铁路货车制动控制方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本技术涉及铁路货车技术领域，特别是涉及一种铁路货车制动控制方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.制动技术是铁路货车关键技术之一，其发展水平决定着列车编组能力、运行安全性能、运营效率及运用维护性能。
3.国内制动技术采用传统的空气制动系统，动力源和控制指令是压缩空气(即空-空模式)。经过多年努力，历经了gk空气制动系统、103空气制动系统及120(120－1)型空气制动系统的更新迭代，列车牵引能力也由3000t、5000t发展到单元1万t、组合2万t级别。由于空气制动系统的局限性，其虽能满足一般货物列车正常运用需求，但在重载列车上，其暴露出来很多问题，对货车的提质增效、货运增量等产生不利影响，后来出现了电制动技术，但电制动技术能耗较大。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减轻纯电制动对机车的能耗负荷的铁路货车制动控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种铁路货车制动控制方法，应用于铁路货车的制动系统，所述铁路货车包括用于牵引的机车和被牵引的车辆；所述制动系统包括：电制动缸，用于将所述电能转化为机械能制动所述车辆；车辆供电装置，分别与所述电制动缸、所述车辆控制装置电连接，用于为所述电制动缸供电；所述方法包括：
6.响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
7.根据所述实时车速计算目标制动力；
8.根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
9.在其中一个实施例中，所述车辆供电装置包括发电模块和电池模块；所述根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，包括：
10.获取所述发电模块的发电输出功率；
11.根据所述目标制动力判断所述发电输出功率是否低于目标功率；所述目标功率为用于提供使所述电制动缸能够输出所述目标制动力的电能的最低功率；
12.若所述发电输出功率不低于所述目标功率，则控制所述发电模块单独为所述电制动缸提供电能。
13.在其中一个实施例中，所述根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，还包括：
14.若所述发电输出功率低于所述目标功率，则控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能。
15.在其中一个实施例中，所述电池模块包括第一电池单元和第二电池单元；所述控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能，包括：
16.获取所述第一电池单元的剩余电量；
17.若所述第一电池单元的剩余电量低于电量阈值，则控制所述第二电池单元与所述发电模块共同为所述电制动缸提供电能。
18.第二方面，本技术还提供了一种铁路货车制动控制装置，应用于铁路货车的制动系统，所述铁路货车包括用于牵引的机车和被牵引的车辆；所述制动系统包括：电制动缸，用于将所述电能转化为机械能制动所述车辆；车辆供电装置，分别与所述电制动缸、所述车辆控制装置电连接，用于为所述电制动缸供电；所述装置包括：
19.车速获取模块，用于响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
20.制动力计算模块，用于根据所述实时车速计算目标制动力；
21.供电控制模块，用于根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
22.在其中一个实施例中，所述供电控制模块包括：
23.功率获取单元，用于获取所述发电模块的发电输出功率；
24.功率判断单元，用于根据所述目标制动力判断所述发电输出功率是否低于目标功率；所述目标功率为用于提供使所述电制动缸能够输出所述目标制动力的电能的最低功率；
25.第一控制单元，用于在所述发电输出功率不低于所述目标功率时，控制所述发电模块单独为所述电制动缸提供电能。
26.在其中一个实施例中，所述供电控制模块还包括：
27.第二控制单元，用于若所述发电输出功率低于所述目标功率，则控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能。
28.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
29.响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
30.根据所述实时车速计算目标制动力；
31.根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
32.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
33.响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
34.根据所述实时车速计算目标制动力；
35.根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
36.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
37.响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
38.根据所述实时车速计算目标制动力；
39.根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
40.上述铁路货车制动控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，各车辆的控制装置在接收到机车发送的制动指令时，获取对应车辆的实时车速，根据实时车速计算目标制动力，根据目标制动控制对应车辆上的车辆供电装置为该车辆的电制动缸提供电能，以使电制动缸输出目标制动力实现制动，在铁路货车的各车辆上采用分散供电以及分散控制的方式实现制动，减轻纯电制动对机车的能耗负荷，并且提高制动控制的可靠性。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为一个实施例中铁路货车制动控制方法的流程示意图；
43.图2为一个实施例中根据目标制动力控制车辆供电装置为电制动缸提供电能步骤的流程示意图；
44.图3为一个实施例中铁路货车制动控制装置的结构框图；
