CN111994056A - 一种城轨列车的制动力分配方法，装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种城轨列车的制动力分配方法，装置及系统。制动力分配方法包括以下步骤：获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；在总电制动能力小于总制动力目标时，列车制动系统为全部动车分配总电制动能力，列车制动系统为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。本申请实施例解决了城轨列车发现滑行的几率较高的技术问题。

Description

一种城轨列车的制动力分配方法，装置及系统

技术领域

本申请涉及城轨列车技术领域，具体地，涉及一种城轨列车的制动力分配方法，装置及系统。

背景技术

粘着状态是列车实际运用中的状态。列车制动时车轮在钢轨上滚动，由于车辆重力的作用，车辆与钢轨的接触处为一椭圆形的小面积。此时轮轨接触处既不是静止状态也不是滑动状态，而是“静中有微动”或“滚中有微滑”的状态，在铁路术语中用“粘着”来称呼这种状态。由于正压力而保持动轮与钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”。粘着状态下的静摩擦力又称为粘着力。依靠粘着的车轮与钢轨粘着点之间的粘着力来实现列车的制动，称为粘着制动。列车采用粘着制动时，能够获得的最大制动力不会大于粘着力。

滑行状态是列车极力避免的状态。车轮在钢轨上滑行，列车出现滑行状态后，车轮在列车未停住前即被闸瓦抱死，在钢轨上滑行。由于动摩擦系数远小于静摩擦系数，因此，一旦发生这种工况，制动力将大大减小，制动距离就会延长；同时，车轮在钢轨上长距离滑行，将导致车轮踏面的划伤，因此，是必须杜绝的事故状态。

因此，城轨列车发现滑行的几率较高，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例提供了一种城轨列车的制动力分配方法，装置及系统，以解决城轨列车发现滑行的几率较高的技术问题。

本申请实施例提供了一种城轨列车的制动力分配方法，包括如下步骤：

获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；

在总电制动能力小于总制动力目标时，列车制动系统为全部动车分配总电制动能力，列车制动系统为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。

本申请实施例还提供以下技术方案：

一种城轨列车的制动力分配装置，包括：

获取模块，用于获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；

一级空气制动力分配模块，用于在总电制动能力小于总制动力目标时，为全部动车分配总电制动能力，为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。

本申请实施例还提供以下技术方案：

一种城轨列车的制动力分配系统，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的制动力分配方法。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

利用了城轨列车的中间车的粘着系数大于头车的粘着系数，即中间车比头车更不易发生滑动。在总电制动能力小于总制动力目标时，列车牵引系统为全部动车分配总电制动能力，列车制动系统为中间车平均分配一级空气制动力。因为中间车的粘着系数比头车大，在头车和尾车是拖车的情况下，本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，容易发生滑行的头车既没有施加电制动力也没有施加空气制动力，不容易发生滑行的中间车施加电制动力和空气制动力，因而，降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。在头车和尾车是动车的情况下，本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，容易发生滑行的头车仅仅施加电制动力而不施加空气制动力，不容易发生滑行的中间车施加电制动力和/或空气制动力，因而，降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法的制动力分配的流程图；

图2为本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法的头车和尾车是拖车头车发生空气制动滑行时的止滑的流程图；

图3是本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法适用于头车和尾车是拖车城轨列车的示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法的制动力分配的流程图。如图1所示，本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法，包括如下步骤：

步骤S100：获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；

列车牵引系统通过列车网络系统将总电制动能力反馈给列车制动系统；

列车制动系统比较总电制动能力和总制动力目标，比较之后会出现两种情况：

步骤S210：第一种情况：在总电制动能力小于总制动力目标时，列车制动系统为全部动车分配总电制动能力，列车制动系统为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。

步骤S220：第二种情况：在总电制动能力大于等于总制动力目标时，列车制动系统将总制动力目标分配给全部动车，全部动车按照总制动力目标进行制动，不需要空气制动进行补充；即此时全部动车能够提供足够的电制动力能够达到总制动力目标，由全部动车实现制动即可。

