CN109774690B - 列车的制动控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种列车的制动控制方法和装置，其中，方法包括：获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力；根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。该方法通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。

Description

列车的制动控制方法和装置
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种列车的制动控制方法和装置。
背景技术
现有技术中，当制动力不足时，通过计算总制动力与制动力需求值之间的差值，获得不足的制动力，而后由各节车厢通过机械制动的方式平均补偿不足的制动力，即在各节车厢上平均补偿机械制动力，以控制整车的减速度。
然而实际上有些车厢上的电制动力仍然存在剩余，上述平均补偿机械制动力的方式，无法优先把所有车厢的电制动力发挥到最大，导致电制动力的浪费，而且当平均补偿机械制动力时，由于各节车厢实际制动力的施加值不同，当平均补偿机械制动力时，会造成各节车厢机械制动闸片的磨耗不同，降低列车的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种列车的制动控制方法，以实现当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命，用于解决现有当制动力不足时，通过计算总制动力与制动力需求值之间的差值，获得不足的制动力，而后由各节车厢通过机械制动的方式平均补偿不足的制动力。然而实际上有些车厢上的电制动力仍然存在剩余，上述平均补偿机械制动力的方式，无法优先把所有车厢的电制动力发挥到最大，导致电制动力的浪费，而且当平均补偿机械制动力时，由于各节车厢实际制动力的施加值不同，当平均补偿机械制动力时，会造成各节车厢机械制动闸片的磨耗不同，降低列车的使用寿命的技术问题。
本发明的第二个目的在于提出一种列车的制动控制装置。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。
本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种列车的制动控制方法，包括：
获取列车制动指令；
根据所述列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，所述目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；
获取所述目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，其中，所述第一TCU为处于正常状态的牵引控制单元TCU，所述目标车厢车至少设置有一个TCU；
根据所述目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取所述第一TCU的平均需求制动力；
根据所述第一TCU的制动力和所述第一TCU的平均需求制动力，向所述目标车厢施加制动力进行制动控制。
本发明实施例的列车的制动控制方法，通过获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。本实施例中，通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种列车的制动控制装置，包括：
第一获取模块，获取列车制动指令；
第二获取模块，用于根据所述列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，所述目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；
第三获取模块，用于获取所述目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，其中，所述第一TCU为处于正常状态的牵引控制单元TCU，所述目标车厢车至少设置有一个TCU；
第四获取模块，用于根据所述目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取所述第一TCU的平均需求制动力；
施加模块，用于根据所述第一TCU的制动力和所述第一TCU的平均需求制动力，向所述目标车厢施加制动力进行制动控制。
本发明实施例的列车的制动控制装置，通过获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。本实施例中，通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括：处理器和存储器；
其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如本发明第一方面实施例所述的列车的制动控制方法。
