一种基于融合控制的制动控制方法及系统与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于融合控制的制动控制方法及系统。


背景技术：

2.列车牵引制动系统是列车各系统中的关键部分，通俗的讲它控制着列车的气动和停止。列车能实现运营，列车牵引制动系统有着不可取代的作用。
3.目前高速列车所用的列车牵引制动系统，所采用的制动方式一般为空气制动与电制动共同组成的空电复合制动。
4.由于车辆设计之初就确定优先使用电制动，当电制动能力不足时，再由空气制动进行制动力的补充，故当前高速列车执行电空混合制动时，通常是当列车需要制动时，是将列车自动驾驶系统(automatic train operation，ato)的制动指令传输给列车控制和管理系统(train control and management system，tcms)，tcms将制动指令传输给地铁车辆牵引控制单元(transmission control unit，tcu)和列车制动控制系统(brake control unit，bcu)；tcu计算能发挥的电制动力并将实际发挥的电制动力传输给bcu，bcu按照tcms发出制动指令计算所需要的总制动力并减去接收的tcu发出去的实际电制动力得出需要补充的气制动力；最后，由bcu将需要补充的气制动力平均分配在各轴上(不能超过各轴的制动粘着限制)。
5.由此可见，现有的列车牵引制动系统至实现列车停车控制的过程中，各个子系统，如：ato、tcms等均采用单独控制，需要频繁的进行相关信息多次交互通信，故存在相关信息交互通信的无法复用的弊端，整个控制逻辑复杂，对数据交互的稳定性与安全性提出了极高的要求，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于融合控制的制动控制方法及系统，通过融合控制系统，可以对列车制动过程中根据不同的制动力需求，执行不同控制力分配方案，并通过对ato安装在车上的加速度计进行信号复用，实现对制动过程中的减速度闭环控制，以提高停车控制的安全性和稳定性。
7.本发明提供一种基于融合控制的制动控制方法，包括：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元tcu发送制动指令；融合控制平台根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定列车的实际电制动力；融合控制平台根据实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制列车停车。
8.根据本发明提供的一种基于融合控制的制动控制方法，所述控制力分配方案包括：全电制动情况下的电制动力分配方案、全空气制动情况下的气制动力分配方案和电空混合制动力分配方案；制动指令包含制动级位信息。
9.根据本发明提供的一种基于融合控制的制动控制方法，所述融合控制平台根据所述实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案，具体包括：在实际电制动力异常的情况下，确定所述控制力分配方案为全空气制动情况下的气制动力分配方案；在实际电制动力正常，且实际电制动力不小于总制动力的情况下，确定控制力分配方案为全电制动情况下的电制动力分配方案；在实际电制动力正常，且实际电制动力小于所述总制动力的情况下，确定控制力分配方案为电空混合制动力分配方案。
10.根据本发明提供的一种基于融合控制的制动控制方法，在控制力分配方案为全电制动情况下的电制动力分配方案的情况下，融合控制平台基于控制力分配方案，控制列车停车，具体包括：融合控制平台根据总制动力，分别向每个牵引控制单元tcu发送电制动力需求值，以使得每个牵引控制单元tcu根据电制动力需求值输出电制动力，直至控制列车停车；电制动力需求值为列车当前运行状态下，需要各牵引控制单元tcu输出的电制动力。
11.根据本发明提供的一种基于融合控制的制动控制方法，在控制力分配方案为全空气制动情况下的气制动力分配方案的情况下，融合控制平台基于控制力分配方案，控制列车停车，具体包括：
12.步骤1
‑
1，融合控制平台根据列车当前运行状态下的实际减速度以及目标减速度，确定当前所需的总气制动力；
13.步骤1
‑
2，融合控制平台根据所述当前所需的总气制动力，分别向每个制动控制系统bcu发送气制动力需求值，以使得每个制动控制系统bcu根据气制动力需求值向各对应轴输出气制动力，以控制列车减速；
14.步骤1
‑
3，在列车减速的过程中，融合控制平台重新采集实际减速度以及目标减速度，并重新确定所需的总气制动力；
15.步骤1
‑
4，融合控制平台根据重新确定的总气制动力，继续控制每个制动控制系统bcu向各对应轴输出气制动力；
16.迭代执行步骤1
‑
3至步骤1
‑
4，直至实际减速度与所述目标减速度的差值小于预设阈值。
17.根据本发明提供的一种基于融合控制的制动控制方法，在控制力分配方案为电空混合制动力分配方案的情况下，融合控制平台基于控制力分配方案，控制列车停车，具体包括：
18.步骤2
‑
1，融合控制平台获取总制动力与实际电制动力之间的差值作为总气制动力，并将实际电制动力作为总电制动力；
19.步骤2
‑
2，融合控制平台基于总气制动力和总电制动力，控制每个制动控制系统bcu和每个牵引控制单元tcu控制列车减速；