即此时全部动车提供的总电制动能力达不到总制动力目标，需要空气制动力进行补充，补充的方式是将一级空气制动力平均分配到各个中间车。

本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，利用了城轨列车的中间车的粘着系数大于头车的粘着系数，即中间车比头车更不易发生滑动。在总电制动能力小于总制动力目标时，列车牵引系统为全部动车分配总电制动能力，列车制动系统为中间车平均分配一级空气制动力。因为中间车的粘着系数比头车大，在头车和尾车是拖车的情况下，本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，容易发生滑行的头车既没有施加电制动力也没有施加空气制动力，不容易发生滑行的中间车施加电制动力和空气制动力，因而，降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。在头车和尾车是动车的情况下，本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，容易发生滑行的头车仅仅施加电制动力而不施加空气制动力，不容易发生滑行的中间车施加电制动力和/或空气制动力，因而，降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。

此时，城轨列车按照为全部动车分配总电制动能力，为中间车平均分配一级空气制动力，进行制动，随着制动的进行。如图1所示，制动力分配方法还包括以下步骤：

比较列车的实际总制动力和总制动力目标，比较之后会出现两种情况：

步骤S310：在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，列车制动系统将二级空气制动力平均分配到端车，使得列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标；其中，二级空气制动力等于总制动力目标和实际总制动力的差值。

这样，在中间车按照一级空气制动力平均分配给各个中间车的方式进行空气制动进行补充空气制动的情况下，列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标，继续将二级空气制动力平均分配到端车，端车继续进行补充空气制动。即补充空气制动优先由中间车进行，在中间车补充空气制动仍不能达到列车的总制动力目标时，再由端车进行进一步的补充空气制动。降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。

步骤S320：在列车的实际总制动力等于列车的总制动力目标时，保持为全部动车分配总电制动能力，保持为中间车平均分配一级空气制动力。

此时，头车和尾车不需要补充空气制动。

以上，本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，是降低城轨列车发生滑行的几率的制动力分配方法。即具有预防滑行功能的制动力分配方法，最大可能的避免滑行。

下面对本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，在已经发生滑行的情况下的消除滑行的方法，该方法既能消除滑行，又能实现列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标，从而保证列车的制动距离。本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，还包括如下步骤：

在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。

在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，首先要降低滑行车辆的制动力消除滑行，即第一时间消除滑行，之后，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，在这个预设的滑行时制动力分配规则中，是要保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。这样，才能保证列车的制动距离。

具体的，在城轨列车正常的时候，列车网络系统在采集到制动手柄的制动指令后，将制动指令分别传输给列车牵引系统和列车制动系统。两者再根据制动指令转换为制动减速度a，列车牵引系统计算出列车全部动车能够提供的总电制动能力。列车制动系统则根据减速度a和当前的车重，计算出列车的总制动力目标。

具体的，列车牵引系统将施加的实际电制动力通过网络系统反馈给制动系统。

在滑行过程中，由于车轮与轨道之间的相对摩擦，相应地改变了轨道的恶劣环境，从而使轮轨之间的黏着系数相应增大。一般来说，在运行过程中，前进方向的头车轮轨粘着系数最差，而中间车的粘着系数由于头车轮轨摩擦的改善，要相对较好。本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，利用的正是城轨列车的中间车的粘着系数大于头车的粘着系数，即中间车比头车更不易发生滑动。

而在检测滑行过程中，列车牵引系统一般会较快于列车制动系统检测到车辆的滑行。

实施例二

本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，是在本申请实施例一基础之上的制动力分配方法。

本申请实施例是在城轨列车的头车和尾车是拖车的情况下的制动力分配方法。

实施中，在头车和尾车是拖车的情况下，制动力分配方法执行到在总电制动能力小于总制动力目标时，为全部动车分配总电制动能力，为中间车平均分配一级空气制动力这一步骤时，列车的实际制动力都是由中间车提供的，头车和尾车不提供实际制动力。

在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，将二级空气制动力平均分配到端车，具体包括：

在λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取N_{中间总粘着力最大值},N_{中间总粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车实际的总粘着力最大值；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，列车的实际总制动力等于N_{中间总粘着力最大值}；即此时列车的实际总制动力是由中间车提供的，列车的实际总制动力等于N_{中间总粘着力最大值}；

在N_{中间总粘着力最大值}＜Z_{总制动力目标}时，列车制动系统将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{总制动力目标}-N_{中间总粘着最大值}，Z_{总制动力目标}是列车的总制动力目标。