为了实现上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例所述的列车的制动控制方法。
为了实现上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本发明第一方面实施例所述的列车的制动控制方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例所提供的第一种列车的制动控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所提供的第二种列车的制动控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例所提供的第三种列车的制动控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例所提供的第四种列车的制动控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例所提供的一种列车的网络通信架构示意图；
图6为本发明实施例中制动力的控制流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种列车的制动控制装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种列车的制动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的列车的制动控制方法和装置。在具体描述本发明实施例之前，为了便于理解，首先对常用技术词进行介绍：
中央控制单元(Central Control Unit，CCU)，是列车控制管理***(TrainControl Management System，TCMS)的核心硬件，用于整车控制，主要功能可以分为***控制和监视、故障诊断等。具体地，CCU可以控制高低压上电退电、休眠唤醒、时间同步、各个子***的零部件的控制等。
远程输入输出单元(Remote Input Output Unit，RIOM)，主要功能为实现CCU信号的输入和输出，包括动力网信号和车厢与车厢之间的骨干网信号等。
牵引控制单元(Traction Control Unit，TCU)，是牵引***的核心控制硬件，控制整车的牵引控制器。
制动控制单元(Brake Control Unit，BCU)，是制动控制***的核心硬件，控制制动器总成和电子驻车制动(Electronic Parking Brake，EPB)，实现常规制动、紧急制动、驻车制动、安全制动等多种制动方式。
图1为本发明实施例所提供的第一种列车的制动控制方法的流程示意图。
如图1所示，该列车的制动控制方法包括以下步骤：
步骤101，获取列车制动指令。
本发明实施例中，制动指令在自动驾驶模式下，可以由司控台硬线触发，而在人工驾驶模式下，可以由列车自动驾驶(Automatic Train Operation，ATO)触发，或者在列车发生故障时，由TCMS本身触发。
具体地，可以由TCMS获取列车制动指令。
步骤102，根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢。
需要说明的是，由于列车中每个车厢的载荷不同，一般情况下，由于头车厢和尾车厢的长度较长，包含司机室以及相关设备，头车厢和尾车厢的重量明显高于中间车厢，因此每节车厢所需的制动力不同。因此，本发明实施例中，TCMS可以获取列车的目标车厢所需的制动力。
作为一种可能的实现方式，当TCMS获取到制动指令后，可以根据列车制动指令，获取目标车厢的荷载信息和目标车厢的阻力，而后根据目标车厢的载荷信息和车厢的阻力，计算得到目标车厢所需的制动力。
本发明实施例中，载荷信息为目标车厢的载重，单位：吨(t)，例如标记载荷信息为M。作为一种可能的实现方式，可以通过目标车厢上的相关传感器采集目标车厢的载荷信息，例如可以通过目标车厢上的载荷传感器采集目标车厢的载荷信息，而后TCMS可以基于载荷传感器获取该节车厢的荷载信息。
本发明实施例中，列车的阻力包括：基本阻力和/或坡道阻力，可以理解的是，列车行驶在非坡道路段时，列车的阻力主要包括基本阻力。而当列车行驶在坡道路段时，列车的阻力包括基本阻力和坡道阻力。实际应用中，列车行驶按照一个固定的线路行驶，每个线路包括多个路段，每个路段对应有各种的道路设计参数，通过道路设计参数可以确定每个路段是否为坡道路段。本发明实施例中，可以将线路的道路设计参数预先存储在列车的TCMS中，或者将线路的道路设计参数存储到列车的控制中心。本发明实施例中，列车上的定位***可以定位到列车当前所行驶的位置，根据该位置可以确定列车当前所行驶的路段，进而查询该路段的道路设计参数，就可以确定该路段是否为坡道路段。
本发明实施例中，可以以列车行驶在非坡道路段为例，此时列车的阻力为基本阻力。
需要说明的是，在列车低速行驶时，目标车厢的基本阻力为一恒定值，而当列车高速行驶时，目标车厢的基本阻力正比于列车的行驶速度。而列车实际运行时，行驶速度较低，因此，目标车厢的基本阻力可以采用恒定值，例如标记目标车厢的基本阻力为W。
可选地，在得到目标车厢的基本阻力W后，可以根据下式得到目标车厢所需的制动力：