20.步骤2
‑
3，在列车减速的过程中，融合控制平台重新采集列车的实际减速度以及目标减速度，并重新确定所需的总制动力；
21.步骤2
‑
4，融合控制平台根据重新确定的总制动力，重新确定总气制动力；
22.步骤2
‑
5，融合控制平台根据总电制动力和重新确定的总气制动力，继续控制每个制动控制系统bcu和每个牵引控制单元tcu控制所述列车减速；
23.步骤2
‑
6，迭代执行步骤2
‑
3至步骤2
‑
5，直至实际减速度与目标减速度的差值小于预设阈值。
24.根据本发明提供的一种基于融合控制的制动控制方法，融合控制平台是由列车自动驾驶系统ato与列车控制和管理系统tcms融合构成的。
25.本发明还提供一种基于融合控制的制动控制系统，包括：融合控制平台；所述融合控制平台，具体包括：
26.制动指令发送单元，用于在列车需要制动的情况下，向各牵引控制单元tcu发送制动指令；
27.电制动力运算单元，用于根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定所述列车的实际电制动力；
28.分配方案制定单元，用于根据实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；
29.分配方案执行单元，用于基于控制力分配方案，控制列车停车。
30.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于融合控制的制动控制方法的步骤。
31.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于融合控制的制动控制方法的步骤。
32.本发明提供的基于融合控制的制动控制方法及系统，通过融合控制对制动力进行分配，在此过程中只需要融合控制平台与tcu通信一次，获取实际的tcu的电制动力值，即可完成空气制动力的分配，此融合可以较好的缩短各系统之间的往复通信过程，所有控制分配流程在融合控制功能的计算下完成，能有效地提高制动控制的精度和安全性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
34.图1现有技术中的制动控制方法的流程示意图；
35.图2是本发明提供的基于融合控制的制动控制方法的流程示意图之一；
36.图3是本发明提供的基于融合控制的制动控制方法的流程示意图之二；
37.图4是本发明提供的基于融合控制的制动控制系统的结构示意图；
38.图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包
括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.图1是现有技术中的制动控制方法的流程示意图，如图1所示，当前列车在进入制动至停车完成的过程中，既有的制动力分配控制方案具体包括以下步骤：
42.步骤1，由ato将制动指令和制动位级信息(包含制动位级大小)传输给tcms；tcms将制动指令同时传输给各个牵引控制单元(以下简称tcu)和各个制动控制单元(以下简称bcu)。
43.步骤2，由每个tcu根据接收到的制动指令，具体根据制动指令中所包含的制动位级信息，计算出各自能够发挥的电制动力的值，以进行累加，获取所有tcu实际发挥的制动力。
44.步骤3，将所有tcu实际发挥的电制动力(以下简称f_ed_a)的值传输给tcms。
45.步骤4，tcms将所有tcu所实际发挥的总电制动力(f_ed_a)的值再转发给bcu。
46.步骤5，由bcu按照tcms发出的制动级位信息，计算列车停车所需要的总制动力(以下简称f_total)，并利用总制动力f_total减去步骤4中所接受到的总电制动力f_ed_a，从而获取到需要补充的总气制动力(以下简称f_ep)，即：f_ep＝f_total
‑
f_ed_a。
47.步骤6，bcu按照气制动力分配原则，对总气制动力(进行具体计算分配，以计算出各个转向架上的各轴需要补充的气制动力，包括：
48.步骤7，装载在bcu内部的控制软件，按照气制动单元的特性，根据步骤6中的总气制动力，计算出各气制动单元需要施加的制动缸压力(以下简称bcp_i，其中i为气制动单元的编号)。
49.步骤8，bcu通过与制动单元内部的can总线通信，将包含步骤7中的bcp_i的驱动指令，发送给每一个单独的气制动控制单元(以下简称bcu_i)。各bcu_i按照接收的驱动指令，控制各自的气制动单元输出制动缸压力bcp_a。
50.步骤9，最终，列车在步骤3中所有tcu实际发挥的电制动力，以及步骤8中所有气制动单元输出的制动缸压力的作用下，实现电空制动，直至停车。
51.由上述步骤可以看出，现有的列车制动控制方法是利用tcms来解决目前物理编组的列车所面临的瓶颈，它使用“数据驱动”的列车控制理念，通过无线信息传输，来实现制动控制功能。但其不可避免的存在各子系统单独控制，相互信息交互通信的无法复用等弊端。
52.图2是本发明提供的基于融合控制的制动控制方法的流程示意图之一，如图2所示，本发明提供了一种基于融合控制的制动控制方法，包括但不限于以下步骤：
53.步骤11：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元tcu发送制动指令；