以上，是针对城轨列车的头车和尾车是拖车的情况下，制动力分配方法降低了城轨列车发生滑行的几率，起到了预防滑行的目的。

下面，针对城轨列车的头车和尾车是拖车的情况下，发生滑行后制动力分配方法对制动力的分配。

头车和尾车是拖车，且头车和尾车不补充空气制动力的情况：此时头车和尾车既不施加电制动力，也不施加空气制动力，头车不会发生滑行。

图2为本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法的头车和尾车是拖车头车发生空气制动滑行时的止滑的流程图；图3是本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配方法适用于头车和尾车是拖车城轨列车的示意图。头车和尾车是拖车，且头车和尾车补充空气制动力的情况：此时头车仅仅施加空气制动力。在这种情况下，在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标的步骤，具体包括：

步骤S510：在头车制动系统检测到施加空气制动力的头车发生空气制动滑行时，头车制动系统将头车施加的空气制动力降低至头车的止滑空气制动力K_头车止滑；其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

步骤S520：列车制动系统将头车减少的空气制动力F_头车减少分配给尾车，

λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值，在预设时，将该值设置的较小，保证在列车预设的粘着止滑值运行时，头车一定能够停止滑动。这样，头车减少的空气制动力F_头车减少补充到尾车。这样，就是将滑行的头车空气制动力降低，降低到一定能消除滑行的程度；本申请实施例的制动力分配方法，作为一个发明点，就是将头车减少的空气制动力F_头车减少补充到尾车，这样做的好处在于保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标，保证制动距离。

实施中，列车制动系统将头车减少的空气制动力F_头车减少分配给尾车的步骤之后，还包括如下步骤；

步骤S531：在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车粘着力最大值}，N_{尾车粘着力最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，F_{尾车粘着力最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

列车制动系统将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，其中K_止滑一级＝Z_{总制动力目标}-D_{总电制动能力}-K_{头车止滑空气制动}-N_{尾车粘着力最大值}。

这样，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。这样，才能保证列车的制动距离。

步骤S532：在λ_尾车实际增大且始终小于λ_最大值时，保持将头车减少的空气制动力分配给尾车即可。

实施中，在头车和尾车是拖车的情况下，还包括如下步骤：

在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时，列车网络系统计算出为滑行的中间动车分配的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g，发送至列车牵引系统和列车制动系统；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；具体的，在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时，则反馈给列车网络系统；列车网络系统则根据当前的制动减速度a，计算出当前的粘着着系数需求λ_中间滑＝a/g，然后再计算H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g，并将该电制动力分别发送给列车牵引系统和列车制动系统，当前的制动减速度a是列车网络系统根据当前的制动指令计算得到的；

列车牵引系统为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，列车制动系统为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

中间动车发生滑行时，为滑行的中间动车分配的电制动力H_{滑行中间动车}，是与滑行的中间动车的粘着系数需求相匹配的，使得各个车辆的粘着需求均相等。

实施中，制动力分配方法还包括如下步骤：

在检测到施加空气制动力的头车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到中间动车发生滑行时，按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配；

在检测到中间动车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到施加空气制动力的头车发生滑行时，先按照检测到中间动车发生滑行对应的步骤进行制动力分配，再按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配。

即到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤的优先级较高。

实施例三

本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，是在本申请实施例一基础之上的制动力分配方法。

本申请实施例是在城轨列车的头车和尾车是动车的情况下，制动力分配方法，那么，在本申请实施例一的制动力分配方法的步骤之后，城轨列车的制动力由头车，尾车和中间车共同提供。

本申请实施例的城轨列车的制动力分配方法，是在本申请实施例一基础之上的制动力分配方法。

本申请实施例是在城轨列车的头车和尾车是动车的情况下，制动力分配方法在总电制动能力小于总制动力目标时，为全部动车分配总电制动能力，为中间车平均分配一级空气制动力的步骤之后，城轨列车的制动力全部是由头车，尾车和中间车共同提供的。

实施中，在头车和尾车是动车的情况下，在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，将二级空气制动力平均分配到端车，具体包括：

λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，T_{端车实际电制动}是端车施加的实际电制动力，N_{中间粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车施加的实际总粘着力最大值；

