本发明涉及轨道交通齿轨铁路，特别涉及一种齿轨铁路过渡段入齿方法、控制系统及介质。
背景技术：
1、山地齿轨交通作为轨道交通领域的新型制式，在旅游景区具有广泛的应用前景，因其强大的爬坡能力而备受关注，传统列车从轮轨到齿轨过渡需要在齿轨处增加其他辅助机械装置，并要求在过渡阶段严格控制车速，实现齿轮和齿轨之间的正确啮合，但增加的辅助机械装置会使得列车的结构更加复杂，导致维护难度和成本的上升，并且无法保证列车在匀速运行的情况下实现齿轮与齿轨的啮合。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中无法保证列车在匀速行驶的情况下实现齿轮与齿轨的入齿啮合，提供一种齿轨铁路过渡段入齿方法、控制系统及介质。
2、在第一方面，本发明提供一种齿轨铁路过渡段入齿方法，该方法用于列车从轮轨段行驶到齿轨段进行入齿，包括以下步骤：
3、s1、监测列车行驶信息；所述列车行驶信息包括车轮线速度、车轮驱动速度、转向架齿轮的转动角度；根据所述车轮线速度控制驱动装置，调整转向架齿轮的角速度，使转向架齿轮的线速度与车轮线速度匹配；
4、s2、根据列车行驶的实时位置信息、车轮线速度以及转向架齿轮的转动角度预设啮合姿态点；其中，啮合姿态点为齿轮处于啮合姿态时的点位；
5、s3、基于啮合姿态点获得列车从啮合姿态点行驶至齿轨段的距离信息，根据距离信息控制每个转向架齿轮进行姿态调整，保持齿轮驶入齿轨段时能够进行入齿；
6、其中在s1到s2步骤期间，车轮线速度与转向架齿轮的线速度匹配。
7、本发明为一种齿轨铁路过渡段入齿方法，本方法通过收集列车从轮轨段行驶到齿轨段期间的列车行驶信息将转向架齿轮的线速度调整至与车轮线速度相同，保证后续列车在齿轨段入齿时更加平滑，随后采集列车行驶的实时位置信息，推导得出列车在行驶过程中啮合姿态点，通过啮合姿态点获得列车从啮合姿态点形式到齿轨段的距离，使得列车能在规定距离内调整转向架齿轮的姿态，保证列车能够在齿轨段的过渡过程中保持平稳和安全。
8、优选地，在步骤s1中，所述转向架齿轮的线速度调整至与所述车轮线速度匹配后，控制驱动装置，调整转向架齿轮的角加速度，使得所述转向架齿轮的角速度固定不变。
9、本方案效果为保证列车的转向架齿轮的线速度与车轮线速度相同后，不再对齿轮施加角加速度，使列车在行驶过程中转向架齿轮的线速度始终与车轮线速度相同。
10、优选地，在步骤s3中啮合姿态点行驶至齿轨段的距离信息的具体过程为：
11、s31、当列车的车轮线速度与转向架齿轮的线速度匹配后，列车继续行驶并持续监测列车的实时位置信息；
12、根据实时位置信息结合列车行驶速度以及转向架齿轮的转动角度建立数学模型，计算啮合姿态点；
13、s32、通过数学模型预设啮合姿态点后，根据啮合姿态点的实时位置计算出啮合姿态点与齿轨段之间的距离；
14、s33、依据啮合姿态点与齿轨段之间的距离调整转向架齿轮的转速；
15、优选地，预设啮合姿态点的数学模型为：
16、
17、θ(t+δt)＝θ(q)；
18、
19、式中：q点位于齿轮分度圆上，是随机选取的转向架齿轮与齿轨啮合时转向架齿轮的姿态表示点；(xq，yq)：代表q点在笛卡尔坐标系下的位置量，x代表横坐标，y代表纵坐标；θ(q)：代表转向架齿轮在啮合姿态点所转过的角度；δt：代表转向架齿轮的姿态达到啮合姿态的额外时间；d：代表列车在车轮线速度与转向架齿轮的线速度匹配后行驶至啮合姿态点的路程；t为车轮在第一应答器与第二应答器之间的总转动时间；w2(t)为转向架齿轮的转速；w1(t)为车轮转速；r为转向架齿轮的分度圆半径；θij为转向架齿轮转角实时信息，i代表第i个转向架齿轮，j代表每个转向架齿轮在第j个实测点数据。
20、优选地，所述s32步骤为：
21、φ＝l1-d；
22、式中：φ为啮合姿态点与齿轨段的距离；
23、l1为列车在车轮线速度与转向架齿轮的线速度匹配后行驶到啮合点的距离；
24、优选地，在s1步骤与s2步骤中引入卡尔曼滤波算法，基于卡尔曼滤波算法获得修正数据，根据修正数据调整所述列车行驶信息与所述行驶的实时位置信息。
25、优选地，所述的基于卡尔曼滤波算法获得修正数据，所述修正数据包括状态修正数据与观测修正数据，具体如下：
26、状态修正数据：xk＝axk-1+buk+ωk；
27、观察修正数据：yk＝cxk+vk；
28、式中：xk为状态量；xk-1为当前状态量上一刻的值；uk为输入量；ωk为环境影响变量；a为状态转移矩阵；b为控制矩阵；yk为观测量；vk为观测噪声。