45.图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
46.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
47.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
48.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种特征，但这些特征不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个特征与另一个特征区分。
49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
50.本技术实施例提供的铁路货车制动控制方法，可以应用于铁路货车各车辆的制动系统。铁路货车包括有用于牵引的机车，以及用于载货的多个车辆，各车辆依次连接，机车作为动力单元，通过连接装置排列于首部的车辆连接，在机车运动时牵引各车辆移动，但在需要进行制动时，机车及各车辆需要分别通过各自的制动系统进行制动，但是需要统一制
动。其中，铁路货车制动系统包括：电制动缸，用于将所述电能转化为机械能制动所述车辆；车辆供电装置，分别与所述电制动缸、所述车辆控制装置电连接，用于为所述电制动缸供电
51.在其中一个实施例中，如图1所示，提供了一种铁路货车制动控制方法，，包括以下步骤：
52.步骤100，响应于机车发送的制动指令，获取车辆的实时车速。
53.机车的主控装置在接收到工作人员输入的制动操作指令时，会向各车辆上的控制装置发送制动指令，用于统一控制各车辆进行制动。此时各车辆的控制装置则获取对应车辆的实时车速。
54.步骤200，根据实时车速计算目标制动力。
55.目标制动力是指在当前的实时车速下实现制动所需要提供的制动力。
56.步骤300，根据目标制动力控制车辆供电装置为电制动缸提供电能，以使电制动缸输出目标制动力。
57.电制动缸是将电能转化为机械能实现制动的设备，因此为了使电制动缸输出目标制动力，需要确定出其所需要的电能，即根据目标制动力控制车辆供电装置提供相应的电能。
58.上述铁路货车制动控制方法，各车辆的控制装置在接收到机车发送的制动指令时，获取对应车辆的实时车速，根据实时车速计算目标制动力，根据目标制动控制对应车辆上的车辆供电装置为该车辆的电制动缸提供电能，以使电制动缸输出目标制动力实现制动，在铁路货车的各车辆上采用分散供电以及分散控制的方式实现制动，减轻纯电制动对机车的能耗负荷，并且提高制动控制的可靠性。
59.如图2所示，在其中一个实施例中，所述车辆供电装置包括发电模块和电池模块；所述根据目标制动力控制车辆供电装置为电制动缸提供电能，包括：
60.步骤310，获取发电模块的发电输出功率；
61.步骤320，根据目标制动力判断发电输出功率是否低于目标功率；目标功率为用于提供使电制动缸能够输出目标制动力的电能的最低功率；
62.步骤330，若发电输出功率不低于目标功率，则控制发电模块单独为电制动缸提供电能。
63.其中，发电模块可以是轴驱发电机，轴驱发电机通过与车辆的转动轴连接，将转动轴产生的动能转换为电能输出。
64.发电模块产生的发电输出功率未必能够满足电制动缸的需求，可以获取发电输出功率，对发电输出功率进行判断，若不低于目标功率，即发电输出功率能够提供使电制动缸能够输出目标制动力的电能，此时则控制发电模块单独为电制动缸供电。
65.如图2所示，在其中一个实施例中，所述根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，还包括：
66.步骤340，若发电输出功率低于目标功率，则控制发电模块和电池模块共同为电制动缸提供电能。
67.若发电输出功率低于目标功率，即发电输出功率不足以提供使电制动缸能够输出目标制动力的电能，此时则控制发电模块与电池模块共同为电制动缸供电。
68.在其中一个实施例中，所述电池模块包括第一电池单元和第二电池单元；所述控
制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能，包括：
69.获取第一电池单元的剩余电量；
70.若第一电池单元的剩余电量低于电量阈值，则控制第二电池单元与发电模块共同为电制动缸提供电能。
71.第一电池单元与第二电池单元相互备份。本实施例中可以采用循环用电的方式为车辆供电，一个电池单元的电量较低无法正常供电时，切换到另一个电池单元。在另一个实施例中，还可以是当一个电池单元出现故障后，自动切换到另一个电池单元，两电池单元互为备份，既延长了电池寿命又保证了用电安全和可靠性。
72.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
73.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的铁路货车制动控制方法的铁路货车制动控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个铁路货车制动控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于铁路货车制动控制方法的限定，在此不再赘述。
74.如图3所示，本技术还提供了一种铁路货车制动控制装置400，应用于铁路货车的制动系统，所述铁路货车包括用于牵引的机车和被牵引的车辆；所述制动系统包括：电制动缸，用于将所述电能转化为机械能制动所述车辆；车辆供电装置，分别与所述电制动缸、所述车辆控制装置电连接，用于为所述电制动缸供电；所述装置包括：
75.车速获取模块410，用于响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
76.制动力计算模块420，用于根据所述实时车速计算目标制动力；
77.供电控制模块430，用于根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
78.在其中一个实施例中，所述供电控制模块包括：
79.功率获取单元，用于获取所述发电模块的发电输出功率；
80.功率判断单元，用于根据所述目标制动力判断所述发电输出功率是否低于目标功率；所述目标功率为用于提供使所述电制动缸能够输出所述目标制动力的电能的最低功率；
81.第一控制单元，用于在所述发电输出功率不低于所述目标功率时，控制所述发电模块单独为所述电制动缸提供电能。
82.在其中一个实施例中，所述供电控制模块还包括：
83.第二控制单元，用于若所述发电输出功率低于所述目标功率，则控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能。
84.上述铁路货车制动控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合