在T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}＜Z_{目标总制动}，列车制动系统将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{目标总制动力}-N_{中间粘着力最大值}-T_{端车实际电制动}。

在端车施加的实际电制动力和中间车施加的实际总粘着力最大值之和仍小于Z_{目标总制动}，就是端车施加的实际电制动力和中间车施加的实际总制动力无法达到制动目标Z_{目标总制动}时，则头车和尾车继续补充空气制动力，补充的方式是将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车。

具体的，λ_最大值是列车预设的粘着系数最大值。λ_中间实际超过λ_最大值时，被认为是有产生滑行的风险。

实施中，在头车和尾车是动车的情况下，在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标的步骤，具体包括：

在头车牵引系统检测到头车发生电制动滑行，头车牵引系统将头车的电制动力降低至头车的止滑制动力K_头车止滑，其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

列车制动系统将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车其中，

λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值，在预设时，将该值设置的较小，保证在列车预设的粘着止滑值运行时，头车一定能够停止滑动。这样，头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车。这样，就是将滑行的头车制动力降低，降低到一定能消除滑行的程度；本申请实施例的制动力分配方法，作为一个发明点，就是将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车，这样做的好处在于保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标，保证制动距离。头车减少的制动力时，优先减少头车的电制动力，不足的，再减少头车的空气制动力。

实施中，列车制动系统将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车之后，还包括如下步骤：

在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车实际粘着最大值}；其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，N_{尾车实际粘着最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，F_{尾车实际粘着最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

列车制动系统将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，K_一级止滑＝Z_{目标总制动力}-K_头车止滑-N_{尾车实际粘着最大值}-N_{中间粘着实际值}；其中，N_{中间粘着实际值}是中间车的实际粘着系数对应的中间车施加的实际总粘着力。

这样，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。这样，才能保证列车的制动距离。头车和尾车为动车时，优先施加电制动力后，剩余的空气制动力再分配到中间车。第一种情况，一般来说，中间车的粘着系数不会达到最大值，此时头车滑行，尾车的粘着系数达到预设的粘着系数最大值后，则可以按照上述公式进行计算。第二种情况，如果此时中间车直接到了预设的粘着系数最大值，那么剩余的空气制动力则分配到头车和尾车，如果此时头车滑行，只能将头车减少的制动力补充到尾车，直至尾车达到粘着系数最大值。如果还超出尾车的粘着系数最大值，则将无法再分配到中间车，只能是整车的总制动力会有部分减少。

实施中，在头车和尾车是动车的情况下，还包括如下步骤：

在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时；列车网络系统计算出为滑行的中间动车分配的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g，发送至列车牵引系统和列车制动系统；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

列车牵引系统为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，列车制动系统为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

中间动车发生滑行时，为滑行的中间动车分配的电制动力H_{滑行中间动车}，是与滑行的中间动车的粘着系数需求相匹配的，使得各个车辆的粘着需求均相等。

实施中，制动力分配方法还包括如下步骤：

在检测到施加空气制动力的头车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到中间动车发生滑行时，按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配；

在检测到中间动车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到施加空气制动力的头车发生滑行时，先按照检测到中间动车发生滑行对应的步骤进行制动力分配，再按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配。

实施例四

本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配装置，包括：

获取模块，用于获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；

一级空气制动力分配模块，用于在总电制动能力小于总制动力目标时，为全部动车分配总电制动能力，为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。

实施中，制动力分配装置，还包括：

二级空气制动力分配模块，用于在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，将二级空气制动力平均分配到端车；其中，二级空气制动力等于总制动力目标和实际总制动力的差值。

实施中，制动力分配装置，还包括：

消除滑行模块，用于在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。

在头车和尾车是拖车的情况下：

实施中，制动力分配装置，还包括：

所述二级空气制动力分配模块包括：

实际总制动力获取第一子模块，用于在头车和尾车是拖车的情况下，在λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取N_{中间总粘着力最大值},N_{中间总粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车实际的总粘着力最大值；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，列车的实际总制动力等于N_{中间总粘着力最大值}；

二级空气制动力分配第一子模块，用于在N_{中间总粘着力最大值}＜Z_{总制动力目标}时，将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{总制动力目标}-N_{中间总粘着最大值}，Z_{总制动力目标}是列车的总制动力目标。

