本发明涉及列车牵引控制技术领域，更具体的说，涉及一种重载货运列车平稳运行的控制方法及系统。
背景技术：
普通货运车辆为了便于列车通过曲线以及编组/解挂，车钩连接部位都会留有一定的自由间隙，而在某些状态下，列车牵引力/制动力变化较大时，该自由间隙的存在将导致重载列车产生严重的纵向冲动。
由于重载货运列车编组长、载重大，列车的驾驶操作难度大，且司机在驾驶时完全依靠以往经验，难以准确知晓列车当前状态。
而牵引力/电制力变化过快将导致列车纵向冲动甚至是断钩等严重事故的发生，严重影响列车运行安全，过慢则影响列车运行效率，容易导致列车晚点。
国内外对重载铁路运输的运行管理己有较多的研究成果，但针对性都比较强，传统列车平稳性控制只是针对某些特定地点对司机提出一些相应提示，导致列车实际平稳性控制效果较差。
中国发明cn201610216628.4公开了一种重载列车平稳操纵优化系统及方法，其可根据列车的运行数据及标准操纵曲线对司机的操纵进行实时的指导提示、或对所述标准操纵曲线进行优化以减小列车冲动。将列车实际操纵曲线与标准操纵曲线进行比较从而指导列车平稳运行的方法，若两者差异超出了限值，则提示司机，若在实际操纵曲线下列车冲动小于标准操纵曲线时则替换为标准操纵曲线。上述方法是将列车操纵与现有认为较优的操纵曲线进行对比，给出司机相应操纵提示，从而实现列车平稳运行，针对性较强，标准曲线的准确程度直接影响控制运行。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种重载货运列车平稳运行的控制方法及系统，解决现有技术的重载货运列车难以进行平稳运行控制的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种重载货运列车平稳运行的控制方法，包括以下步骤：
s1、实时检测列车状态或各车加速度；
s2、根据列车状态或各车加速度对牵引/电制力指令进行调整；
s3、发出牵引/电制力指令；
s4、根据接收的牵引/电制力指令，施加牵引/电制力于列车，控制列车的运行。
在一实施例中，所述步骤s1，进一步包括以下步骤：
s11、采集各车钩缓冲器状态参数值；
s12、通过分析处理各车钩缓冲器状态得出列车状态。
在一实施例中，所述步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以牵引力调节基准斜率为单位的斜率调节牵引力，调节斜率与拉伸状态的强度或各车加速度相对应。
在一实施例中，所述步骤s2中列车状态包括大拉伸、中拉伸、小拉伸和自由状态，进一步包括以下步骤：
列车状态为自由状态时，采用不超过牵引力调节基准斜率1倍的斜率调节牵引力；
列车状态为小拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率3倍的斜率调节。
在一实施例中，所述步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以电制动力调节基准斜率为单位的斜率调节电制动力，调节斜率与压缩状态的强度或各车加速度相对应。
在一实施例中，所述步骤s2中列车状态包括小压缩、中压缩、大压缩和自由状态，进一步包括以下步骤：
列车状态为自由状态时，采用不超过电制动力调节基准斜率1倍的斜率调节电制动力；
列车状态为小压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率3倍的斜率调节。
为了实现上述目的，本发明提供了一种重载货运列车平稳运行的控制系统，包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，用于执行所述指令以实现如上述任一项所述的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机指令，其中当计算机指令被处理器执行时，执行如上述任一项所述的方法。
本发明提出一种控制重载货运列车平稳运行的控制方法及系统，基于列车状态动态，以牵引力/电制力幅值及其变化率形成的调节斜率为调整基准做出牵引/电制力的调节，使得平稳性控制更为准确，在保证列车运行平稳性的同时实现力的快速调节，提升列车运行效率，保障列车运行安全。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明一实施例的重载货运列车平稳运行的控制方法流程图；
图2揭示了根据本发明一实施例的重载货运列车平稳运行的控制方法的详细流程图；
图3揭示了根据本发明一实施例的重载货运列车平稳运行的控制系统的框图。
图中各附图标记的含义如下：
301内部通信总线；
302处理器；
303只读存储器；
304随机存取存储器；
305通信端口；
306输入/输出；
307硬盘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
图1揭示了根据本发明一实施例的重载货运列车平稳运行的控制方法流程图，如图1所示，本发明提出了一种重载货运列车平稳运行的控制方法，包括以下步骤：
s1、实时检测列车状态或各车加速度；
s2、根据列车状态或各车加速度对牵引/电制力指令进行调整；
s3、发出牵引/电制力指令；
s4、根据接收的牵引/电制力指令，施加牵引/电制力于列车，控制列车的运行。
图2揭示了根据本发明一实施例的重载货运列车平稳运行的控制方法的详细流程图，结合图1和图2所示的重载货运列车平稳运行的控制方法，步骤s1进一步包括：
s11、采集各车钩缓冲器状态参数值；
s12、通过分析处理各车钩缓冲器状态得出列车状态。
