一种列车速度控制方法、装置、司机控制器及存储介质与流程

1.本技术涉及列车控制技术领域，特别涉及一种列车速度控制方法、装置、司机控制器及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.高铁、地铁等列车客运量大、行驶速度快，因此保障列车的安全性至关重要。列车上，司机控制器是列车换向、调速的主控制器，是列车上非常关键的控制设备之一。
3.列车的司机控制器，简称司控器，主要由控制机构、换向机构、联锁机构、调速机构等组成，具有钥匙、方向手柄、速度调节手柄等直接操作部件，司控器输出数字量和模拟量信号至列车网络控制系统，进而达到控制列车启停、方向、速度的目的。
4.其中，速度调节手柄用于司机调整车速，司控器基于与速度调节手柄连接的车速输入检测电路可生成对应的车速输入电信号，进而输出至列车网络控制系统以便对列车实际速度进行调整。现有技术中常用的司控器，其车速输入检测电路多为单路或两路信号输出的电位器检测电路(信号形式有电压值、电流值)。
5.显然，单电位器单路信号输出方式安全性较差，在故障发生时将会出现列车控制不正常甚至列车无法继续运行的问题。在双电位器两路信号的输出模式中，通常是将两个电位器的输出信号进行大小比较，若两者输出差值超过预设标准，即可判定其中一个电位器出现故障，但无法定位故障点，只能在列车牵引时取小速度级位，而在制动时取较大的制动级位。可见，其控制精度较低，无法故障定位，存在有不必要的降速操作的可能，合理性有待提高。
6.鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。


技术实现要素：

7.本技术的目的在于提供一种列车速度控制方法、装置、司机控制器及计算机可读存储介质，以便有效提高车速控制的精确度与合理性，并实现车速检测电路的故障定位，提高行车安全性和可靠性。
8.为解决上述技术问题，第一方面，本技术公开了一种列车速度控制方法，应用于列车的司机控制器；所述列车设有n路车速输入检测电路，n不小于3，各所述车速输入检测电路均与所述列车的速度调节手柄连接，用以根据所述速度调节手柄被设置的速度信息生成对应的车速输入电信号；所述方法包括：
9.分别接收各路所述车速输入检测电路发送的各个所述车速输入电信号；
10.将各个所述车速输入电信号进行两两比较，以便在参与比较的两个车速输入电信号的差值大于预设误差阈值时，对所述两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记；
11.分别确定各个所述车速输入电信号是否为正常信号；所述正常信号为异常情况的标记次数小于预设次数阈值的车速输入电信号；所述预设次数阈值小于n；
12.将所有正常信号的平均值作为车速控制信号输出至所述列车的调速机构，以便调节列车车速。
13.可选地，在所述将各个所述车速输入电信号进行两两比较之前，还包括：
14.分别对各个所述车速输入电信号进行信号范围调理和信号滤波。
15.可选地，在所述分别确定各个所述车速输入电信号是否为正常信号之后，还包括：
16.确定各个所述车速输入电信号中的故障信号；所述故障信号为异常情况的标记次数不小于所述预设次数阈值的车速输入电信号；
17.根据所述故障信号确定发生故障的车速输入检测电路；
18.生成针对于发生故障的车速输入检测电路的告警信息。
19.可选地，所述预设次数阈值为n-1。
20.可选地，在所述确定各个所述车速输入电信号中的故障信号之后，还包括：
21.判断各个所述故障信号的持续时间是否小于预设时长；
22.若是，则将故障信号恢复为正常信号。
23.可选地，各路所述车速输入检测电路为电位器检测电路。
24.第二方面，本技术还公开了一种列车速度控制装置，应用于列车的司机控制器；所述列车设有n路车速输入检测电路，n不小于3，各所述车速输入检测电路均与所述列车的速度调节手柄连接，用以根据所述速度调节手柄被设置的速度信息生成对应的车速输入电信号；所述装置包括：
25.接收模块，用于分别接收各路所述车速输入检测电路发送的各个所述车速输入电信号；