54.步骤12：所述融合控制平台根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定所述列车的实际电制动力；
55.步骤13：所述融合控制平台根据所述实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；
56.步骤14：所述融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车。
57.其中，融合控制平台(以下简称mvcu)可以是基于现有列车控制系统中的列车自动驾驶系统ato与列车控制和管理系统tcms融合构成的，即本发明所提出的制动控制方法，是一种通过该融合控制平台可以取消列车上的部分重复指令信号，并能对其它系统的信号进行复用，以实现数据驱动的方法。基于此方法提出融合控制功能对列车制动过程中的电空混合制动力，进行合理分配，并通过对ato安装在车上的加速度计进行信号复用，对制动过程中的减速度闭环控制，能有效解决现有列车控制时各子系统单独控制，相互信息交互通信的无法复用的弊端，同时提高制动指令传输的时间。
58.具体地，当列车需要制动时，由mvcu发出一个制动指令并携带有制动级位大小，与现有的制动控制方法不同的，在本发明中只有各个tcu能够接受该制动指令。
59.tcu在接收到由mvcu发出的制动指令，以获取的此次制动的制动级位大小之后，则可以按照上述步骤2的方法，由每个tcu根据制动指令中所包含的制动位级信息，计算出各自能够发挥的电制动力的值，以进行累加获取所有tcu实际发挥的点制动力，构成列车的实际电制动力f_ed_a。不同的是，在本发明中，所计算出的f_ed_a值是传输给mvcu(现有技术中是发送给tcm)。
60.进一步地，mvcu在获取到牵引控制单元tcu上传的实际电制动力f_ed_a之后，可以根据列车的制动级位大小、列车运行速度以及载重，确定出列车所需的总制动力(以下简称f_total)；然后，根据实际电制动力f_ed_a与总制动力f_total之间的大小关系，以制定出满足制动要求的控制力分配方案。
61.例如，由于列车在设计之初就确定优先使用电制动，当电制动能力不足时，再由空气制动进行制动力的补充，故在f_ed_a小于f_total的情况下，可以采用电空混合制动这一控制力分配方案。
62.最后，融合控制平台根据所确定的控制力分配方案，控制各牵引控制单元tcu输出相应的电制动力，和/或控制各制动控制系统bcu输出相应的气制动力，以共同实现停车。
63.本发明是提供的基于融合控制的制动控制方法及系统，通过融合控制对制动力进行分配，在此过程中只需要融合控制平台与tcu通信一次，获取实际的tcu的电制动力值，即可完成空气制动力的分配，此融合可以较好的缩短各系统之间的往复通信过程，所有控制分配流程在融合控制功能的计算下完成，能有效地提高车辆的制动响应精度、停车精度和安全性。
64.基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述控制力分配方案包括：全电制动情况下的电制动力分配方案、全空气制动情况下的气制动力分配方案和电空混合制动力分配方案；所述制动指令包含制动级位信息。
65.具体地，在本发明中可以采取的控制力分配方案主要包括：全电制动情况下的电制动力分配方案、全空气制动情况下的气制动力分配方案和电空混合制动力分配方案等三种制动力分配情况。
66.电制动力分配方案是指所有的制动力均由各牵引控制单元tcu来综合提供电制动力，而不通过制动控制系统bcu提供气制动力的方案。
67.相应地，气制动力分配方案则是指所有的制动力均由各制动控制系统bcu提供气制动力，而不通过各牵引控制单元tcu来综合提供电制动力的方案。
68.相应地，电空混合制动力分配方案则是由指所有的制动力，均由各制动控制系统bcu提供气制动力并结合各牵引控制单元tcu所综合提供的电制动力的方案。
69.本发明提供的基于融合控制的制动控制方法，融合控制平台能够根据实时采集的牵引控制单元tcu所能提供的实际电制动力与列车制动所需的总制动，制定不同的控制力分配方案，融合控制功能只需要和tcu通信一次获取实际的电制动力值信号即可完成空气制动力的分配，此融合可以较好的缩短各系统之间的往复通信过程，所有控制分配流程在融合控制功能的计算下完成，能有效地提高列车的制动响应精度和停车精度。
70.基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述融合控制平台根据所述实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案，具体包括：在实际电制动力异常的情况下，确定控制力分配方案为全空气制动情况下的气制动力分配方案；在实际电制动力正常，且实际电制动力不小于所述总制动力的情况下，确定控制力分配方案为全电制动情况下的电制动力分配方案；在实际电制动力正常，且实际电制动力小于所述总制动力的情况下，确定控制力分配方案为电空混合制动力分配方案。
71.具体地，本发明是由融合控制平台mvcu根据牵引控制单元tcu上传的实际电制动力f_ed_a并结合列车制动所需要的总制动力f_total，来选择执行对应地控制力分配方案。
72.第一种情况，全空气制动力下的气制动力分配方案：