通过对相关状态数据的处理，得出列车状态。相关状态数据包括但不限于车辆间隙、车钩力等状态参数值。
步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以牵引力调节基准斜率为单位的斜率调节牵引力，调节斜率与拉伸状态的强度或各车加速度相对应。
其中，调节斜率为牵引力幅值及其变化率形成。
列车整体处于拉伸状态时，同一编组列车在平直道路持续大牵引力加速状态下，列车中各车辆之间车钩会产生拉钩力，相邻车辆间的距离会比自由间隙大。
例如，列车完全处于拉伸状态，此时列车又需要提速，则可以较迅速的增大牵引力，如增大牵引力调节斜率，而不至于引起列车纵向冲动。
所述步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以电制动力调节基准斜率为单位的斜率调节电制动力，调节斜率与压缩状态的强度或各车加速度相对应。
其中，调节斜率为电制力幅值及其变化率形成。
列车整体处于压缩状态时，同一编组列车在平直道路持续大电制力减速状态下，列车中各车辆之间车钩会产生压钩力，相邻车辆间的距离会比自由间隙小。
例如，列车完全压缩状态，又恰好需要减速，则可以迅速的增大电制力，如增大电制力调节斜率，而不至于引起列车纵向冲动。
更进一步的，所述步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态，可以同时采用以牵引力调节基准斜率为单位的斜率调节牵引力，以电制动力调节基准斜率为单位的斜率调节电制动力。
例如，列车处于过度状态，又恰好需要牵引加速，则需要先缓慢增大牵引力，使列车状态平稳过渡，待过渡完成后再迅速增大牵引，实现列车快速提速。
为了进一步精确控制重载货运列车平稳运行，将列车状态分为7个等级，包括：大拉伸、中拉伸、小拉伸、自由状态、小压缩、中压缩、大压缩。
持续惰行(既无牵引力也无电制力)状态下，列车各车辆之间无相互作用力，列车整体处于自由状态。
上述分类方法，是根据拉伸程度和压缩程度进行了量化与分类，可以根据实际数据进行选择。
首先定义一个牵引力调节基准斜率；
列车状态为自由状态时，采用不超过牵引力调节基准斜率1倍的斜率调节牵引力；
列车状态为小拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率3倍的斜率调节。
同时定义一个电制动力调节基准斜率；
列车状态为自由状态时，采用不超过电制动力调节基准斜率1倍的斜率调节电制动力；
列车状态为小压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率3倍的斜率调节。
所述步骤s3进一步包括：
当前列车为自动驾驶模式时，依据列车当前实际速度以及目标速度，判断发出列车所需要牵引/电制力；
当列车为人工驾驶模式时，显示对应的调节斜率供司机参考。
所述步骤s4进一步包括：
根据接收的牵引/电制力指令，施加下一周期的目标牵引/电制力；
列车运行过程中受外力影响状态发生变化，进行下一轮的调节。
本实施例中基于列车状态的判断做出牵引/电制力的调节，在其他实施例中，也可以通过对列车中各车的加速度判断来调节牵引/电制力。
本发明提出的重载货运列车平稳运行的控制方法，既可以保证列车的平稳运行又能够实现快速调节，提高列车运行效率。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
图3是本发明一实施例的重载货运列车平稳运行的控制系统的框图，如图3所示的重载货运列车平稳运行的控制系统可包括内部通信总线301、处理器(processor)302、只读存储器(rom)303、随机存取存储器(ram)304、通信端口305、以及硬盘307。内部通信总线301可以实现重载货运列车平稳运行的控制系统组件间的数据通信。处理器302可以进行判断和发出提示。在一些实施例中，处理器302可以由一个或多个处理器组成。
通信端口305可以实现重载货运列车平稳运行的控制系统与外部的输入/输出设备之间进行数据传输与通信。在一些实施例中，重载货运列车平稳运行的控制系统可以通过通信端口305从网络发送和接收信息及数据。在一些实施例中，重载货运列车平稳运行的控制系统可以通过输入/输出端306以有线的形式与外部的输入/输出设备之间进行数据传输与通信。
重载货运列车平稳运行的控制系统还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘307，只读存储器(rom)303和随机存取存储器(ram)304，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器302所执行的可能的程序指令。处理器302执行这些指令以实现方法的主要部分。处理器302处理的结果通过通信端口305传给外部的输出设备，在输出设备的用户界面上显示。
举例来说，上述的重载货运列车平稳运行的控制方法的实施过程文件可以为计算机程序，保存在硬盘307中，并可记载到处理器302中执行，以实施本申请的方法。
重载货运列车平稳运行的控制方法的实施过程文件为计算机程序时，也可以存储在计算机可读存储介质中作为制品。例如，计算机可读存储介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，压缩盘(cd)、数字多功能盘(dvd))、智能卡和闪存设备(例如，电可擦除可编程只读存储器(eprom)、卡、棒、键驱动)。此外，本文描述的各种存储介质能代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可以包括但不限于能存储、包含和/或承载代码和/或指令和/或数据的无线信道和各种其它介质(和/或存储介质)。
