有效
一种重载机车自动驾驶参数调节方法及系统
王兴中、王鹏、王文斌、汪知宇、宋宗莹、李佳雲、王佳
中国神华能源股份有限公司
摘要
本发明公开了一种重载机车自动驾驶参数调节方法及系统,所述方法包括,首先,基于人机交互界面建立多个测试项目;然后,基于机车运营状态,选择和/或自动执行一个或多个不同的测试项目对相应的自动驾驶参数进行修正。通过不同的测试项目,对重载机车自动驾驶牵引制动特进行性自适应调整用于适配不同编组、天气、车号的重载列车运营,提高了列车运营的可靠性。
1.一种重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,包括,基于人机交互界面建立多个测试项目;基于机车运营状态,选择和/或自动执行一个或多个不同的测试项目对相应的自动驾驶参数进行修正;所述测试项目包括静态测试,所述静态测试用于修正空气制动建立时间和空气制动缓解时间,以及确定空气管路贯通状态,其中包括在起车前静态状态下,选择执行静态测试,具体包括,大闸减压,减压量为第一预设压强,实时采集制动缸风压和列尾风压;记录从车载ATO发出大闸减压指令到制动缸风压开始增长的时间 以及列尾到达目标风压加上第二预设压强的压强量时的时间 ;基于记录的时间 、 以及基准空气制动建立时间公式,修正空气制动建立时间;在大闸减压稳定后,缓解大闸,实时采集制动缸风压和列尾风压;记录从车载ATO发出缓解大闸指令到列尾风压缓解至目标风压减去第三预设压强的压强量时的时间为 ;基于记录的时间 和基准空气制动缓解时间公式,修正空气制动缓解时间。
2.根据权利要求1所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,所述测试项目还包括多个动态测试,所述多个动态测试包括级位-电流映射测试、基本阻力测试以及空气制动试闸测试;其中,所述级位-电流映射测试用于修正不同机车级位-电流映射关系;所述基本阻力测试用于修正基础阻力公式;所述空气制动试闸测试用于修正不同减压量下空气制动建立缓解时间、减压量与空气制动力大小的对应关系。
3.根据权利要求1所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基准空气制动建立时间公式满足: ,其中, r 为减压量, n 为连挂车辆数量, A 和 B 均为常量系数;将 A 修正为 A 静 ,取值为 ,将 B 修正为 B 静 ,取值为 ;修正后的空气制动建立时间为:T1 静 = ;基准空气制动缓解时间公式满足:T2= 其中, 为常量系数, 表示连挂车辆数, 表示缓解风压量;将 修正为C 静 ,取值为 ;修正后的空气制动缓解时间为:T2 静 = 。
4.根据权利要求3所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,确定空气管路贯通状态包括,若在车载ATO发出施加大闸减压指令或车载ATO发出缓解大闸指令后的一定时间后,列尾风压未达到预期时,则空气管路没有贯通,静态测试失败。
5.根据权利要求4所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基于机车运营状态,选择执行级位-电流映射测试包括在每列机车运营前,选择执行不同机车级位-电流映射测试,具体包括以下测试操作:机车输出不同级位的牵引,并实时记录不同牵引级位所对应的电流大小;基于记录结果,将级位牵引电流表 的数据调整为测试结果中级位牵引电流对应关系,形成新的级位牵引电流表 。
6.根据权利要求5所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基于机车运营状态,自动执行基本阻力测试包括每列机车每次运行时,自动执行一次基本阻力测试,具体包括以下测试操作:当机车起车后,全车处于平坡区域内,前方一定范围内均为平坡,且速度大于第一预设速度后,施加惰行指令的时间为第一预设时间;获取开始执行测试时的起始速度 ,第二预设时间后的速度 ,第一预设时间后结束测试时的速度为 ;基于获取的速度 、 、 、第二预设时间以及第一预设时间,计算第二预设时间内的平均速度 和平均加速度 、第二预设时间和第一预设时间之间时间段内的平均速度 和平均加速度 以及第一预设时间内的平均速度 和平均加速度 ;基于将计算出的三组平均速度和平均加速度,分别带入基准阻力公式 中,得到: ,其中, m 为列车总重;对三组公式进行求解,得到 A1 、 B1 、 C1 的取值,重新带入基准阻力公式,得到修正后的阻力公式: w1 = A1 + B1v + C1v 2 ,其中, v 表示机车速度, w 、 w1 均表示机车基准阻力。