73.在mvcu发出制动指令和制动级位大小时，各tcu应及时发送电制动能力值信号给mvcu，由mvcu来统筹计算整车的电制动能力值f_ed_a。若检测到整车的电制动能力出现异常，如出现了设备故障的情况在，则由mvcu计算整车的总制动力f_total，以将总制动力f_total通过各制动控制系统bcu分配到各个轴上。
74.第二种情况，全电制动情况下的电制动力分配方案：
75.在mvcu接收由各tcu上传的电制动能力值f_ed_a之后，在确认整车的电制动能力正常的情况下，如当车辆处于牵引或者惰行等状态下，mvcu内部同时计算该制动级位对应的总制动力f_total；并比较总制动力f_total和电制动能力值f_ed_a大小。
76.如果电制动能力值满足总制动力需求，即f_ed_a≥f_total，则将计算后的每节车的tcu需要施加的电制力需求值发送给各个tcu,由各个tcu对接收到电制动力需求值进行内部转化执行，输出实际电制动力。
77.其中，电制动能力值f_ed_a可以按照mvcu发出制动指令的前一个周期的接收到tcu电制动能力值作为参考。
78.第三种情况，电空混合制动力分配方案：
79.在mvcu接收由各tcu上传的电制动能力值f_ed_a之后，mvcu内部同时计算出电制动能力值不能完全满足总制动力需求，即f_ed_a<f_total，则计算f_total与f_ed_a之间的差值，该差值即为需要补充的总气制动力(以下简称f_ep)。然后，mvcu根据f_ep，计算出每个轴需要施加的制动力(简称(f_ep_i)，并将该值分配至各个bcu，再由各bcu施加对应的气制动力至各个轴。
80.基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在所述控制力分配方案为全电制动情况下的电制动力分配方案的情况下，所述融合控制平台基于所述控制力分配方案，控
制所述列车停车，具体包括：
81.融合控制平台mvcu根据总制动力，分别向每个牵引控制单元tcu发送电制动力需求值，以使得每个所述牵引控制单元tcu根据电制动力需求值输出电制动力，直至控制列车停车；电制动力需求值为列车当前运行状态下，需要各牵引控制单元tcu输出的电制动力。
82.具体地，如何各牵引控制单元tcu能够输出的电制动力能够满足总制动力需求的情况下，则融合控制平台mvcu将计算后的每节车的tcu需要施加的电制力需求值发送给各个tcu，由各个tcu对接收到电制动力需求值进行内部转化执行，输出实际电制动力。
83.进一步地，在所述控制力分配方案为全空气制动情况下的气制动力分配方案的情况下，融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车，具体包括：
84.步骤1
‑
1，融合控制平台mvcu根据列车当前运行状态下的实际减速度以及目标减速度，确定当前所需的总气制动力；
85.步骤1
‑
2，融合控制平台mvcu根据当前所需的总气制动力，分别向每个制动控制系统bcu发送气制动力需求值，以使得每个所述制动控制系统bcu根据所述气制动力需求值向各对应轴输出气制动力，以控制所述列车减速；
86.步骤1
‑
3，在所述列车减速的过程中，融合控制平台mvcu重新采集实际减速度以及目标减速度，并重新确定所需的总气制动力；
87.步骤1
‑
4，所述融合控制平台mvcu根据重新确定的总气制动力，继续控制每个制动控制系统bcu向各对应轴输出气制动力；
88.迭代执行步骤1
‑
3至步骤1
‑
4，直至实际减速度与目标减速度的差值小于预设阈值。
89.其中，ato系统在车辆上装有加速度计，可以实时测量车辆在制动过程中的减速度，mvcu可以通过远端输入输出模块(remote input/output mobaile，riom)实时采集加速度信息。
90.在执行全电制动的控制力分配方案时，由于电制动力比较稳定，车辆的实际制动减速度和目标减速度差值较小，没有闭环控制的意义，因此，不对该制动工况做制动减速度闭环控制。
91.在执行全气制动的控制力分配方案时，由于摩擦材料的摩擦特性，制动过程中制动减速度变化比较大，对此工况进行制动减速度的闭环控制能够有效地提高制动精度。
92.具体地，在mvcu确定执行全气制动时，mvcu计算整车的总制动力，并将总制动力分配到各轴上(此时总制动力即为总气制动力)。
93.其中气制动力的分配原则，通常有两种：先拖后动分配(先补充拖车后补充动车)和平均分配。
94.其中，先拖后动分配，是指需要补充的气制动力要优先补充拖车，当拖车达到粘着极限后再补充到动车上。但该制动分配方式会造成拖车的摩擦材料磨耗比动车快，全车拖车摩擦材料更换频率比动车大。
95.平均分配，是将需要补充的总气制动力，平均分在各个车上。需要指出的是：由于动车之前有电制动力，已经有一定的粘着基础，所以在动车上只需补充很少的气制动力，动车的制动粘着就已经达到粘着极限了，如果还要继续补充动车上的气制动力，则会使动车优先发生滑行。因此，在平均分的基础上，还需加上动车的粘着限制，即平均分加粘着限制，
这一分配原则适用于所有轴。
96.进一步地，列车上的每个制动控制系统bcu在输出各自气质哦动力至各轴之后，列车开始减速，在减速的过程中列车的实际减速度会发生快速的变化。故在列车的减速过程中，列车的实际减速度信息会被采集到并发送给mvcu。