来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
85.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种铁路货车制动控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
86.本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
87.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
88.响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
89.根据所述实时车速计算目标制动力；
90.根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。
91.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
92.获取所述发电模块的发电输出功率；
93.根据所述目标制动力判断所述发电输出功率是否低于目标功率；所述目标功率为用于提供使所述电制动缸能够输出所述目标制动力的电能的最低功率；
94.若所述发电输出功率不低于所述目标功率，则控制所述发电模块单独为所述电制动缸提供电能。
95.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
96.若所述发电输出功率低于所述目标功率，则控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能。
97.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
98.获取所述第一电池单元的剩余电量；
99.若所述第一电池单元的剩余电量低于电量阈值，则控制所述第二电池单元与所述发电模块共同为所述电制动缸提供电能。
100.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
101.响应于所述机车发送的所述制动指令，获取所述车辆的实时车速；
102.根据所述实时车速计算目标制动力；
memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
127.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
128.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种铁路货车制动控制方法，其特征在于，应用于铁路货车的制动系统，所述铁路货车包括用于牵引的机车和被牵引的车辆；所述制动系统包括：电制动缸，用于将电能转化为机械能制动所述车辆；车辆供电装置，分别与所述电制动缸、所述车辆控制装置电连接，用于为所述电制动缸供电；所述方法包括：响应于所述机车发送的制动指令，获取所述车辆的实时车速；根据所述实时车速计算目标制动力；根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。2.根据权利要求1所述的铁路货车制动控制方法，其特征在于，所述车辆供电装置包括发电模块和电池模块；所述根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，包括：获取所述发电模块的发电输出功率；根据所述目标制动力判断所述发电输出功率是否低于目标功率；所述目标功率为用于提供使所述电制动缸能够输出所述目标制动力的电能的最低功率；若所述发电输出功率不低于所述目标功率，则控制所述发电模块单独为所述电制动缸提供电能。3.根据权利要求2所述的铁路货车制动控制方法，其特征在于，所述根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，还包括：若所述发电输出功率低于所述目标功率，则控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能。4.根据权利要求3所述的铁路货车制动控制方法，其特征在于，所述电池模块包括第一电池单元和第二电池单元；所述控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能，包括：获取所述第一电池单元的剩余电量；若所述第一电池单元的剩余电量低于电量阈值，则控制所述第二电池单元与所述发电模块共同为所述电制动缸提供电能。5.一种铁路货车制动控制装置，其特征在于，应用于铁路货车的制动系统，所述铁路货车包括用于牵引的机车和被牵引的车辆；所述制动系统包括：电制动缸，用于将电能转化为机械能制动所述车辆；车辆供电装置，分别与所述电制动缸、所述车辆控制装置电连接，用于为所述电制动缸供电；所述装置包括：车速获取模块，用于响应于所述机车发送的制动指令，获取所述车辆的实时车速；制动力计算模块，用于根据所述实时车速计算目标制动力；供电控制模块，用于根据所述目标制动力控制所述车辆供电装置为所述电制动缸提供电能，以使所述电制动缸输出所述目标制动力。6.根据权利要求5所述的铁路货车制动控制装置，其特征在于，所述车辆供电装置包括发电模块和电池模块；所述供电控制模块包括：功率获取单元，用于获取所述发电模块的发电输出功率；功率判断单元，用于根据所述目标制动力判断所述发电输出功率是否低于目标功率；所述目标功率为用于提供使所述电制动缸能够输出所述目标制动力的电能的最低功率；
第一控制单元，用于在所述发电输出功率不低于所述目标功率时，控制所述发电模块单独为所述电制动缸提供电能。7.根据权利要求6所述的铁路货车制动控制装置，其特征在于，所述供电控制模块还包括：第二控制单元，用于若所述发电输出功率低于所述目标功率，则控制所述发电模块和所述电池模块共同为所述电制动缸提供电能。8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种铁路货车制动控制方法、装置、计算机设备及存储介质。所述方法包括：响应于机车发送的制动指令，获取车辆的实时车速；根据实时车速计算目标制动力；根据目标制动力控制车辆供电装置为电制动缸提供电能，以使电制动缸输出目标制动力。采用本方法能够通过分散供电以及分散控制的方式实现制动，减轻纯电制动对机车的能耗负荷，并且提高制动控制的可靠性。靠性。靠性。


技术研发人员：涂智文 刘凤伟 毕经全 姜瑞金 史春江 刘幻云 杨刚 王洪昆 王文刚 边志宏 王蒙 丁颖 王萌 焦杨 马瑞峰 徐建喜 张国彪
受保护的技术使用者：中车长江车辆有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/3/8