26.比较模块，用于将各个所述车速输入电信号进行两两比较，以便在参与比较的两个车速输入电信号的差值大于预设误差阈值时，对所述两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记；
27.判断模块，用于分别确定各个所述车速输入电信号是否为正常信号；所述正常信号为异常情况的标记次数小于预设次数阈值的车速输入电信号；所述预设次数阈值小于n；
28.输出模块，用于将所有正常信号的平均值作为车速控制信号输出至所述列车的调速机构，以便调节列车车速。
29.可选地，还包括：
30.预处理模块，用于在所述比较模块将各个所述车速输入电信号进行两两比较之前，分别对各个所述车速输入电信号进行信号范围调理和信号滤波。
31.可选地，还包括：
32.告警模块，用于在所述判断模块分别确定各个所述车速输入电信号是否为正常信号之后，确定各个所述车速输入电信号中的故障信号；所述故障信号为异常情况的标记次数不小于所述预设次数阈值的车速输入电信号；根据所述故障信号确定发生故障的车速输入检测电路；生成针对于发生故障的车速输入检测电路的告警信息。
33.可选地，所述预设次数阈值为n-1。
34.可选地，所述告警模块还用于：
35.在确定各个所述车速输入电信号中的故障信号之后，判断各个所述故障信号的持续时间是否小于预设时长；若是，则将故障信号恢复为正常信号。
36.可选地，各路所述车速输入检测电路为电位器检测电路。
37.第三方面，本技术还公开了一种司机控制器，包括：
38.存储器，用于存储计算机程序；
39.处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上所述的任一种列车速度控制方法的步骤。
40.第四方面，本技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如上所述的任一种列车速度控制方法的步骤。
41.本技术所提供的列车速度控制方法应用于列车的司机控制器；所述列车设有n路车速输入检测电路，n不小于3，各所述车速输入检测电路均与所述列车的速度调节手柄连接，用以根据所述速度调节手柄被设置的速度信息生成对应的车速输入电信号；所述方法包括：分别接收各路所述车速输入检测电路发送的各个所述车速输入电信号；将各个所述车速输入电信号进行两两比较，以便在参与比较的两个车速输入电信号的差值大于预设误差阈值时，对所述两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记；分别确定各个所述车速输入电信号是否为正常信号；所述正常信号为异常情况的标记次数小于预设次数阈值的车速输入电信号；所述预设次数阈值小于n；将所有正常信号的平均值作为车速控制信号输出至所述列车的调速机构，以便调节列车车速。
42.可见，本技术通过设置三路以上的车速输入检测电路，并对各路输出的车速输入电信号进行两两比较以标记误差较大的异常情况，从而可根据被标记的总次数确定出正常信号和故障信号，并基于正常信号的平均值进行车速调节。本技术不仅可有效检测出时哪路车速输入检测电路发生故障，方便技术人员维修，而且还可有效提高车速控制的精确度与合理性，避免了速度调节手柄微动而引起的控制误差，也避免了因检测不准确而导致不必要的降速操作，提高了行车安全和可靠性。本技术所提供的列车速度控制装置、司机控制器及计算机可读存储介质同样具有上述有益效果。
附图说明
43.为了更清楚地说明现有技术和本技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本技术实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本技术实施例的附图描述的仅仅是本技术中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本技术的保护范围。
44.图1为本技术实施例公开的一种列车速度控制方法的流程图；
45.图2为本技术实施例提供的一种列车速度控制方法的应用场景图；
46.图3为本技术实施例提供的一种电位器输出信号与速度调节手柄位置的关系曲线图；
47.图4为本技术实施例公开的一种列车速度控制装置的结构框图；
48.图5为本技术实施例公开的一种司机控制器的结构框图。
具体实施方式