97.mvcu接收到列车实际减速度信息后和目标减速度值进行比较，当差值超出阈值后，mvcu重新计算减速度差对应的制动力差值，以重新计算列车完成制动所需要的新的总制动力(新的总制动力必然小于减速前的总制动力，故会继续执行气制动力分配方案)，并根据新的总制动力，按照上述气制动力的分配原则，计算每根轴平均需要补充的制动力，并将该值发送给每个bcu。
98.各bcu在接收到其对应的输出气制动力后，计算为各基础制动单元需要施加的制动缸压力bcp_i，bcu通过制动内部can总线通信，将包含bcp_i信息的驱动指令传输给每一个单独的制动控制单元bcu_i，bcu_i按照接收的指令控制输出具体的制动缸压力bcp_a，以对列车进行制动。
99.迭代执行上述步骤，直当mvcu对列车实际减速度和目标减速度值计算后发现减速度差值小于阈值，停止闭环控制，即不再输出具体执行的制动力指令。
100.本发明提供的基于融合控制的制动控制方法，在施加了气制动力控制列车减速的过程中，通过采集列车的减速度信息，实时调整所需的总制动力，并根据重新确定的总制动力，调整各bcu输出的气制动力，能够有效地提高列车的制动响应精度和停车精度。
101.基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在控制力分配方案为电空混合制动力分配方案的情况下，融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车，具体包括：
102.步骤2
‑
1，融合控制平台获取总制动力与所述实际电制动力之间的差值作为总气制动力，并将实际电制动力作为总电制动力；
103.步骤2
‑
2，融合控制平台基于所述总气制动力和总电制动力，控制每个制动控制系统bcu和每个牵引控制单元tcu控制列车减速；
104.步骤2
‑
3，在列车减速的过程中，融合控制平台重新采集列车的实际减速度以及目标减速度，并重新确定所需的总制动力；
105.步骤2
‑
4，融合控制平台根据重新确定的总制动力，重新确定总气制动力；
106.步骤2
‑
5，融合控制平台根据总电制动力和重新确定的总气制动力，继续控制每个制动控制系统bcu和每个牵引控制单元tcu控制所述列车减速；
107.步骤2
‑
6，迭代执行步骤2
‑
3至步骤2
‑
5，直至实际减速度与所述目标减速度的差值小于预设阈值。
108.图3是本发明实施例提供的基于融合控制的制动控制方法的流程示意图之二，如图3所示，在总电制动力不能完全满足需要补充的总制动力的电空混合制动力分配的过程中，融合控制平台mvcu在接收到f_ed_a值后，利用f_total减去f_ed_a，以计算出所需要补充的总气制动力f_ep。
109.进一步地，融合控制平台mvcu将f_ed_a作为列车在当前情况下完成制动的总电制动力，将f_ep作为总气制动力，以分别控制每个制动控制系统bcu共同输出f_ep，控制每个牵引控制单元tcu共同输出f_ed_a。
110.由于在这一分配方案中，总制动力中包含有气制动力，故也需要对整个制动过程做制动减速度闭环控制。即在整个减速过程中，融合控制平台mvcu实时采集列车的减速度，并将其与目标减速度进行比对，以实时修正总制动力，并重新调整各个制动控制系统bcu所输出的气制动力，直至列车实际减速度和目标减速度值计算后发现减速度差值小于阈值，停止闭环控制，并最终完成列车的制动。
111.需要指出的是，列车在开始执行减速度闭环控制时，当mvcu发出制动指令时，按照制动力需求来校核电制动能力值，电制动能力值可以按照mvcu发出制动指令的前一个周期的接收到tcu电制动能力值作为参考。作为另一种可选地方案，可以先按照全电制动力分配方案运行，当确定所需求的总制动力大于总电制动力时，mvcu输出各tcu的电制动能力值，同时计算总制动力和总电制动力之间的差值；该差值即为需要补充的总气制动力，再按照上述是中的方法计算出各轴需要补充的制动力(f_ep_i)，并将该补充的制动力发送给bcu。
112.基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述融合控制平台是由列车自动驾驶系统ato与列车控制和管理系统tcms融合构成的。
113.图4是本发明提供的基于融合控制的制动控制系统的结构示意图，如图4所示，包括融合控制平台；所述融合控制平台，具体包括：
114.制动指令发送单元1主要用于在列车需要制动的情况下，向各牵引控制单元tcu发送制动指令；电制动力运算单元2主要用于根据每个牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定列车的实际电制动力；分配方案制定单元3主要用于根据实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；分配方案执行单元4主要用于基于控制力分配方案，控制列车停车。
115.需要说明的是，本发明实施例提供的基于融合控制的制动控制系统，在具体执行时，可以基于上述任一实施例所述的基于融合控制的制动控制方法来实现，对此本实施例不作赘述。
116.本发明提供的基于融合控制的制动控制系统，通过融合控制对制动力进行分配，在此过程中只需要融合控制平台与tcu通信一次，获取实际的tcu的电制动力值，即可完成空气制动力的分配，此融合可以较好的缩短各系统之间的往复通信过程，所有控制分配流程在融合控制功能的计算下完成，能有效地提高车辆的制动响应精度、停车精度和安全性。