F＝M*a-W； (1)
其中，F表示目标车厢所需的制动力，a表示制动指令所对应的减速度，其值可以通过列车上的加速度传感器获取。
步骤103，获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，其中，第一TCU为处于正常状态的牵引控制单元TCU，目标车厢车至少设置有一个TCU。
可以理解的是，只有处于正常状态的第一TCU才能释放自身的制动力进行制动力补偿，而处于故障状态的TCU由于无法工作，无法释放制动力。因此，本发明实施例中，TCMS可以确定目标车厢的第一TCU。
具体地，目标车厢上所有的TCU可以实时向TCMS发送自身的状态信息以及自身的制动力，其中，状态信息包括正常状态和故障状态。相应地，TCMS可以实时接收目标车厢上所有的TCU发送的状态信息和制动力。在TCMS接收到目标车厢上的各个TCU发送的状态信息和制动力后，TCMS可以根据接收的状态信息，确定处于正常状态的第一TCU，以及将接收的制动力确定为每个第一TCU的制动力。
步骤104，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力。
本发明实施例中，在通过公式(1)得到目标车厢所需的制动力F后，可以根据目标车厢所需的制动力F和目标车厢上第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力。
具体地，TCMS在接收到目标车厢上TCU的状态信息后，可以统计第一TCU的个数，例如标记第一TCU的个数为N1，而后根据目标车厢所需的制动力F和第一TCU的个数N1，可以得到第一TCU的平均需求制动力，标记平均需求制动力为Fave1，则：
Fave1＝F/N1；(2)
步骤105，根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。
作为本发明实施例的一种可能的实现方式，当目标车厢上只有一个第一TCU时，可以将目标车厢的第一TCU的制动力与平均需求制动力Fave1进行比较，当第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力Fave1时，此时，可以确定目标车厢内的制动力能够满足需求的制动力，因此可以确定无需向目标车厢施加机械制动力进行补偿；而当第一TCU的制动力小于平均需求制动力Fave1时，此时，可以确定目标车厢内的制动力无法满足需求的制动力，因此可以确定需要向目标车厢施加机械制动力进行补偿。
作为本发明实施例的另一种可能的实现方式，当目标车厢上包括至少两个第一TCU时，可以将目标车厢上的每个第一TCU的制动力与平均需求制动力Fave1进行比较，在其中至少一个第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力Fave1时，此时，可以确定目标车厢内的制动力能够满足需求的制动力，因此可以不向目标车厢施加机械制动力进行补偿；在每个第一TCU的制动力均小于平均需求制动力Fave1时，可以通过进一步根据所有的第一TCU的制动力的和值，确定目标车厢内的制动力是否能够满足需求的制动力。具体地，在和值大于或者等于平均需求制动力Fave1时，此时，可以确定目标车厢内的制动力能够满足需求的制动力，因此可以不向目标车厢施加机械制动力进行补偿；而当和值小于平均需求制动力Fave1时，此时，可以确定目标车厢内的制动力无法满足需求的制动力，因此可以向目标车厢施加机械制动力进行补偿。
本发明实施例中，经过施加制动力进行制动控制之后，即在各个车厢补足所需的制动力后，可以实现每个目标车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。
本实施例的列车的制动控制方法，通过获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。本实施例中，通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。
为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种列车的制动控制方法，图2为本发明实施例所提供的第二种列车的制动控制方法的流程示意图。
如图2所示，当目标车厢上只有一个第一TCU时，该列车的制动控制方法可以包括以下步骤：
步骤201，获取列车制动指令。
步骤202，根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力。
步骤203，获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力。
步骤204，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力。
步骤201～204的执行过程可以参见上述实施例中步骤101～104的执行过程，在此不做赘述。
步骤205，将目标车厢上的第一TCU的制动力与平均需求制动力进行比较。
可选地，将目标车厢上的第一TCU的制动力与平均需求制动力进行比较，可以获得第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力的结果，或者获得第一TCU的制动力小于平均需求制动力的结果。