实施中，所述消除滑行模块包括：

滑动头车分配第一子模块，用于在头车和尾车是动车的情况下，在头车制动系统检测到施加空气制动力的头车发生空气制动滑行时，头车施加的空气制动力降低至头车的止滑空气制动力K_头车止滑；其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

尾车分配第一子模块，用于在将头车减少的空气制动力F_头车减少分配给尾车，

实施中，所述消除滑行模块还包括：

尾车粘着力获取第一子模块，用于在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车粘着力最大值}，N_{尾车粘着力最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，F_{尾车粘着力最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

止滑一级分配第一子模块，用于将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，其中K_止滑一级＝Z_{总制动力目标}-D_{总电制动能力}-K_{头车止滑空气制动}-N_{尾车粘着力最大值}。

实施中，所述消除滑行模块还包括：

中间车分配第一子模块，用于在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时，列车网络系统计算出为滑行的中间动车的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

各车分配第一子模块，用于为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

在头车和尾车是动车的情况下：

实施中，所述二级空气制动力分配模块包括：

实际总制动力获取第二子模块，用于在头车和尾车是动车的情况下，λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，T_{端车实际电制动}是端车施加的实际电制动力，N_{中间粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车施加的实际总粘着力最大值；

二级空气制动力分配第二子模块，用于在T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}＜Z_{目标总制动}，将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{目标总制动力}-N_{中间粘着力最大值}-T_端车实际_电制动。

实施中，所述消除滑行模块包括：

滑动头车分配第二子模块，用于在头车和尾车是动车的情况下，在头车牵引系统检测到头车发生电制动滑行，头车牵引系统将头车的电制动力降低至头车的止滑制动力K_头车止滑，其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

尾车分配第二子模块，用于在将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车。

实施中，所述消除滑行模块还包括：

尾车粘着力获取第二子模块，用于在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车实际粘着最大值}；其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，N_{尾车实际粘着最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，F_{尾车实际粘着最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

止滑一级分配第二子模块，将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，K_一级止滑＝Z_{目标总制动力}-*-N_{头车止滑空气制动}-N_{尾车实际粘着最大值}。

实施中，所述消除滑行模块还包括：

中间车分配第二子模块，用于在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时；列车网络系统计算出为滑行的中间动车的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

各车分配第二子模块，用于为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

实施例五

本申请实施例的一种城轨列车的制动力分配系统，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如实施例一所述的制动力分配方法。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (25)

1.一种城轨列车的制动力分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；

在总电制动能力小于总制动力目标时，列车制动系统为全部动车分配总电制动能力，列车制动系统为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。

2.根据权利要求1所述的制动力分配方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，列车制动系统将二级空气制动力平均分配到端车；其中，二级空气制动力等于总制动力目标和实际总制动力的差值。

3.根据权利要求2所述的制动力分配方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。

4.根据权利要求3所述的制动力分配方法，其特征在于，在头车和尾车是拖车的情况下，在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，将二级空气制动力平均分配到端车，具体包括：

在λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取N_{中间总粘着力最大值},N_{中间总粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车实际的总粘着力最大值；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，列车的实际总制动力等于N_{中间总粘着力最大值}；

在N_{中间总粘着力最大值}＜Z_{总制动力目标}时，列车制动系统将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{总制动力目标}-N_{中间总粘着最大值}，Z_{总制动力目标}是列车的总制动力目标。

5.根据权利要求4所述的制动力分配方法，其特征在于，在头车和尾车是拖车的情况下，在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标的步骤，具体包括：

在头车制动系统检测到施加空气制动力的头车发生空气制动滑行时，头车制动系统将头车施加的空气制动力降低至头车的止滑空气制动力K_头车止滑；其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

列车制动系统将头车减少的空气制动力F_头车减少分配给尾车，

6.根据权利要求5所述的制动力分配方法，其特征在于，列车制动系统将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车的步骤之后，还包括如下步骤；

在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车粘着力最大值}，N_{尾车粘着力最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，F_{尾车粘着力最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

列车制动系统将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，其中K_止滑一_级＝Z_{总制动力目标}-D_{总电制动能力}-K_{头车止滑空气制动}-N_{尾车粘着力最大值}。

