CN111824093B - 轨道交通车辆停车控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通车辆停车控制方法及***，在每一个制动时间点，根据车辆的实际速度与基准速度的偏差值，实时调整车辆运行电制动力；当车辆实际速度降至Vt时，卸载电制动力，使用空气制动到达停车点。本发明将停车控制分两个阶段，在第一阶段设定虚拟标定点，并根据虚拟标定点位置速度与基准速度的偏差值，实时调整制动力。在第二阶段设定停车点前端滑行段，车辆到达对标点后，采用卸力方式行进，最终使用空气制动精准停车。本发明可以极大地提高电制动和空气制动的控制精度，防止停车时出现冲标和欠标现象，提高车辆运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别是一种轨道交通车辆停车控制方法及***。
背景技术
地铁车辆站台通常设置有为了保护乘客安全的安全屏蔽门，在地铁车辆进站停车时，地铁车辆旅客进出的客室门须与屏蔽门精准对齐。现有的地铁车辆停车方式为信号***根据车辆的位置，发出制动级位要求，并根据车辆与终点的距离情况，调整制动级位要求。车辆接收到制动级位要求后，会进行电制动和空气制动的混合控制，输出理论的减速度制动力。
然而，由于不同车辆的摩擦副性能不尽相同，导致电制动力退出斜率、退出速度点和空气制动施加斜率、空气制动施加点之间的混合控制准确度不高，从而导致停车时易产生冲标(车辆门超出屏蔽门)和欠标(车辆门未达到屏蔽门)的现象，需要车辆重新启动，并再对标，严重影响车辆运行效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轨道交通车辆停车控制方法及***，提高电制动和空气制动混合控制的精度，精准对标，提高车辆运行效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轨道交通车辆停车控制方法，包括以下步骤：
S1、在每一个制动时间点，根据车辆的实际速度与基准速度的偏差值，实时调整车辆运行电制动力；
S2、当车辆实际速度降至Vt时，卸载电制动力，使用空气制动到达停车点。
本发明采用分段控制的方式，将停车控制分两个阶段，在第一阶段设定虚拟标定点，并根据虚拟标定点位置速度与基准速度的偏差值，实时调整制动力。在第二阶段设定停车点前端滑行段，车辆到达对标点后，采用卸力方式行进，最终使用空气制动精准停车。
上述步骤S1的具体实现过程包括：
1)车辆到达停车区间起始点时，根据此时车辆的实际速度，即制动初速度V0，以及速度Vt，计算出制动减速度a0，根据所述制动减速度a0，计算电制动力F0；
2)计算车辆在第i个所述制动时间点的速度Vi与基准速度V0i的差值△V＝Vi-V0i，若△V≤-m*Vi或△V≤-3km/h，则调整电制动力为Fi＝F0-n*F0；若△V≥m*Vi或△V≥3km/h，则调整电制动力为Fi＝F0+n*F0；若-m*Vi＜△V＜m*Vi，或-3km/h＜△V＜3km/h，则不调整电制动力；通常的，m取值为0.05,n取值为0.02；
3)对于其余所述制动时间点，重复上述步骤2)，直至车辆到达距离停车点L米的位置。
上述基准速度根据制动力的实际级位和制动的初速度，以及加速度公式Vi＝V0i-a0*t可以计算出来。
本发明分段调整电制动力，进一步提高控制精度。
本发明通过设置虚拟标定点，分段调整电制动力，每一个所述制动时间点对应一个虚拟标定点，所述车辆在每个所述虚拟标定点的实际速度V01＝V0-a0*T；其中，V0为制动初速度；a0为设定的制动减速度；T为制动时间。虚拟标定点的设置数量越多，控制越精确，设置的虚拟标定点以制动时间来取值，选取的制动时间点数量即为虚拟标定点的数量，兼顾控制精确和计算效率。具体地，本发明中相邻两个虚拟标定点之间的制动时间间隔为2～3秒。
上述步骤S2的具体实现过程包括：
A)设车辆实际速度降至Vt时车辆所处位置距离停车点L米，将该L米划分为N段；
B)在每段的起始点调整制动缸压力，直至车辆到达停车点。
本发明通过分段控制的方式调整空气制动力，进一步提高控制精度。