117.图5是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communicationsinterface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行基于融合控制的制动控制方法，该方法包括：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元tcu发送制动指令；融合控制平台根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定列车的实际电制动力；融合控制平台根据实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制列车停车。
118.此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以
使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
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onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
119.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于融合控制的制动控制方法，该方法包括：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元tcu发送制动指令；融合控制平台根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定列车的实际电制动力；融合控制平台根据实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制列车停车。
120.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于融合控制的制动控制方法，该方法包括：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元tcu发送制动指令；融合控制平台根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定列车的实际电制动力；融合控制平台根据实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制列车停车。
121.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
122.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
123.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，包括：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元tcu发送制动指令；所述融合控制平台根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定所述列车的实际电制动力；所述融合控制平台根据所述实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；所述融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车。2.根据权利要求1所述的基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，所述控制力分配方案包括：全电制动情况下的电制动力分配方案、全空气制动情况下的气制动力分配方案和电空混合制动力分配方案。3.根据权利要求2所述的基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，所述融合控制平台根据所述实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案，具体包括：在所述实际电制动力异常的情况下，确定所述控制力分配方案为全空气制动情况下的气制动力分配方案；在所述实际电制动力正常，且所述实际电制动力不小于所述总制动力的情况下，确定所述控制力分配方案为全电制动情况下的电制动力分配方案；在所述实际电制动力正常，且所述实际电制动力小于所述总制动力的情况下，确定所述控制力分配方案为电空混合制动力分配方案。4.根据权利要求3所述的基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，在所述控制力分配方案为全电制动情况下的电制动力分配方案的情况下，所述融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车，具体包括：所述融合控制平台根据所述总制动力，分别向每个牵引控制单元tcu发送电制动力需求值，以使得每个所述牵引控制单元tcu根据所述电制动力需求值输出电制动力，直至控制所述列车停车；所述电制动力需求值为列车当前运行状态下，需要各牵引控制单元tcu输出的电制动力。5.根据权利要求3所述的基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，在所述控制力分配方案为全空气制动情况下的气制动力分配方案的情况下，所述融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车，具体包括：步骤1