7.根据权利要求6所述的制动力分配方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时；列车网络系统计算出滑行的中间动车的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g，发送至列车牵引系统和列车制动系统；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

列车牵引系统为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，列车制动系统为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

8.根据权利要求7所述的制动力分配方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在检测到施加空气制动力的头车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到中间动车发生滑行时，按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配；

在检测到中间动车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到施加空气制动力的头车发生滑行时，先按照检测到中间动车发生滑行对应的步骤进行制动力分配，再按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配。

9.根据权利要求3所述的制动力分配方法，其特征在于，在头车和尾车是动车的情况下，在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，将二级空气制动力平均分配到端车，具体包括：

λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，T_{端车实际电制动}是端车施加的实际电制动力，N_{中间粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车施加的实际总粘着力最大值；

在T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}＜Z_{目标总制动}，列车制动系统将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{目标总制动力}-N_{中间粘着力最大值}-T_{端车实际电制动}。

10.根据权利要求9所述的制动力分配方法，其特征在于，在头车和尾车是动车的情况下，在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标的步骤，具体包括：

在头车牵引系统检测到头车发生电制动滑行，头车牵引系统将头车的电制动力降低至头车的止滑制动力K_头车止滑，其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

列车制动系统将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车；其中，

11.根据权利要求10所述的制动力分配方法，其特征在于，列车制动系统将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车之后，还包括如下步骤：

在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车实际粘着最大值}；其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，N_{尾车实际粘着最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，F_{尾车实际粘着最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

列车制动系统将止滑一级空气制动力K_止滑一_级平均分配给中间车，K_一级止滑＝Z_{目标总制动力}-K_头车止滑-N_{尾车实际粘着最大值}-N_{中间粘着实际值}；其中，N_{中间粘着实际值}是中间车的实际粘着系数对应的中间车施加的实际总粘着力。

12.根据权利要求11所述的制动力分配方法，其特征在于，在头车和尾车是动车的情况下，还包括如下步骤：

在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时；列车网络系统计算出为滑行的中间动车分配的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g，发送至列车牵引系统和列车制动系统；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

列车牵引系统为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，列车制动系统为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

13.根据权利要求12所述的制动力分配方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在检测到施加空气制动力的头车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到中间动车发生滑行时，按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配；

在检测到中间动车发生滑行按照对应步骤进行制动力分配的过程中，又检测到施加空气制动力的头车发生滑行时，先按照检测到中间动车发生滑行对应的步骤进行制动力分配，再按照检测到施加空气制动力的头车发生滑行对应步骤进行制动力分配。

14.一种城轨列车的制动力分配装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取列车的总制动力目标和列车全部动车能够提供的总电制动能力；其中，所述总制动力目标由列车制动系统计算出，所述总电制动能力由列车牵引系统计算出；

一级空气制动力分配模块，用于在总电制动能力小于总制动力目标时，为全部动车分配总电制动能力，为中间车平均分配一级空气制动力；其中，一级空气制动力等于总制动力目标与总电制动能力的差值。

15.根据权利要求14所述的制动力分配装置，其特征在于，还包括：

二级空气制动力分配模块，用于在列车的实际总制动力达不到列车的总制动力目标时，将二级空气制动力平均分配到端车；其中，二级空气制动力等于总制动力目标和实际总制动力的差值。

16.根据权利要求15所述的制动力分配装置，其特征在于，还包括：

消除滑行模块，用于在检测到城轨列车的车辆发生滑行时，降低滑行车辆的制动力消除滑行，其他车辆按照预设的滑行时制动力分配规则分配制动力，保持列车的实际总制动力达到列车的总制动力目标。

17.根据权利要求16所述的制动力分配装置，其特征在于，所述二级空气制动力分配模块包括：

实际总制动力获取第一子模块，用于在头车和尾车是拖车的情况下，在λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取N_{中间总粘着力最大值},N_{中间总粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车实际的总粘着力最大值；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，列车的实际总制动力等于N_{中间总粘着力最大值}；

二级空气制动力分配第一子模块，用于在N_{中间总粘着力最大值}＜Z_{总制动力目标}时，将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{总制动力目标}-N_{中间总粘着最大值}，Z_{总制动力目标}是列车的总制动力目标。