本发明中，N＝2；将所述车辆实际速度降至Vt时的位置设为第一定标点，所述第一定标点和停车点之间设置第二定标点；在所述第一定标点，设置制动缸的预压力值为30kPa～40kPa；在所述第二定标点，控制所述制动缸压力为全制动压力的75％。本发明设置两个定标点，消除电制动力调整阶段对速度控制的误差，在不影响车辆运行效率的前提下，大大提高了对标精确度。
相应地，本发明还提供了一种轨道交通车辆停车控制***，包括：
电制动力调整模块，用于在每一个制动时间点，根据车辆的实际速度与基准速度的偏差值，实时调整车辆运行电制动力；
空气制动力调整模块，用于当车辆实际速度降至Vt时，卸载电制动力，使用空气制动到达停车点。
进一步地，本发明的所述电制动力调整模块包括：
电制动力计算单元，用于在车辆到达停车区间起始点时，根据此时车辆的实际速度，即制动初速度V0，以及速度Vt，计算出制动减速度a0，根据所述制动减速度a0，计算电制动力F0；
计算单元，用于计算车辆在第i个制动时间点的速度Vi与基准速度V0i的差值△V＝Vi-V0i；
判断单元，用于执行如下操作：若△V≤-m*Vi或△V≤-3km/h，则调整电制动力为Fi＝F0-n*F0；若△V≥m*Vi或△V≥3km/h，则调整电制动力为Fi＝F0+n*F0；若-m*Vi＜△V＜m*Vi，或-3km/h＜△V＜3km/h，则不调整电制动力；其中，k＝i≥1。通常的，m取值为0.05,n取值为0.02。
本发明所述空气制动力调整模块包括：
划分单元，用于将距离停车点L米的停车段划分为N段；该L米是指车辆实际速度降至Vt时车辆所处位置距离停车点的距离；
制动缸压力调整单元，用于在每段的起始点调整制动缸压力，直至车辆到达停车点；
优选地，N＝2；所述划分单元将所述车辆实际速度降至Vt时的位置设为第一定标点，所述第一定标点和停车点之间设置第二定标点；
所述制动缸压力调整单元在所述第一定标点，设置制动缸的预压力值为30kPa～40kPa；在所述第二定标点，控制所述制动缸压力为全制动压力的75％。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明将停车控制分两个阶段，在第一阶段设定虚拟标定点，并根据虚拟标定点位置速度与基准速度的偏差值，实时调整制动力。在第二阶段设定停车点前端滑行段，车辆到达对标点后，采用卸力方式行进，最终使用空气制动精准停车。本发明可以极大地提高电制动和空气制动的控制精度，防止停车时出现冲标和欠标现象，提高车辆运行效率。
附图说明
图1为本发明的停车标定示意图；
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的停车标定过程如下：
本发明分为两个阶段，即第一控制阶段和第二控制阶段。第一控制阶段为减速阶段，其为将初始速度精确降低到目标速度。第二阶段为精准停车阶段。
从图1可以看出，本发明停车区间(停车区间起始点到停车点之间的区间)起始点到对标点1(即第一定标点)之间的区间对应第一控制阶段，对标点1至停车点之间的区间对应第二控制阶段。
本发明所指的停车区间起始点，是指车辆开始制动(即车辆控制***发出制动信号)时车辆所在位置。停车点是指车辆速度为0时车辆所在位置(车辆停站的时候，车辆不同的位置，都应该停在对应的停车点)。
第一控制阶段设置有虚拟标定点，虚拟标定点的设置数量越多，控制越精确；本发明设置的虚拟标定点以制动时间来取值，选取的制动时间点数量即为虚拟标定点的数量。通常的，可以选取2至3秒的制动时间间隔确定虚拟标定点间距，即，每隔2至3秒设置一个虚拟标定点。每个虚拟标定点均有一个虚拟标定速度值V01。虚拟标定速度值V01是根据制动初速度V0、制动时间T和初始设定的制动减速度a0计算出的速度值。虚拟标定速度值V01等于停车初始速度V0减去减速度a0与制动时间T的差，即：V01＝V0-a0*T。
第二控制阶段设置有对标点1和对标点2。对标点1距离停车终点距离为1m，对标点2距离停车终点距离为0.2m，以消除第一阶段对速度控制的误差，此外设置2个定标点，比较容易实现控制。在车辆达到对标点1时，车辆施加30kPa～40kPa空气制动力(设置30kPa～40kPa主要为消除空气制动施加的响应时间，且不产生实际空气制动力)。在车辆达到对标点2时，车辆施加75％的常用全制动力，消除第一阶段基于速度控制可能出现的误差。这样尽量将电制动和空气制动分开(第一阶段为利用电制动调速，第二阶段为利用空气制动实现最终停车。车辆电制动的能力一般只能在车辆速度大于2km/h才会有，在速度低于5km/h左右时，电制动能力就下降，因此本实施例设置75％的常用全制动力)。