‑
1，所述融合控制平台根据列车当前运行状态下的实际减速度以及目标减速度，确定当前所需的总气制动力；步骤1
‑
2，所述融合控制平台根据所述当前所需的总气制动力，分别向每个制动控制系统bcu发送气制动力需求值，以使得每个所述制动控制系统bcu根据所述气制动力需求值向各对应轴输出气制动力，以控制所述列车减速；步骤1
‑
3，在所述列车减速的过程中，所述融合控制平台重新采集实际减速度以及目标减速度，并重新确定所需的总气制动力；步骤1
‑
4，所述融合控制平台根据重新确定的总气制动力，继续控制每个所述制动控制系统bcu向各对应轴输出气制动力；
迭代执行步骤1
‑
3至步骤1
‑
4，直至所述实际减速度与所述目标减速度的差值小于预设阈值。6.根据权利要求3所述的基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，在所述控制力分配方案为电空混合制动力分配方案的情况下，所述融合控制平台基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车，具体包括：步骤2
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1，所述融合控制平台获取所述总制动力与所述实际电制动力之间的差值作为总气制动力，并将所述实际电制动力作为总电制动力；步骤2
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2，所述融合控制平台基于所述总气制动力和所述总电制动力，控制每个制动控制系统bcu和每个牵引控制单元tcu控制所述列车减速；步骤2
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3，在所述列车减速的过程中，所述融合控制平台重新采集列车的实际减速度以及目标减速度，并重新确定所需的总制动力；步骤2
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4，所述融合控制平台根据重新确定的总制动力，重新确定总气制动力；步骤2
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5，所述融合控制平台根据总电制动力和重新确定的总气制动力，继续控制每个制动控制系统bcu和每个牵引控制单元tcu控制所述列车减速；步骤2
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6，迭代执行步骤2
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3至步骤2
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5，直至所述实际减速度与所述目标减速度的差值小于预设阈值。7.根据权利要求1
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6任一所述的基于融合控制的制动控制方法，其特征在于，所述融合控制平台是由列车自动驾驶系统ato与列车控制和管理系统tcms融合构成的。8.一种基于融合控制的制动控制系统，其特征在于，包括融合控制平台；所述融合控制平台，具体包括：制动指令发送单元，用于在列车需要制动的情况下，向各牵引控制单元tcu发送制动指令；电制动力运算单元，用于根据每个所述牵引控制单元tcu返回的电制动力值，确定所述列车的实际电制动力；分配方案制定单元，用于根据所述实际电制动力，并结合列车制动所需要的总制动力，确定控制力分配方案；分配方案执行单元，用于基于所述控制力分配方案，控制所述列车停车。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于融合控制的制动控制方法步骤。10.一种非暂态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如权利要求1至7任一项所述基于融合控制的制动控制方法步骤。
技术总结
本发明提供一种基于融合控制的制动控制方法及系统，包括：在列车需要制动的情况下，融合控制平台向各牵引控制单元TCU发送制动指令；根据每个所述牵引控制单元TCU返回的电制动力值，确定列车的实际电制动力；根据实际电制动力，并结合总制动力确定控制力分配方案；基于控制力分配方案控制列车停车。本发明提供的基于融合控制的制动控制方法及系统，通过融合控制对制动力进行分配，在此过程中只需要融合控制平台与TCU通信一次，获取实际的TCU的电制动力值，即可完成空气制动力的分配，此融合可以较好的缩短各系统之间的往复通信过程，所有控制分配流程在融合控制功能的计算下完成，能有效地提高车辆的制动响应精度、停车精度和安全性。安全性。安全性。


技术研发人员：陈旭 包峰
受保护的技术使用者：交控科技股份有限公司
技术研发日：2021.03.02
技术公布日：2021/6/29