步骤206，判断第一TCU的制动力是否大于或者等于平均需求制动力，若是，执行步骤209，否则，执行步骤207。
步骤207，确定需要施加机械制动力进行补偿。
步骤208，获取由目标车厢上的制动控制单元BCU施加的机械制动力，并控制BCU施加机械制动力进行控制。
可选地，在目标车厢上的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，可以通过将平均需求制动力与第一TCU的制动力作差，获取差值，从而将该差值作为机械制动力，而后控制目标车厢上的BCU施加该差值进行制动控制。由此，可以实现在目标车厢制动力不足时，在该制动力不足的车厢内施加机械制动力，这样既能实现节能控制，又能使得各节车厢的制动力差距减小，从而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。
步骤209，确定无需施加机械制动力进行补偿。
步骤210，控制目标车厢的第一TCU施加平均需求制动力。
可选地，当确定无需目标车厢上的BCU施加机械制动力时，可以由目标车厢的第一TCU施加平均需求制动力，从而无需目标车厢上的BCU施加机械制动力进行制动力补偿，可以实现车厢制动力的最大化利用。此外，通过目标车厢的第一TCU施加平均需求制动力，由于无需施加机械制动力，可以降低列车行驶过程中的噪声和异味，有效增强乘客乘车的舒适度。
本实施例的列车的制动控制方法，通过获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。本实施例中，通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。此外，通过目标车厢的第一TCU施加平均需求制动力，由于无需施加机械制动力，可以降低列车行驶过程中的噪声和异味，有效增强乘客的舒适度。
为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种列车的制动控制方法，图3为本发明实施例所提供的第三种列车的制动控制方法的流程示意图。
如图3所示，当目标车厢上包括至少两个第一TCU时，该列车的制动控制方法可以包括以下步骤：
步骤301，获取列车制动指令。
步骤302，根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力。
步骤303，获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力。
步骤304，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力。
步骤301～304的执行过程可以参见上述实施例中步骤101～102的执行过程，在此不做赘述。
步骤305，将目标车厢上的每个第一TCU的制动力与平均需求制动力比较。
可选地，将目标车厢上的每个第一TCU的制动力与平均需求制动力比较，可以获得其中是否存在至少一个第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力的结果，或者，得到每个第一TCU的制动力均小于平均需求制动力的结果。
步骤306，判断其中是否存在至少一个第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力，若是，执行步骤307，否则，执行步骤308。
步骤307，确定无需目标车厢上的BCU施加机械制动力。
可选地，当其中存在至少一个第一TCU的制动力大于等于平均需求制动力时，可以确定无需目标车厢上的BCU施加机械制动力，此时，可以将从至少一个第一TCU中选取一个作为目标第一TCU，并控制目标第一TCU施加平均需求制动力。或者，当每个第一TCU的制动力的和值大于或者等于平均需求制动力时，可以确定无需目标车厢上的BCU施加机械制动力，此时，可以逐个控制第一TCU施加自身的制动力，当某一个第一TCU施加自身的制动力时目标车厢的制动力满足时，表明目标车厢所需的制动力补足，此时，该第一TCU可以停止施加自身的制动力。
步骤308，获取所有的第一TCU的制动力的和值。
可选地，在每个第一TCU的制动力均小于平均需求制动力Fave1时，可以通过进一步根据所有的第一TCU的制动力的和值，确定目标车厢内的制动力是否能够满足需求的制动力。因此，本实施例中，TCMS可以将目标车厢上所有的第一TCU的制动力相加，获取和值。
步骤309，判断和值是否大于或者等于平均需求制动力，若是，执行步骤307，否则，执行步骤310。
步骤310，确定需要目标车厢上的BCU施加机械制动力。
可选地，当和值小于平均需求制动力Fave1时，此时，可以确定目标车厢内的制动力无法满足需求的制动力，因此可以确定需要目标车厢上的BCU施加机械制动力。
步骤311，逐个控制第一TCU施加自身的制动力。
步骤312，如果当最后一个第一TCU施加完自身的制动力后目标车厢的制动力仍然不足，则获取目标车厢所需要的制动力作为机械制动力。
可选地，可以将目标车厢内的所有的第一TCU的制动力相加，获取第一TCU的制动力的和值，而后通过将平均需求制动力与和值作差，获取差值，进而将该差值作为机械制动力。
