

式中，D表示虛擬連掛列車的期望車間距，v_i+1表示第二輛車的當前縱向速度，t_h表示期望時間間隔，d₀表示兩車靜止時的最小間距，ε表示雨量系數，t_h和d₀為固定常數；雨量系數ε∈{0,0.3,0.6,1}；當雨量信息為零時，ε取0；當雨量信息為較小時，ε取0.3；當雨量信息中級時，ε取0.6；當雨量信息較大時，ε取1；

所述執行控制單元基于期望車間距計算出期望縱向加速度控制指令并將控制指令輸入給被控列車，所述被控列車為第二車輛。

2.如權利要求1所述的一種列車虛擬連掛控制系統，其特征是，所述車載ECU單元與布置在車輛上的雨量傳感器，獲得當前情景下的雨量信息并將根據雨量大小信息劃分為不同等級，虛擬連掛列車的期望車間距大小與雨量所處的等級相匹配。

3.如權利要求1所述的一種列車虛擬連掛控制系統，其特征是，所述列車虛擬連掛控制系統安裝在第二車輛上，第一車輛或第二車輛之間采用無線方式通信可相互獲得車輛的狀態信息。

4.一種列車虛擬連掛控制方法，應用于前后運行的第一車輛及第二車輛虛擬連掛控制，其特征是，包括：

采集第一車輛及第二車輛狀態信息以及當下運行環境中的雨量信息；

基于采集的數據，輸出考慮雨量信息的虛擬連掛列車的期望車間距，具體過程為：根據第一車輛及第二車輛縱向速度和雨量信息，輸入至考慮陰雨天氣下雨量信息的虛擬連掛車間距控制模型，獲得期望車間距；其中，考慮雨量信息的虛擬連掛列車的期望間距的計算公式為：

D＝(v_i+1*t_h)(1+ε)+d₀；

式中，D表示虛擬連掛列車的期望車間距，v_i+1表示第二輛車的當前縱向速度，t_h表示期望時間間隔，d₀表示兩車靜止時的最小間距，ε表示雨量系數，t_h和d₀為固定常數；雨量系數ε∈{0,0.3,0.6,1}；當雨量信息為零時，ε取0；當雨量信息為較小時，ε取0.3；當雨量信息中級時，ε取0.6；當雨量信息較大時，ε取1；

基于期望車間距計算出期望縱向加速度控制指令并將控制指令輸入給被控列車，所述被控列車為第二車輛。

5.如權利要求4所述的一種列車虛擬連掛控制方法，其特征是，以期望車間距與實際車間距之間的差值趨于零，第一車輛及第二車輛之間的速度差值趨于零為目標，優化控制計算得到期望縱向加速度控制值。

6.如權利要求4所述的一種列車虛擬連掛控制方法，其特征是，被控列車接收期望縱向加速度控制指令后，得出與期望縱向加速度相適應的加速踏板行程值和制動壓力值，并輸入給被控列車以加速或制動執行器。

7.如權利要求4所述的一種列車虛擬連掛控制方法，其特征是，根據雨量信息大小劃分為若干等級，每一個雨量所在等級對應的一個雨量系數，雨量系數與雨量信息大小成正比。