29、在第二方面，本发明提供一种齿轨铁路过渡段入齿控制系统，用于执行上述的方法；
30、所述系统包括第一应答器、第二应答器、啮合段应答器、车头应答器天线、位移扫描传感器、速度传感器和角度传感器；
31、第一应答器：用于检测列车行驶位置，控制列车进行转向架齿轮的线速度变化；
32、第二应答器：用于检测车轮线速度与转向架齿轮的线速度匹配情况；
33、车头应答器天线：用于与第一应答器与第二应答器进行通信；
34、啮合段应答器：用于检测车轮距离齿轨段的距离信息；
35、位移扫描传感器：用于监测列车实时位置信息；
36、角度传感器：用于监测转向架齿轮的转动角度信息；
37、速度传感器：用于监测列车行驶速度信息。
38、优选地，所述车头应答器天线设置在列车车头处，用于接收第一应答器、第二应答器和啮合段应答器信号；
39、所述第一应答器设置在列车行驶的钢轨之间，所述第一应答器靠近列车起点设置，当列车经过第一应答器，车头应答器天线与第一应答器通信，此时列车调整齿轮入齿速度并启动速度传感器、角度传感器采集信息；
40、所述啮合段应答器设置在靠近啮合点处，当列车行驶至啮合段应答器时，控制系统对转向架齿轮的转速进行调整，使其与车速和啮合姿态匹配，从而确保在正常速度下齿轨与列车齿轮顺利啮合；
41、所述第二应答器设置在所述第一应答器与所述啮合段应答器之间，用于提供列车位置和状态数据。
42、优选地，所述位移扫描传感器位于列车上，用于实时扫描列车行驶过程中第二应答器与列车最前端齿轮之间的距离。
43、在第三方面，本发明提供了一种计算机可读介质，其上存储有可由处理器执行的指令，所述指令在被处理器执行时，使得处理器执行上述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法。
44、与现有技术相比，本发明的有益效果：
45、1、本发明为一种齿轨铁路过渡段入齿方法，本方法通过收集列车从轮轨段行驶到齿轨段期间的列车行驶信息将转向架齿轮的线速度调整至与车轮线速度相同，保证后续列车在齿轨段入齿时更加平滑，随后采集列车行驶的实时位置信息，推导得出列车在行驶过程中啮合姿态点，通过啮合姿态点获得列车从啮合姿态点形式到齿轨段的距离，使得列车能在规定距离内调整转向架齿轮的姿态，保证列车能够在齿轨段的过渡过程中保持平稳和安全。
1.一种齿轨铁路过渡段入齿方法，该方法用于列车从轮轨段行驶到齿轨段进行入齿，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法，其特征在于，在步骤s1中，转向架齿轮的线速度调整至与车轮线速度匹配后，控制驱动装置，调整转向架齿轮的角加速度，使得转向架齿轮的角速度固定不变。
3.根据权利要求1所述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法，其特征在于，所述的基于啮合姿态点(4)获得列车从啮合姿态点(4)行驶至齿轨段的距离信息的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法，其特征在于，所述数学模型为：
5.根据权利要求1所述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法，其特征在于，在步骤s1与步骤s2中引入卡尔曼滤波算法，基于卡尔曼滤波算法获得修正数据，根据修正数据调整列车的行驶信息与实时位置信息。
6.根据权利要求5所述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法，其特征在于，所述的基于卡尔曼滤波算法获得修正数据中，修正数据包括状态修正数据与观测修正数据，具体如下：
7.一种齿轨铁路过渡段入齿控制系统，其特征在于，用于执行权利要求1-6任一项所述的方法；
8.根据权利要求7所述的一种齿轨铁路过渡段入齿控制系统，其特征在于，所述车头应答器天线设置在列车车头处，用于接收第一应答器(1)、第二应答器(2)和啮合段应答器(3)信号；
9.根据权利要求7所述的一种齿轨铁路过渡段入齿控制系统，其特征在于，所述位移扫描传感器位于列车上，用于实时扫描列车行驶过程中第二应答器与列车最前端齿轮之间的距离。
10.一种计算机可读介质，其上存储有可由处理器执行的指令，所述指令在被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1至6中任一项所述的一种齿轨铁路过渡段入齿方法。
