轨道交通车辆停车控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种轨道交通车辆停车控制方法及系统，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。

权利要求

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系统，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系统，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系统，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系统，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系统，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%。

说明书

轨道交通车辆停车控制方法及系统

技术领域

[0001] 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系统。

背景技术

[0002] 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系
统根据车辆的位置，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。

[0003] 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

[0004] 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系统，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。

[0005] 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：

[0006] 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；

[0007] 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。

[0008] 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。

[0009] 上述步骤S1的具体实现过程包括：

[0010] 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；

[0011] 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；

[0012] 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。

[0013] 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。

[0014] 本发明分段调整电制动力，进一步提高控制精度。

[0015] 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。

[0016] 上述步骤S2的具体实现过程包括：

[0017] 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；

[0018] B)在每段的起始点调整制动缸压力，直至车辆到达停车点。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 相应地，本发明还提供了一种轨道交通车辆停车控制系统，包括：

[0022] 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；

[0023] 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。

[0024] 进一步地，本发明的所述电制动力调整模块包括：

[0025] 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；

[0026] 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；

[0027] 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。

[0028] 本发明所述空气制动力调整模块包括：

[0029] 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；

[0030] 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；

[0031] 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；

[0032] 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％。

[0033] 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

[0034] 图1为本发明的停车标定示意图；

[0035] 图2为本发明的控制流程图。

具体实施方式

[0036] 如图1所示，本发明的停车标定过程如下：

[0037] 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。

[0038] 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。

[0039] 本发明所指的停车区间起始点，是指车辆开始制动(即车辆控制系统发出制动信号)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)。

[0040] 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。

[0041] 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)。

[0042] 如图2所示，本发明的具体控制流程如下：

[0043] 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。

[0044] 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。

[0045] 本发明的另一实施例提供了一种轨道交通车辆停车控制系统，包括：

[0046] 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；

[0047] 其中，电制动力调整模块包括以下单元：

[0048] 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；

[0049] 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；

[0050] 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。

[0051] 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。

[0052] 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；

[0053] 具体地，本实施例的空气制动力调整模块包括：

[0054] 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；

[0055] 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；

[0056] 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；

[0057] 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％。

[0058] 本发明的实施例中，可以通过轨道交通车辆的控制系统调整电制动力和控制制动缸的压力。