7.根据权利要求6所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,若机车在运行过程中,天气或编组出现变化,能够选择再次执行基本阻力测试。
8.根据权利要求1-7任一所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基于机车运营状态,自动执行空气制动试闸测试包括每次机车修改编组,完成静态测试和动态测试中的基本阻力测试后,列车首次速度大于第二预设速度,且全车当前处于平坡或下坡,以及后续第一预设距离内仍处于平坡或下坡时,自动执行空气制动试闸测试,具体包括以下测试操作:切除牵引和电制,输出压强量为第三预设压强大闸制动,实时监控列尾风压和速度,记录大闸制动起始时机车的速度 v 4 和时刻 t 4 、大闸制动建立完毕时机车的速度 v 5 以及大闸建立完毕的时刻 t 5 ;基于记录的 t 4 、 t 5 以及基准空气制动建立时间公式,获取再次修正的空气制动建立时间;在输出第三预设压强完全建立后,保持第三预设时间后,记录完全建立时的空气制动的速度为 v 6 、预设时间后速度为 v 7 ;基于 v 6 、 v 7 以及常用制动系数公式,对常用制动系数 进行修正;缓解第三预设压强下的空气制动,记录缓解过程持续时间为 ;基于 以及基准空气制动缓解时间公式,再次修正空气制动缓解时间。
9.根据权利要求8所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基于记录的 t 4 、 t 5 以及基准空气制动建立时间公式,获取再次修正的空气制动建立时间包括,基于记录的 t 4 、 t 5 以及基准空气制动建立时间公式,获取常量系数 A 和 B 的取值,记为 、 ;基于 、 、 、 ,再次对常量系数 A 、 B 进行修正,其中, , ,式中, 为后续在控车时使用的减压量;将再次修正后的 A 、 B 带入基准空气制动建立时间公式,获取再次修正的空气制动建立时间。
10.根据权利要求8所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基于 v 6 、 v 7 以及常用制动系数公式,对常用制动系数 进行修正包括,基于 v 6 和 v 7 ,计算出第三预设时间内的加速度和平均速度: , 基于计算出的第三预设时间内的平均速度和修正后的阻力公式,计算出空气制动力 = A1 + B1 + C1 2 ;将计算出的第三预设时间内的加速度和平均速度以及空气制动力 带入常用制动系数公式,得到修正后的常用制动系数 ,其中,常用制动系数公式满足:式中, 为车重, n 机车 为机车的数量, n 货车 为货车的数量, kN 为单位,千牛顿。
11.根据权利要求10所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,还包括基于修正后的常用制动系数 ,获取空气制动力: 其中, v 为机车的速度。
12.根据权利要求8所述的重载机车自动驾驶参数调节方法,其特征在于,基于 以及基准空气制动缓解时间公式,再次修正空气制动缓解时间包括,基于基准空气制动缓解时间公式,对公式中的常量 C 进行修正,修正后的常量: ,获取静态测试中的 ;将不同减压力下的缓解时间的常数 C 修正为: ;将再次修正后的 C 带入基准空气制动缓解时间公式,获取再次修正的修正后的空气制动缓解时间。
13.一种重载机车自动驾驶参数调节系统,其特征在于,包括,建立模块,用于基于人机交互界面建立多个测试项目;执行模块,用于基于机车运营状态,选择和/或自动执行一个或多个不同的测试项目对相应的自动驾驶参数进行修正;所述测试项目包括静态测试,所述静态测试用于修正空气制动建立时间和空气制动缓解时间,以及确定空气管路贯通状态,其中包括在起车前静态状态下,选择执行静态测试,具体包括,大闸减压,减压量为第一预设压强,实时采集制动缸风压和列尾风压;记录从车载ATO发出大闸减压指令到制动缸风压开始增长的时间 以及列尾到达目标风压加上第二预设压强的压强量时的时间 ;基于记录的时间 、 以及基准空气制动建立时间公式,修正空气制动建立时间;在大闸减压稳定后,缓解大闸,实时采集制动缸风压和列尾风压;记录从车载ATO发出缓解大闸指令到列尾风压缓解至目标风压减去第三预设压强的压强量时的时间为 ;基于记录的时间 和基准空气制动缓解时间公式,修正空气制动缓解时间。
14.根据权利要求13所述的重载机车自动驾驶参数调节系统,其特征在于,所述测试项目还包括多个动态测试,所述多个动态测试包括级位-电流映射测试、基本阻力测试以及空气制动试闸测试;其中,所述级位-电流映射测试,用于修正不同机车级位-电流映射关系;所述基本阻力测试,用于修正基础阻力公式;所述空气制动试闸测试,用于修正不同减压量下空气制动建立缓解时间、减压量与空气制动力大小的对应关系。