本发明提出一种控制重载货运列车平稳运行的控制方法及系统，基于列车状态动态，以牵引力/电制力幅值及其变化率形成的调节斜率为调整基准做出牵引/电制力的调节，使得平稳性控制更为准确，在保证列车运行平稳性的同时实现力的快速调节，提升列车运行效率，保障列车运行安全。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
1.一种重载货运列车平稳运行的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、实时检测列车状态或各车加速度；
s2、根据列车状态或各车加速度对牵引/电制力指令进行调整；
s3、发出牵引/电制力指令；
s4、根据接收的牵引/电制力指令，施加牵引/电制力于列车，控制列车的运行。
2.根据权利要求1所述的重载货运列车平稳运行的控制方法，其特征在于，所述步骤s1，进一步包括以下步骤：
s11、采集各车钩缓冲器状态参数值；
s12、通过分析处理各车钩缓冲器状态得出列车状态。
3.根据权利要求1所述的重载货运列车平稳运行的控制方法，其特征在于，所述步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以牵引力调节基准斜率为单位的斜率调节牵引力，调节斜率与拉伸状态的强度或各车加速度相对应。
4.根据权利要求3所述的重载货运列车平稳运行的控制方法，其特征在于，所述步骤s2中列车状态包括大拉伸、中拉伸、小拉伸和自由状态，进一步包括以下步骤：
列车状态为自由状态时，采用不超过牵引力调节基准斜率1倍的斜率调节牵引力；
列车状态为小拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率3倍的斜率调节。
5.根据权利要求1所述的重载货运列车平稳运行的控制方法，其特征在于，所述步骤s2，进一步包括以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以电制动力调节基准斜率为单位的斜率调节电制动力，调节斜率与压缩状态的强度或各车加速度相对应。
6.根据权利要求5所述的重载货运列车平稳运行的控制方法，其特征在于，所述步骤s2中列车状态包括小压缩、中压缩、大压缩和自由状态，进一步包括以下步骤：
列车状态为自由状态时，采用不超过电制动力调节基准斜率1倍的斜率调节电制动力；
列车状态为小压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率3倍的斜率调节。
7.一种重载货运列车平稳运行的控制系统，其特征在于，包括，存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，用于执行指令以实现以下步骤：
s1、实时检测列车状态或各车加速度；
s2、根据列车状态或各车加速度对牵引/电制力指令进行调整；
s3、发出牵引/电制力指令；
s4、根据接收的牵引/电制力指令，施加牵引/电制力于列车，控制列车的运行。
8.根据权利要求7所述的重载货运列车平稳运行的控制系统，其特征在于，所述处理器，进一步执行指令以实现以下步骤：
s11、采集各车钩缓冲器状态参数值；
s12、通过分析处理各车钩缓冲器状态得出列车状态。
9.根据权利要求7所述的重载货运列车平稳运行的控制系统，其特征在于，所述处理器，进一步执行指令以实现以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以牵引力调节基准斜率为单位的斜率调节牵引力，调节斜率与拉伸状态的强度或各车加速度相对应。
10.根据权利要求9所述的重载货运列车平稳运行的控制系统，其特征在于，所述列车状态包括大拉伸、中拉伸、小拉伸和自由状态；
所述处理器，进一步执行指令以实现以下步骤：
列车状态为自由状态时，采用不超过牵引力调节基准斜率1倍的斜率调节牵引力；
列车状态为小拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大拉伸时，采用不超过牵引力调节基准斜率3倍的斜率调节。
11.根据权利要求7所述的重载货运列车平稳运行的控制系统，其特征在于，所述处理器，进一步执行指令以实现以下步骤：
根据列车状态或各车加速度，采用以电制动力调节基准斜率为单位的斜率调节电制动力，调节斜率与压缩状态的强度或各车加速度相对应。
12.根据权利要求11所述的重载货运列车平稳运行的控制系统，其特征在于，所述列车状态包括小压缩、中压缩、大压缩和自由状态；
所述处理器，进一步执行指令以实现以下步骤：
列车状态为自由状态时，采用不超过电制动力调节基准斜率1倍的斜率调节电制动力；
列车状态为小压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率1.5倍的斜率调节；
列车状态为中压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率2倍的斜率调节；
列车状态为大压缩时，采用不超过电制动力调节基准斜率3倍的斜率调节。
13.一种计算机可读介质，其上存储有计算机指令，其中当计算机指令被处理器执行时，执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
技术总结