18.根据权利要求17所述的制动力分配装置，其特征在于，所述消除滑行模块包括：

滑动头车分配第一子模块，用于在头车和尾车是动车的情况下，在头车制动系统检测到施加空气制动力的头车发生空气制动滑行时，头车施加的空气制动力降低至头车的止滑空气制动力K_头车止滑；其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

尾车分配第一子模块，用于在将头车减少的空气制动力F_头车减少分配给尾车，

19.根据权利要求18所述的制动力分配装置，其特征在于，所述消除滑行模块还包括：

尾车粘着力获取第一子模块，用于在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车粘着力最大值}，N_{尾车粘着力最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，F_{尾车粘着力最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

止滑一级分配第一子模块，用于将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，其中K_止滑一级＝Z_{总制动力目标}-D_{总电制动能力}-K_{头车止滑空气制动}-N_{尾车粘着力最大值}。

20.根据权利要求19所述的制动力分配装置，其特征在于，所述消除滑行模块还包括：

中间车分配第一子模块，用于在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时，列车网络系统计算出滑行的中间动车的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

各车分配第一子模块，用于为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

21.根据权利要求16所述的制动力分配装置，其特征在于，所述二级空气制动力分配模块包括：

实际总制动力获取第二子模块，用于在头车和尾车是动车的情况下，λ_中间实际增大到λ_最大值时，获取T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}；其中，λ_中间实际是中间车的实际粘着系数，λ_最大值是预设的粘着系数最大值，T_{端车实际电制动}是端车施加的实际电制动力，N_{中间粘着力最大值}是λ_中间实际等于λ_最大值时中间车施加的实际总粘着力最大值；

二级空气制动力分配第二子模块，用于在T_{端车实际电制动}+N_{中间粘着力最大值}＜Z_{目标总制动}，将二级空气制动力K_二级平均分配到头车和尾车；其中，K_二级＝Z_{目标总制动力}-N_{中间粘着力最大值}-T_{端车实际电制动}。

22.根据权利要求21所述的制动力分配装置，其特征在于，所述消除滑行模块包括：

滑动头车分配第二子模块，用于在头车和尾车是动车的情况下，在头车牵引系统检测到头车发生电制动滑行，头车牵引系统将头车的电制动力降低至头车的止滑制动力K_头车止滑，其中，K_头车止滑＝λ_止滑值×M_头车×g,λ_止滑值是列车预设的粘着止滑值,M_头车是头车的质量，g是重力加速度；

尾车分配第二子模块，用于在将头车减少的制动力F_头车减少补充到尾车。

23.根据权利要求22所述的制动力分配装置，其特征在于，所述消除滑行模块还包括：

尾车粘着力获取第二子模块，用于在λ_尾车实际增大到λ_最大值时，获取N_{尾车实际粘着最大值}；其中，λ_尾车实际是尾车的实际粘着系数，N_{尾车实际粘着最大值}是λ_尾车实际等于λ_最大值时尾车施加的实际总粘着力最大值，F_{尾车实际粘着最大值}＝λ_最大值×M_头车×g；

止滑一级分配第二子模块，将止滑一级空气制动力K_止滑一级平均分配给中间车，K_一级止滑＝Z_{目标总制动力}-*-N_{头车止滑空气制动}-N_{尾车实际粘着最大值}。

24.根据权利要求23所述的制动力分配装置，其特征在于，所述消除滑行模块还包括：

中间车分配第二子模块，用于在中间车牵引系统检测到中间动车发生电制动滑行时；列车网络系统计算出滑行的中间动车的电制动力H_{滑行中间动车}＝λ_中间滑×M_{滑行中间动车}×g；其中，λ_中间滑是滑行的中间动车的粘着系数需求，M_滑行动车是滑行动车的质量；

各车分配第二子模块，用于为各个动车分配取值H_{滑行中间动车}的电制动力，为各个车辆根据等粘着制动力分配方式分配空气制动力K_{中间空气制动}，K_{中间空气制动}＝Z_{目标总制动}-n×H_{滑行中间动车}，使各个车辆的粘着需求均相等。

25.一种城轨列车的制动力分配系统，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至13任一所述的制动力分配方法。

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