步骤313，控制目标车厢上的BCU施加机械制动力，以补足目标车厢所需的制动力。
本实施例的列车的制动控制方法，通过获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。本实施例中，通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。
作为本发明实施例的一种可能的实现方式，参见图4，控制BCU施加机械制动力，具体包括以下步骤：
步骤401，获取BCU所能施加的最大机械制动力。
本实施例中，BCU可以向TCMS发送自身所能施加的最大机械制动力，而后TCMS可以接收BCU发送的最大机械制动力。
步骤402，判断最大机械制动力是否低于机械制动力，若是，执行步骤403，否则，执行步骤405。
可以理解的是，在机械制动力大于BCU所能施加的最大机械制动力时，目标车厢的BCU最多可以施加最大机械制动力，此时仍然无法补足目标车厢所需的制动力，因此可以触发步骤403，而当机械制动力小于等于BCU所能施加的最大机械制动力时，通过目标车厢的BCU施加机械制动力即可补足目标车厢所需的制动力，因此，可以触发步骤405。
步骤403，获取机械制动力与最大机械制动力的差值。
具体地，可以将机械制动力与最大机械制动力作差，获取差值。
步骤404，根据差值，从除目标车厢之外的其他车厢中选取一个作为候选车厢，并利用候选车厢上的BCU施加与差值相等的机械制动力，或者，根据差值获取平均机械制动力，控制除除目标车厢之外的其他车厢上的BCU分别施加平均机械制动力。
作为一种可能的实现方式，当最大机械制动力低于机械制动力时，可以从目标车厢之外的其他车厢中选取一个作为候选车厢，并利用候选车厢上的BCU施加与差值相等的机械制动力。例如，可以从目标车厢之外的其他车厢中随机选取一个作为候选车厢。可以理解的是，为了减小各节车厢之间的制动力，从而减少车厢之间的作用力，可以选取制动力最大的第一TCU所在的车厢作为候选车厢，而后利用候选车厢上的BCU施加与差值相等的机械制动力。
作为另一种可能的实现方式，当最大机械制动力低于机械制动力时，可以根据差值获取平均机械制动力，控制除目标车厢之外的其他车厢上的BCU分别施加平均机械制动力。其中，平均机械制动力等于差值除以(N-1)。
步骤405，控制该BCU施加机械制动力。
本实施例的列车的制动控制方法，通过在BCU所能施加的最大机械制动力低于机械制动力时，获取机械制动力与最大机械制动力的差值，根据差值，从除目标车厢之外的其他车厢中选取一个作为候选车厢，并利用候选车厢上的BCU施加与差值相等的机械制动力，或者，根据差值获取平均机械制动力，控制除除目标车厢之外的其他车厢上的BCU分别施加平均机械制动力，能够在补足目标车厢的制动力的基础上，进一步缩小各节车厢之间的制动力的差距，从而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命。而在BCU所能施加的最大机械制动力高于或者等于机械制动力时，直接控制该BCU施加机械制动力，能够最大化利用车厢的制动力，实现经济和节能控制。
为了实现列车中各个车厢之间和车厢内部的通信，本发明实施例中还提供一种列车的网络通信架构示意图。例如，参见图5，TCMS包括CCU和RIOM，其中，RIOM负责BCU和TCU之间的数据交互，CCU负责将RIOM采集的列车的控车数据进行解析处理，而后再通过RIOM将解析处理后的控车数据转发至TCU和BCU。具体地，列车的整车网络可以分为2层，第一层为车厢与车厢之间的骨干网，例如可以为以太网，CCU和RIOM可以采用以太网进行通信，主要传递需要在各个车厢之间进行交互的控车数据；第二层为车厢内部采用的动力网，例如为CAN网络，每节车厢内设置2个TCU，分别为TCU_A和TCU_B，可以通过CAN网络实现同一车厢内TCU与BCU之间的通信。列车的控车数据通过CCU逻辑解析处理后，CCU可以通过以太网传递至RIOM，通过RIOM转发到下层CAN网络中，从而TCU和BCU可以通过从CAN网络中接收CAN报文，获取列车的控车数据并处理。当然，TCU和BCU之间可以通过CAN报文进行交互。
作为一种示例，参见图6，图6为本发明实施例中制动力的控制流程示意图。其中，车厢1为头车厢，车厢N为尾车厢。制动指令，在自动驾驶模式下，可以由司控台硬线触发，而在人工驾驶模式下，可以由ATO触发，或者在列车发生故障时，由TCMS本身触发。
TCMS可以接收列车运行时的信息，包括每个车厢上的荷载传感器发送的载荷信息、BCU的状态信息、TCU的状态信息、BCU和TCU自身的制动力、BCU所能施加的最大机械制动力等，此外，TCMS还可以接收车轮转速和加速度等其他相关信息。TCMS通过综合判断各个信息后，可以计算每个车厢所需的制动力，而后将所需的制动力发送至对应的车厢。而后各个车厢补足所需的制动力，从而可以实现每个车厢的减速度均相同。
其中，TCU的输入指令可以包括每个车厢的载荷信息、加速度信息、制动状态等，输出指令可以包括电机扭矩、电机执行值状态等。BCU可以接收制动指令，并反馈自身的制动状态。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种列车的制动控制装置。
