基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，包括：全车网络控制器CCU获取车辆闪存FLASH存储器中存储的车辆重量信息，并下发给车辆牵引控制器TCU和车辆制动系统控制器BCU；所述CCU实时检测场景标识信息，根据检测到的场景标识信息确定车辆当前的场景信息；当所述车辆当前的场景信息为正常运营场景时，执行第一估算处理，得到车辆重量更新数据；当所述车辆当前的场景信息为特殊运营场景时，执行第二估算处理，得到车辆重量更新数据；将所述车辆重量更新数据写入FLASH存储器，用以更新FLASH存储器中存储的车辆重量信息。辆重量信息。辆重量信息。

【技术实现步骤摘要】
基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法。

技术介绍

[0002]轻轨是城市轨道建设的一种重要形式，也是当今世界上发展最为迅猛的轨道交通形式，具有运量大、速度快、污染小、能耗少、准点运行、安全性高等优点，作为改善城市交通现状的有效载体，成为现代化大都市的重要选择。
[0003]城市轨道车辆客运具有人流量密度高、上客率波动大、轨道基建条件参差不齐等特点，这就要求车辆牵引系统和制动系统需要根据车辆载荷(等同重量)做到牵引力和制动力的精准控制。通过精准控制，可有效控制车辆启动阶段、控制级位转换阶段、电制动和机械制动交互配合阶段等运营场景下的行车冲击率，提高乘客的舒适率，最大程度保护无座和老幼病残孕等特殊乘客，通过精准控制，使车辆牵引力和制动力同车辆载荷之间呈线性关系，各载荷下车辆的动力性能保持一致，便于无人驾驶、列车自动驾驶(ATO)或人工操作时精准控制运营图。通过精准控制，可最大化利用轨道粘着条件提高车辆动力性能，尽可能降低车辆轮对触发空转和滑行的风险。
[0004]因此，车辆的载荷在轨道交通中发挥着重要的作用，大部分轨道车辆都在转向架上安装有载荷传感器或通过测量空气弹簧高度换算成车辆载荷，车重计算精度高，可实施监控车辆重量。但隶属于城市轨道交通系统的轻轨车辆，尤其是低地板车辆，受制于地板高度、成本压力、维护难度等因素，大部分车辆没有配置重量传感器，例如欧洲的多数车型和国内唐山等几个车辆主机厂的车型等。/>[0005]取消重量传感器后，多数牵引和制动系统不再考虑车辆载荷对动力性能的影响，仅通过司机控制器主手柄级位控制牵引制动力的大小，最大手柄级位对应车辆可发挥的最大牵引和制动力，类似于电动汽车。这种控制方法简单，但对于轨道交通这类系统存在诸多缺点：
[0006]1、上座率时变，车辆动力性能随实际载荷波动较大，ATO驾驶系统或人工操作时难以控制车辆跟随运营线路图，使得准点、精准停车变得困难，频繁发生晚点、冲标、欠标的故障；
[0007]2、不能根据载荷调整牵引制动力的变化斜率，车辆冲击率超出限制，旅客舒适度下降，对乘客的人身安全造成威胁；
[0008]3、无法自适应利用轨道的粘着条件，较大的牵引制动力对应较小的车辆的载荷容易频繁触发空转滑行故障，甚至造成擦轮，使车辆的动力性能衰减。
[0009]现行的无载荷传感器的轨道车辆车重估算方法较少，通过计算乘客上乘率的方法误差较大，仅有的乘用车车重估计方法不适用于轨道车辆特殊要求，动力学特性上的差异造成计算误差较大。
[0010]因此，为解决以上困难，一种满足轨道交通车辆运行场景需求的车辆载荷在线估
算方法变得更加迫切。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，通过深入剖析车辆运用场景，根据不同场景下车辆运行与车辆载荷之间的协同关系，通过提取场景标识信息，对应不同场景以采用不同的处理策略来模拟有载荷传感器条件下的车辆运行，基本涵盖了轨道交通系统日常工况，所得结果准确度高，为列车安全、稳定的运行提供了有力保障。
[0012]为此，本专利技术实施例提供了一种基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，包括：
[0013]全车网络控制器CCU获取列车车辆的闪存FLASH存储器中存储的车辆重量信息，并下发给车辆牵引控制器TCU和车辆制动系统控制器BCU；
[0014]所述CCU实时检测场景标识信息，根据检测到的场景标识信息确定车辆当前的场景信息；
[0015]当所述车辆当前的场景信息为正常运营场景时，执行第一估算处理，得到车辆重量更新数据；
[0016]当所述车辆当前的场景信息为特殊运营场景时，执行第二估算处理，得到车辆重量更新数据；
[0017]将所述车辆重量更新数据写入FLASH存储器，用以更新FLASH存储器中存储的车辆重量信息。
[0018]优选的，所述CCU获取车辆闪存FLASH存储器中存储的车辆重量信息，并下发给TCU和BCU之前，所述方法还包括：
[0019]接收车辆上电激活信号；
[0020]根据所述车辆上电激活信号对车载信号系统ATC、CCU、TCU和BCU进行上电初始化，并将所述FLASH存储器中存储的车辆重量信息初始化为最后一次断电前FLASH存储器中存储的车辆重量信息。
[0021]优选的，所述第一估算处理包括：
[0022]确定车辆的车门关闭状态和牵引指令信号接收状态；
[0023]当车辆的车门关闭状态为关门且接收到牵引指令信号时，CCU的牵引级位参数设定为100％牵引级位，载荷参数设定为额定载荷AW2；
[0024]检测当前车速是否超过第一设定阈值；