49.本技术的核心在于提供一种列车速度控制方法、装置、司机控制器及计算机可读存储介质，以便有效提高车速控制的精确度与合理性，并实现车速检测电路的故障定位，提高行车安全性和可靠性。
50.为了对本技术实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.列车的司机控制器，简称司控器，主要由控制机构、换向机构、联锁机构、调速机构等组成，具有钥匙、方向手柄、速度调节手柄等直接操作部件，司控器输出数字量和模拟量信号至列车网络控制系统，进而达到控制列车启停、方向、速度的目的。其中，速度调节手柄用于司机调整车速，司控器基于与速度调节手柄连接的车速输入检测电路可生成对应的车速输入电信号，进而输出至列车网络控制系统以便对列车实际速度进行调整。
52.当前，现有技术中常用的司控器，其车速输入检测电路多为单路或两路信号输出的电位器检测电路(信号形式有电压值、电流值)。但无论是单路还是双路电位器检测模式，都存在着车速控制精度较差等缺点。显然，单电位器单路信号输出方式在故障发生时将直接会出现列车控制不正常甚至列车无法继续运行的问题；而双电位器两路信号的输出模式，通常仅可根据两个电位器输出信号的差值大小判定是否出现故障，但无法定位故障点，故而只能在列车牵引时取小速度级位，而在制动时取较大的制动级位。鉴于此，本技术提供了一种列车速度控制方案，可有效解决上述问题。
53.参见图1所示，本技术实施例公开了一种列车速度控制方法，应用于列车的司机控制器；列车设有n路车速输入检测电路，n不小于3，各车速输入检测电路均与列车的速度调节手柄连接，用以根据速度调节手柄被设置的速度信息生成对应的车速输入电信号；该方法主要包括：
54.s101：分别接收各路车速输入检测电路发送的各个车速输入电信号。
55.需要指出的是，本技术实施例所提供的列车速度控制方法，具体是基于n路车速输入检测电路而实现的，其中，n不小于3，即，本技术中至少设置有3路车速输入检测电路。每一路车速输入检测电路均可独立工作，对司机通过调节速度调节手柄的位置而设置的速度信息进行检测，由此，本技术中司机控制器可获取到三个以上的车速输入电信号。
56.其中，作为一种具体实施例，各路车速输入检测电路可具体为电位器检测电路。
57.具体地，可参照图2，图2为本技术实施例提供的一种列车速度控制方法的应用场景图。其中具体示出了三路车速输入检测电路，并且，各路车速输入检测电路均为电位器检测电路，基于电位器实现。
58.司机控制器的速度调节手柄转动至不同角度时，将带动各路车速输入检测电路中的电位器运动至不同位置，从而输出多路电压/电流信号。这些信号一般与速度呈线性控制关系。电位器本身是精度较高的变阻器，通过在其两端加恒定电压，并利用速度调节手柄通过机械结构来调节电位器在电路中的阻值，可使电位器平稳地输出对应的电压或电流信号。
59.以电压信号为例，假设其输出电压范围0-10v，理论上每路电位器输出电压是一致
的，但由于电位器本体、机械误差及控制误差的影响，实际输出并不完全一致，但是各电位器的输出信号与调节角度、位移均呈线性关系。具体可参照图3，图3为本技术实施例提供的一种电位器输出信号与速度调节手柄位置的关系曲线图。
60.s102：将各个车速输入电信号进行两两比较，以便在参与比较的两个车速输入电信号的差值大于预设误差阈值时，对两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记。
61.具体地，司机控制器在接收到各路车速输入检测电路发送的车速输入电信号后，可进行两两比较。每次在对两个车速输入电信号进行比较时，若两者的差值大于预设误差阈值，则可认为这两个车速输入电信号中至少有一个故障，但由于根据单次比较结果尚无法确定究竟是哪路检测电路故障，因此可对这两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记。
62.s103：分别确定各个车速输入电信号是否为正常信号；正常信号为异常情况的标记次数小于预设次数阈值的车速输入电信号；预设次数阈值小于n。