图7为本发明实施例提供的一种列车的制动控制装置的结构示意图。
如图7所示，该列车的制动控制装置700包括：第一获取模块710、第二获取模块720、第三获取模块730、第四获取模块740，以及施加模块750。其中，
第一获取模块710，用于获取列车制动指令。
第二获取模块720，用于根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢。
第三获取模块730，用于获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，其中，第一TCU为处于正常状态的牵引控制单元TCU，目标车厢车至少设置有一个TCU。
第四获取模块740，用于根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力。
本发明实施例中，第四获取模块740，具体用于采集目标车厢上所有TCU的状态信息；根据状态信息确定处于正常状态的第一TCU以及第一TCU的个数；根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力。
施加模块750，用于根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。
本发明实施例中，经过施加制动力进行制动控制之后的每个目标车厢的减速度相同。
进一步地，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，参见图8，在图7所示的基础上，该列车的制动控制装置700还可以包括：
本发明实施例中，第二获取模块720，包括：
获取子模块721，用于根据列车制动指令，获取目标车厢的荷载信息和目标车厢的阻力。
作为一种可能的实现方式，获取子模块722，具体用于通过目标车厢上的荷载传感器，获取荷载信息；根据列车所处的道路状态，确定目标车厢的阻力。
计算子模块722，用于根据荷载信息和阻力，计算得到车厢的制动力。
本发明实施例中，施加模块750，包括：
判断子模块751，用于根据目标车厢上的第一TCU的制动力与平均需求制动力，判断是否需要施加机械制动力进行补偿。
作为一种可能的实现方式，判断子模块751，具体用于将目标车厢上的第一TCU的制动力与平均需求制动力进行比较；如果第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力，则确定无需施加机械制动力进行补偿；如果第一TCU的制动力小于平均需求制动力，则确定需要施加机械制动力进行补偿。
作为另一种可能的实现方式，当目标车厢上包括至少两个第一TCU时，判断子模块751，具体用于将目标车厢上的每个第一TCU的制动力与平均需求制动力比较；如果其中存在至少一个第一TCU的制动力大于或者等于平均需求制动力，则确定无需目标车厢上的制动控制单元BCU施加机械制动力；如果每个第一TCU的制动力均小于平均需求制动力，则获取所有的第一TCU的制动力的和值；如果和值小于平均需求制动力，则确定需要目标车厢上的BCU施加机械制动力。
可选地，判断子模块751，还用于在确定无需目标车厢上的制动控制单元BCU施加机械制动力之后，将从至少一个第一TCU中选取一个作为目标第一TCU，并控制目标第一TCU施加平均需求制动力。
处理子模块752，用于在判断出需要施加机械制动力进行补偿时，控制目标车厢上的制动控制单元BCU施加机械制动力进行控制。
本发明实施例中，处理子模块752，具体用于逐个控制第一TCU施加自身的制动力；如果当最后一个第一TCU施加完自身的制动力后目标车厢的制动力仍然不足，则获取目标车厢所需要的制动力作为机械制动力；控制目标车厢上的BCU施加机械制动力，以补足目标车厢所需的制动力。
可选地，处理子模块752，还用于获取BCU所能施加的最大机械制动力；如果最大机械制动力低于机械制动力，获取机械制动力与最大机械制动力的差值；根据差值，从除目标车厢之外的其他车厢中选取一个作为候选车厢，并利用候选车厢上的BCU施加与差值相等的机械制动力。
可选地，处理子模块752，还用于根据差值获取平均机械制动力；控制除除目标车厢之外的其他车厢上的BCU分别施加平均机械制动力。
需要说明的是，前述对列车的制动控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的列车的制动控制装置700，此处不再赘述。