如图2所示，本发明的具体控制流程如下：
车辆到达停车区间时，根据此时速度V0，计算出到定标点1(第一定标点)速度降至Vt(Vt＝2km/h，这个值通常是车辆电制动力完全退出，或者说车辆没有电制动能力的速度点)所需的平均减速度a0，再根据所需平均减速度a0，计算所需电制动力F0；当车辆达到虚拟标定点1(第一虚拟标定点，n1)时，计算实际车速V1与标定速度(基准速度)V01的差值△V＝V1-V01，如差值△V≤-0.05*V1或-3km/h，则减少电制动力，减少值为0.02*F0；如差值△V≥0.05*V1或3km/h，则增加电制动力，增加值为0.02*F0；否则不进行电制动力的调整。依照上述流程，进行第二虚拟标定点(n2)及其余多个虚拟标定点的控制，直至车辆到达定标点1，且此时的车辆速度约为Vt，通常的，车辆以Vt滑行至停车点的时间为2s，因此，Vt通常取2km/h较为合适。
车辆到达定标点1后，立即卸载电制动力、建立(设置)制动缸预压力(预压力是指用于消除基础制动装置行程和复位弹簧的压力)，预压力值为30kPa～40kPa，且此时车辆滑行。当车辆滑行达到定标点2(第二定标点)时，控制制动缸压力达到75％的常用全制动(即使制动缸压力为全制动压力的75％)，完成对标停车。
本发明的另一实施例提供了一种轨道交通车辆停车控制***，包括：
电制动力调整模块，用于在每一个制动时间点，根据车辆的实际速度与基准速度的偏差值，实时调整车辆运行电制动力；
其中，电制动力调整模块包括以下单元：
电制动力计算单元，用于在车辆到达停车区间起始点时，根据此时车辆的实际速度，即制动初速度V0，以及速度Vt，计算出制动减速度a0，根据所述制动减速度a0，计算电制动力F0；
计算单元，用于计算车辆在第i个制动时间点的速度Vi与基准速度V0i的差值△V＝Vi-V0i；
判断单元，用于执行如下操作：若△V≤-m*Vi或△V≤-3km/h，则调整电制动力为Fi＝F0-n*F0；若△V≥m*Vi或△V≥3km/h，则调整电制动力为Fi＝F0+n*F0；若-m*Vi＜△V＜m*Vi，或-3km/h＜△V＜3km/h，则不调整电制动力；通常的，m取值为0.05，n取值为0.02。
上述每一个制动时间点对应一个虚拟标定点，所述车辆在每个所述虚拟标定点的实际速度V01＝V0-a0*T；其中，V0为制动初速度；a0为设定的制动减速度；T为制动时间；优选地，相邻两个虚拟标定点之间的制动时间间隔为2～3秒。
空气制动力调整模块，用于当车辆实际速度降至Vt时，卸载电制动力，使用空气制动到达停车点；
具体地，本实施例的空气制动力调整模块包括：
划分单元，用于将距离停车点L米的停车段划分为N段；该L米是指车辆实际速度降至Vt时车辆所处位置距离停车点的距离；
制动缸压力调整单元，用于在每段的起始点调整制动缸压力，直至车辆到达停车点；
本实施例中，N＝2，即设置两个定标点；所述划分单元将所述车辆实际速度降至Vt时的位置设为第一定标点，所述第一定标点和停车点之间设置第二定标点；
本发明的制动缸压力调整单元在所述第一定标点，设置制动缸的预压力值为30kPa～40kPa；在所述第二定标点，控制所述制动缸压力为全制动压力的75％。
本发明的实施例中，可以通过轨道交通车辆的控制***调整电制动力和控制制动缸的压力。
Claims (10)
1.一种轨道交通车辆停车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在每一个制动时间点，根据车辆的实际速度与基准速度的偏差值，实时调整车辆运行电制动力；
S2、当车辆实际速度降至Vt时，卸载电制动力，使用空气制动到达停车点；
步骤S2的具体实现过程包括：
A)设车辆实际速度降至Vt时车辆所处位置距离停车点L米，将该L米划分为N段；
B)在每段的起始点调整制动缸压力，直至车辆到达停车点。