[0025]当当前车速超过第一设定阈值时，CCU按照设定采样频率采集列车牵引力，并记录车速达到第一车辆速度时的时间为第一采样时间；
[0026]当当前车速超过第二设定阈值时，结束对列车牵引力的采集，并记录车速到达第二车辆速度时的时间为第二采样时间；
[0027]根据第一采样时间、第二采样时间、第一车辆速度、第二车辆速度，计算车辆在第一采样时间到第二采样时间区间内的加速度，并以所采集到的列车牵引力的平均值作为列车牵引力的值；
[0028]根据列车静态参数、列车速度、加速度和坡道角度计算车辆重量理论估算值，并以
最小二乘法拟合函数f
(m1)
对所述车辆重量理论估算值进行补偿，得到所述车辆重量。
[0029]进一步优选的，所述根据列车静态参数、速度、加速度和坡道角度计算车辆重量理论估算值具体为：
[0030]m1＝(F
‑
130*n
‑
([0.046+0.0065*(N
‑
1)]*A*V2))/(k1*a+6.4+0.14*V+g*θ)
[0031]其中，m1为车辆重量理论估算值，F为列车牵引力，n为车轴数，V为列车速度，N为列车的车厢数量，A为列车截面积，a为加速度，k1为回转质量系数，g为重力加速度，θ为坡道角度。
[0032]进一步优选的，所述以最小二乘法拟合函数对所述车辆重量理论估算值进行补偿，得到所述车辆重量具体为：
[0033]m＝m1+f
(m1)
；
[0034]其中，m为车辆重量，f
(m1)
为正常运营场景下的最小二乘法拟合函数。
[0035]进一步优选的，所述最小二乘法拟合函数通过在车辆出厂前根据正常运营场景AW0
‑
AW3不同载荷下的实际测定数据对公式m＝m1+f
(m1)
进行校准获得。
[0036]优选的，所述第二估算处理包括：
[0037]确定车辆的车门关闭状态和牵引指令信号接收状态；
[0038]当车辆的车门关闭状态为关门且接收到牵引指令信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于场景识别的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，其特征在于，所述方法包括：全车网络控制器CCU获取列车车辆的闪存FLASH存储器中存储的车辆重量信息，并下发给车辆牵引控制器TCU和车辆制动系统控制器BCU；所述CCU实时检测场景标识信息，根据检测到的场景标识信息确定车辆当前的场景信息；当所述车辆当前的场景信息为正常运营场景时，执行第一估算处理，得到车辆重量更新数据；当所述车辆当前的场景信息为特殊运营场景时，执行第二估算处理，得到车辆重量更新数据；将所述车辆重量更新数据写入FLASH存储器，用以更新FLASH存储器中存储的车辆重量信息。2.根据权利要求1所述的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，其特征在于，所述CCU获取车辆闪存FLASH存储器中存储的车辆重量信息，并下发给TCU和BCU之前，所述方法还包括：接收车辆上电激活信号；根据所述车辆上电激活信号对车载信号系统ATC、CCU、TCU和BCU进行上电初始化，并将所述FLASH存储器中存储的车辆重量信息初始化为最后一次断电前FLASH存储器中存储的车辆重量信息。3.根据权利要求1所述的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，其特征在于，所述第一估算处理包括：确定车辆的车门关闭状态和牵引指令信号接收状态；当车辆的车门关闭状态为关门且接收到牵引指令信号时，CCU的牵引级位参数设定为100％牵引级位，载荷参数设定为额定载荷AW2；检测当前车速是否超过第一设定阈值；当当前车速超过第一设定阈值时，CCU按照设定采样频率采集列车牵引力，并记录车速达到第一车辆速度时的时间为第一采样时间；当当前车速超过第二设定阈值时，结束对列车牵引力的采集，并记录车速到达第二车辆速度时的时间为第二采样时间；根据第一采样时间、第二采样时间、第一车辆速度、第二车辆速度，计算车辆在第一采样时间到第二采样时间区间内的加速度，并以所采集到的列车牵引力的平均值作为列车牵引力的值；根据列车静态参数、列车速度、加速度和坡道角度计算车辆重量理论估算值，并以最小二乘法拟合函数f
(m1)
对所述车辆重量理论估算值进行补偿，得到所述车辆重量。4.根据权利要求3所述的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，其特征在于，所述根据列车静态参数、速度、加速度和坡道角度计算车辆重量理论估算值具体为：m1＝(F
‑
130*n
‑
([0.046+0.0065*(N
‑
1)]*A*V2))/(k1*a+6.4+0.14*V+g*θ)其中，m1为车辆重量理论估算值，F为列车牵引力，n为车轴数，V为列车速度，N为列车的车厢数量，A为列车截面积，a为加速度，k1为回转质量系数，g为重力加速度，θ为坡道角度。5.根据权利要求4所述的城市轻轨车辆载荷在线估算方法，其特征在于，所述以最小二乘法拟合函数对所述车辆重量理论估算值进行补偿，得到所述车辆重量具体为：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周双雷，任洪昌，邸峰，郭韫铖，杨凡，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：