本实施例的列车的制动控制装置，通过获取列车制动指令；根据列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；获取目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，根据目标车厢所需的制动力和第一TCU的个数，获取第一TCU的平均需求制动力；根据第一TCU的制动力和第一TCU的平均需求制动力，向目标车厢施加制动力进行制动控制。本实施例中，通过当列车中任意一个车厢的第一TCU的制动力小于平均需求制动力时，向该车厢施加制动力进行控制，能够减少各节车厢制动力之间的差距，从而使得每节车厢的减速度相同，进而减少车厢之间的作用力，降低制动闸片的磨损，增加车辆的寿命，且增强乘客的舒适度。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机设备，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如前述实施例提出的列车的制动控制方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例提出的列车的制动控制方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如前述实施例提出的列车的制动控制方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (20)

1.一种列车的制动控制方法，其特征在于，包括：
获取列车制动指令；
根据所述列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，所述目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；
获取所述目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，其中，所述第一牵引控制单元TCU为处于正常状态的牵引控制单元TCU，所述目标车厢设置有一个牵引控制单元TCU；
根据所述目标车厢所需的制动力和第一牵引控制单元TCU的个数，获取所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力；
根据所述第一牵引控制单元TCU的制动力和所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力，向所述目标车厢施加制动力进行制动控制。
2.根据权利要求1所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述获取列车的目标车厢所需的制动力，包括：
根据所述列车制动指令，获取所述目标车厢的荷载信息和所述目标车厢的阻力；
根据所述荷载信息和所述阻力，计算得到所述目标车厢的制动力。
3.根据权利要求2所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述获取所述目标车厢的荷载信息和所述目标车厢的阻力，包括：
通过所述目标车厢上的荷载传感器，获取所述荷载信息；
根据所述列车所处的道路状态，确定所述目标车厢的阻力。
4.根据权利要求1所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述根据所述目标车厢所需的制动力和第一牵引控制单元TCU的个数，获取所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力，包括：
采集所述目标车厢上所有牵引控制单元TCU的状态信息；
根据所述状态信息确定处于正常状态的所述第一牵引控制单元TCU以及所述第一牵引控制单元TCU的个数；
根据所述目标车厢所需的制动力和所述第一牵引控制单元TCU的个数，获取所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力。
5.根据权利要求1-4任一项所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述根据目标车厢的所述第一牵引控制单元TCU的制动力和所述平均需求制动力，向所述目标车厢施加制动力进行制动控制，包括：
根据所述目标车厢上的第一牵引控制单元TCU的制动力与所述平均需求制动力，判断是否需要施加机械制动力进行补偿；
如果判断出需要施加机械制动力进行补偿，则控制目标车厢上的制动控制单元BCU施加所述机械制动力进行控制。
6.根据权利要求5所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述根据所述目标车厢上的所述第一牵引控制单元TCU的制动力与所述平均需求制动力，判断是否需要施加机械制动力进行补偿，包括：
将所述目标车厢上的所述第一牵引控制单元TCU的制动力与所述平均需求制动力进行比较；
如果所述第一牵引控制单元TCU的制动力大于或者等于所述平均需求制动力，则确定无需施加机械制动力进行补偿；
如果所述第一牵引控制单元TCU的制动力小于所述平均需求制动力，则确定需要施加机械制动力进行补偿。
7.根据权利要求5所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述控制目标车厢上的制动控制单元BCU施加所述机械制动力进行控制，包括：
获取所述制动控制单元BCU所能施加的最大机械制动力；
如果所述最大机械制动力低于所述机械制动力，获取所述机械制动力与所述最大机械制动力的差值；
根据所述差值，从除所述目标车厢之外的其他车厢中选取一个作为候选车厢，并利用所述候选车厢上的制动控制单元BCU施加与所述差值相等的机械制动力。
8.根据权利要求5所述的列车的制动控制方法，其特征在于，所述控制目标车厢上的制动控制单元BCU施加所述机械制动力进行控制，包括：
获取所述制动控制单元BCU所能施加的最大机械制动力；