2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆停车控制方法，其特征在于，步骤S1的具体实现过程包括：
1)车辆到达停车区间起始点时，根据制动初速度V0以及速度Vt，计算出制动减速度a0，根据所述制动减速度a0，计算电制动力F0；
2)计算车辆在第i个所述制动时间点的速度Vi与基准速度V0i的差值△V=Vi-V0i，若△V≤-m*Vi或△V≤-3km/h，则调整电制动力为Fi=F0-n*F0；若△V≥m*Vi或△V≥3km/h，则调整电制动力为Fi=F0+n*F0；若-m*Vi＜△V ＜m*Vi，或-3km/h＜△V ＜3km/h，则不调整电制动力；m，n均为常数；
3)对于其余所述制动时间点，重复上述步骤2），直至车辆到达距离停车点L米的位置。
3.根据权利要求1或2所述的轨道交通车辆停车控制方法，其特征在于，每一个所述制动时间点对应一个虚拟标定点，所述车辆在每个所述虚拟标定点的基准速度为V0i，V0i=V0-a0*T；其中，V0为制动初速度；a0为制动减速度；T为制动时间。
4.根据权利要求3所述的轨道交通车辆停车控制方法，其特征在于，相邻两个虚拟标定点之间的制动时间间隔为2～3秒。
5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆停车控制方法，其特征在于，N=2；将所述车辆实际速度降至Vt时的位置设为第一定标点，所述第一定标点和停车点之间设置第二定标点；在所述第一定标点，设置制动缸的预压力值为30kPa～40kPa；在所述第二定标点，控制所述制动缸压力为全制动压力的75%。
6.一种轨道交通车辆停车控制***，其特征在于，包括：
电制动力调整模块，用于在每一个制动时间点，根据车辆的实际速度与基准速度的偏差值，实时调整车辆运行电制动力；
空气制动力调整模块，用于当车辆实际速度降至Vt时，卸载电制动力，使用空气制动到达停车点；
所述空气制动力调整模块包括：
划分单元，用于将距离停车点L米的停车段划分为N段；该L米是指车辆实际速度降至Vt时车辆所处位置距离停车点的距离；
制动缸压力调整单元，用于在每段的起始点调整制动缸压力，直至车辆到达停车点。
7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆停车控制***，其特征在于，所述电制动力调整模块包括：
电制动力计算单元，用于在车辆到达停车区间起始点时，根据制动初速度V0，以及速度Vt，计算出制动减速度a0，根据所述制动减速度a0，计算电制动力F0；
计算单元，用于计算车辆在第i个制动时间点的速度Vi与基准速度V0i的差值△V= Vi-V0i；
判断单元，用于执行如下操作：若△V≤-m*Vi或△V≤-3km/h，则调整电制动力为Fi=F0-n*F0；若△V≥m*Vi或△V≥3km/h，则调整电制动力为Fi=F0+n*F0；若-m*Vi＜△V ＜m*Vi，或-3km/h＜△V ＜3km/h，则不调整电制动力；其中，i≥1。
8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆停车控制***，其特征在于，每一个所述制动时间点对应一个虚拟标定点，所述车辆在每个所述虚拟标定点的基准速度为V0i，V0i=V0-a0*T；其中，V0为制动初速度；a0为设定的制动减速度；T为制动时间。
9.根据权利要求8所述的轨道交通车辆停车控制***，其特征在于，相邻两个虚拟标定点之间的制动时间间隔为2～3秒。
10.根据权利要求6～9之一所述的轨道交通车辆停车控制***，其特征在于，
N=2；所述划分单元将所述车辆实际速度降至Vt时的位置设为第一定标点，所述第一定标点和停车点之间设置第二定标点；
所述制动缸压力调整单元在所述第一定标点，设置制动缸的预压力值为30kPa～40kPa；在所述第二定标点，控制所述制动缸压力为全制动压力的75%。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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