一种轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法及装置与流程

本技术涉及轨道车辆，具体涉及一种轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法及装置。

背景技术：

1、目前，轨道交通车辆制动系统在冬季雨雪和极寒天气下，转向架区域会形成复杂的气流，极易卷起轨道上的积雪。这些积雪附着在制动夹钳、闸片与制动盘的缝隙中。制动时摩擦产生的高温会使部分积雪融化成水，而一旦列车停止或制动间隔较长，这些雪水会在低温下重新凝结成冰，导致制动夹钳无法正常缓解（松开），甚至造成车轮抱死。同时制动缓解不彻底会导致部件冻结，制动后若闸片未能完全从制动盘上回位，微小的间隙在冰雪环境下很容易被冰桥连接，造成彻底冻住，造成制动失效，危及行车安全。

2、相关技术提供以下硬件加热方案：在制动夹钳安装电加热元件（如加热器）。该方案对存量车改造难度大，且通常为低温常开或手动触发，功率调节不精准，缺乏与软件措施的协同。

3、相关技术还提供以下周期性动作方案：在车辆库外停放时，由制动控制单元控制制动夹钳进行间歇式的施加和缓解动作（如缓解周期50秒），通过机械运动破除或防止冰层形成。该方案不改变硬件，但控制策略相对简单固定，缺乏对环境和车辆状态的精准感知，可能造成不必要的磨耗或能源浪费。

4、相关技术又提供以下清洁制动方案：车辆运行中，由司机手动触发或系统在特定条件下（如速度高于40km/h）自动施加小级位制动力，以清除制动盘面上的冰雪。该方案主要用于运行中的预防，对库停后深度冻结的预防效果有限。

5、然而，相关技术的方案存在以下问题：第一，环境适应性有限：基于固定周期或单一阈值触发的控制策略，在环境参数（如温湿度、冰雪强度）剧烈或快速变化的复杂工况下，其响应及时性与动作精准性可能存在优化空间。第二，实施成本与兼容性挑战：对于未预装加热装置的存量运营车辆，依赖于新增硬件加热元件的方案会涉及制动夹钳的结构改造，其初期改造成本与长期维护复杂度相对较高。此外，即便车辆已配备加热装置，其控制策略也往往较为单一，未能与其它防冻措施形成智能协同。第三，系统协同能力不足：硬件加热与软件周期性制动等多重防冻措施往往独立运行，缺乏根据实时风险等级进行动态协同与优先级调配的机制，难以在保障防冰效果的同时，实现系统能耗与部件磨耗的综合最优。

技术实现思路

1、为了解决上述技术缺陷之一，本技术实施例中提供了一种轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法及装置。

2、根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法，包括：

3、获取目标车辆的指定信息，其中，指定信息包括环境温度信息、环境湿度信息、整车状态信息和制动盘状态信息；

4、构建轨道车辆指定信息与制动系统智能防冻结控制策略之间的映射关系；

5、基于该映射关系，根据获取的指定信息确定对应的制动系统智能防冻结控制策略；

6、控制目标车辆执行确定的制动系统智能防冻结控制策略。

7、在本技术一个可选的实施例中，所述获取目标车辆的指定信息，包括：

8、调用列车控制管理系统中车外环境温度传感器和湿度传感器的数据，得到目标车辆的环境温度信息、环境湿度信息；

9、调用列车控制管理系统或车辆控制单元中的实时车速、列车位置和牵引/制动挡位，作为目标车辆的整车状态信息。

10、在本技术一个可选的实施例中，所述获取目标车辆的指定信息，包括：

11、通过目标车辆上转向架监控系统的视频图像系统采集制动盘表面的图像和视频，根据制动盘表面的图像和视频识别制动盘表面的干湿或冰雪附着状态，作为目标车辆的制动盘状态信息；或者

12、通过设置在制动夹钳周围的防护式图像传感器以及设置在制动盘表面的温度传感器，分别实时监测制动盘表面的图像和物理温度，用于识别制动盘表面的干湿或冰雪附着状态，作为目标车辆的制动盘状态信息。