如果所述最大机械制动力低于所述机械制动力，获取所述机械制动力与所述最大机械制动力的差值；
根据所述差值获取平均机械制动力；
控制除所述目标车厢之外的其他车厢上的制动控制单元BCU分别施加所述平均机械制动力。
9.根据权利要求1所述的列车的制动控制方法，其特征在于，经过施加所述制动力进行制动控制之后的每个所述目标车厢的减速度相同。
10.一种列车的制动控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取列车制动指令；
第二获取模块，用于根据所述列车制动指令，获取列车的目标车厢所需的制动力；其中，所述目标车厢为列车所有车厢中的任意一个车厢；
第三获取模块，用于获取所述目标车厢的第一牵引控制单元TCU的制动力，其中，所述第一牵引控制单元TCU为处于正常状态的牵引控制单元TCU，所述目标车厢设置有一个牵引控制单元TCU；
第四获取模块，用于根据所述目标车厢所需的制动力和第一牵引控制单元TCU的个数，获取所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力；
施加模块，用于根据所述第一牵引控制单元TCU的制动力和所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力，向所述目标车厢施加制动力进行制动控制。
11.根据权利要求10所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述第二获取模块，包括：
获取子模块，用于根据所述列车制动指令，获取所述目标车厢的荷载信息和所述目标车厢的阻力；
计算子模块，用于根据所述荷载信息和所述阻力，计算得到所述目标车厢的制动力。
12.根据权利要求11所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述获取子模块，具体用于：
通过所述目标车厢上的荷载传感器，获取所述荷载信息；
根据所述列车所处的道路状态，确定所述目标车厢的阻力。
13.根据权利要求10所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述第四获取模块，具体用于：
采集所述目标车厢上所有牵引控制单元TCU的状态信息；
根据所述状态信息确定处于正常状态的所述第一牵引控制单元TCU以及所述第一牵引控制单元TCU的个数；
根据所述目标车厢所需的制动力和所述第一牵引控制单元TCU的个数，获取所述第一牵引控制单元TCU的平均需求制动力。
14.根据权利要求10-13任一项所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述施加模块，包括：
判断子模块，用于根据所述目标车厢上的第一牵引控制单元TCU的制动力与所述平均需求制动力，判断是否需要施加机械制动力进行补偿；
处理子模块，用于在判断出需要施加机械制动力进行补偿时，控制目标车厢上的制动控制单元BCU施加所述机械制动力进行控制。
15.根据权利要求14所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述判断子模块，具体用于：
将所述目标车厢上的所述第一牵引控制单元TCU的制动力与所述平均需求制动力进行比较；
如果所述第一牵引控制单元TCU的制动力大于或者等于所述平均需求制动力，则确定无需施加机械制动力进行补偿；
如果所述第一牵引控制单元TCU的制动力小于所述平均需求制动力，则确定需要施加机械制动力进行补偿。
16.根据权利要求14所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述处理子模块，还用于：
获取所述制动控制单元BCU所能施加的最大机械制动力；
如果所述最大机械制动力低于所述机械制动力，获取所述机械制动力与所述最大机械制动力的差值；
根据所述差值，从除所述目标车厢之外的其他车厢中选取一个作为候选车厢，并利用所述候选车厢上的制动控制单元BCU施加与所述差值相等的机械制动力。
17.根据权利要求14所述的列车的制动控制装置，其特征在于，所述处理子模块，还用于：
获取所述制动控制单元BCU所能施加的最大机械制动力；
如果所述最大机械制动力低于所述机械制动力，获取所述机械制动力与所述最大机械制动力的差值；
根据所述差值获取平均机械制动力；
控制除所述目标车厢之外的其他车厢上的制动控制单元BCU分别施加所述平均机械制动力。
18.根据权利要求10所述的列车的制动控制装置，其特征在于，经过施加所述制动力进行制动控制之后的每个所述目标车厢的减速度相同。
19.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器；
其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求1-9中任一所述的列车的制动控制方法。
20.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一所述的列车的制动控制方法。
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