13、在本技术一个可选的实施例中，所述构建轨道车辆指定信息与制动系统智能防冻结控制策略之间的映射关系，包括：

14、根据指定信息，确定目标车辆处于低冻结风险、中冻结风险和高冻结风险中的一种冻结风险；

15、对于低冻结风险、中冻结风险和高冻结风险中的每一种冻结风险，确定当前冻结风险在运行场景下和库停场景下制动夹钳施加的制动力以及制动夹钳处加热器的加热功率。

16、在本技术一个可选的实施例中，所述根据指定信息，确定目标车辆处于低冻结风险、中冻结风险和高冻结风险中的一种冻结风险，包括：

17、指定信息为环境温度＞0℃，对应的防冻结控制策略为不启动；

18、指定信息为-5℃＜环境温度≤0℃且环境湿度＞80%，判定目标车辆处于低冻结风险；

19、指定信息为-10℃≤环境温度≤-5℃且环境湿度＞80%，判定目标车辆处于中冻结风险；

20、指定信息为环境温度＜-10℃且制动盘表面存在结冰，判定目标车辆处于高冻结风险。

21、在本技术一个可选的实施例中，所述对于低冻结风险、中冻结风险和高冻结风险中的每一种冻结风险，确定当前冻结风险在运行场景下和库停场景下制动夹钳施加的制动力以及制动夹钳处加热器的加热功率，包括：

22、低冻结风险对应的运行场景下防冻结控制策略为控制制动夹钳施加70kpa的清洁制动力，每30分钟执行一次，制动持续5s后缓解；库停场景下防冻结控制策略为控制制动夹钳施加150kpa的破冰制动力，全车辆制动夹钳顺序轮询执行1次，且通过人机界面操作触发；运行场景和库停场景下均控制制动夹钳处加热器以20%功率运行；

23、中冻结风险对应的运行场景下防冻结控制策略为控制制动夹钳施加70kpa的清洁制动力，每5-10分钟执行一次，制动持续8s后缓解；库停场景下防冻结控制策略为控制制动夹钳施加150kpa的破冰制动力，全车辆制动夹钳顺序轮询执行3次，且通过人机界面操作触发；运行场景和库停场景下均控制制动夹钳处加热器以20%功率运行；

24、高冻结风险对应的运行场景下防冻结控制策略为控制制动夹钳施加70kpa的清洁制动力，每2-3分钟执行一次，制动持续10s后缓解，且根据实时采集的制动盘状态信息动态调节动作频次；库停场景下防冻结控制策略为控制制动夹钳施加最大常用制动压力的破冰制动力，共执行3次，且需通过人机界面操作触发；运行场景和库停场景下均控制制动夹钳处加热器全功率运行，直至制动盘界面温度＞0℃后停止。

25、在本技术一个可选的实施例中，所述方法还包括：

26、在目标车辆处于高冻结风险和库停场景下，持续监测目标车辆的指定信息，若2小时内未检测到制动盘表面存在冰雪附着，对目标车辆自动调整为中风险对应的防冻结控制策略。

27、根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种轨道车辆制动系统智能防冻结控制装置，包括：

28、获取模块，用于获取目标车辆的指定信息，其中，指定信息包括环境温度信息、环境湿度信息、整车状态信息和制动盘状态信息；

29、构建模块，用于构建轨道车辆指定信息与制动系统智能防冻结控制策略之间的映射关系；

30、确定模块，用于基于该映射关系，根据获取的指定信息确定对应的制动系统智能防冻结控制策略；

31、防冻结模块，用于控制目标车辆执行确定的制动系统智能防冻结控制策略。

32、根据本技术实施例的第三个方面，提供了一种计算机设备，包括：

33、存储器；

34、处理器；以及

35、计算机程序；

36、其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现所述轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法。

37、根据本技术实施例的第四个方面，提供了一种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以实现所述轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法。

38、采用本技术实施例中提供的轨道车辆制动系统智能防冻结控制方法，获取目标车辆的指定信息，其中，指定信息包括环境温度信息、环境湿度信息、整车状态信息和制动盘状态信息；构建轨道车辆指定信息与制动系统智能防冻结控制策略之间的映射关系；基于该映射关系，根据获取的指定信息确定对应的制动系统智能防冻结控制策略；控制目标车辆执行确定的制动系统智能防冻结控制策略，动态触发软件控制与硬件除冰策略，从而提高防冻结效果的可靠性，同时优化能源消耗和部件磨耗。