63.具体地，当对n个车速输入电信号两两比较完成后，可根据每个车速输入电信号被标记异常情况的总次数，来判断对应的车速输入检测电路是否故障。容易理解的是，故障的车速输入电信号在与其他任一正常的车速输入电信号进行比较时，一般均会出现差值较大的异常情况；而正常的车速输入电信号在与其他正常的车速输入电信号进行比较时，则通常不会出现差值较大的异常情况。因此显然，故障的车速输入电信号被标记异常情况的次数将明显大于正常的车速输入电信号。
64.由此，标记异常情况的总次数小于预设次数阈值的车速输入电信号可被判定为正常信号；而标记异常情况的总次数等于或大于预设次数阈值的车速输入电信号可被判定为故障信号。
65.容易理解的是，从而判断其中该电位器出现故障，隔离此路信号。
66.s104：将所有正常信号的平均值作为车速控制信号输出至列车的调速机构，以便调节列车车速。
67.具体地，当确定出所有的正常信号之后，便可以对各个正常信号取平均值，作为最终要输出的车速控制信号。车速控制信号可具体发送至列车网络控制系统，进而作用到列车的调速机构。
68.容易理解的是，以各个正常信号的平均值进行车速调整，可有效避免在速度调节手柄微动时引起列车冲击、行驶不稳的问题。
69.本技术实施例所提供的列车速度控制方法应用于列车的司机控制器；列车设有n路车速输入检测电路，n不小于3，各车速输入检测电路均与列车的速度调节手柄连接，用以根据速度调节手柄被设置的速度信息生成对应的车速输入电信号；该方法包括：分别接收各路车速输入检测电路发送的各个车速输入电信号；将各个车速输入电信号进行两两比较，以便在参与比较的两个车速输入电信号的差值大于预设误差阈值时，对两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记；分别确定各个车速输入电信号是否为正常信号；正常信号为异常情况的标记次数小于预设次数阈值的车速输入电信号；预设次数阈值小于n；将所有正常信号的平均值作为车速控制信号输出至列车的调速机构，以便调节列车车速。
70.可见，本技术通过设置三路以上的车速输入检测电路，并对各路输出的车速输入电信号进行两两比较以标记误差较大的异常情况，从而可根据被标记的总次数确定出正常
信号和故障信号，并基于正常信号的平均值进行车速调节。本技术不仅可有效检测出时哪路车速输入检测电路发生故障，方便技术人员维修，而且还可有效提高车速控制的精确度与合理性，避免了速度调节手柄微动而引起的控制误差，也避免了因检测不准确而导致不必要的降速操作，提高了行车安全和可靠性。
71.作为一种具体实施例，本技术实施例所提供的列车速度控制方法在上述内容的基础上，预设次数阈值可具体为n-1。
72.具体地，在对n个车速输入电信号进行两两比较时，每个车速输入电信号均参与了n-1次比较。因此，本实施例中，可具体将用于区分正常信号与故障信号的预设次数阈值设置为n-1，即，若某个车速输入电信号与其他任意一个车速输入电信号的差值均超过了预设误差阈值，则可判定该车速输入电信号为故障信号。
73.作为一种具体实施例，本技术实施例所提供的列车速度控制方法在上述内容的基础上，在将各个车速输入电信号进行两两比较之前，还包括：
74.分别对各个车速输入电信号进行信号范围调理和信号滤波。
75.具体地，本技术实施例所提供的列车速度控制方法可通过信号预处理(包括信号范围调理和信号滤波)来进一步提高信号精确度，确保调速平稳。
76.作为一种具体实施例，本技术实施例所提供的列车速度控制方法在上述内容的基础上，在分别确定各个车速输入电信号是否为正常信号之后，还包括：
77.确定各个车速输入电信号中的故障信号；故障信号为异常情况的标记次数不小于预设次数阈值的车速输入电信号；
78.根据故障信号确定发生故障的车速输入检测电路；
79.生成针对于发生故障的车速输入检测电路的告警信息。
80.具体地，本实施例中，可在确定出故障的车速输入检测电路后进行告警，以便及时提醒列车司机进行处理。
81.作为一种具体实施例，本技术实施例所提供的列车速度控制方法在上述内容的基础上，在确定各个车速输入电信号中的故障信号之后，还包括：
82.判断各个故障信号的持续时间是否小于预设时长；
83.若是，则将故障信号恢复为正常信号。
84.具体地，考虑到信号扰动问题，本技术实施例对于“故障”的车速输入电信号进行了延时观察，以便防止对因扰动问题而短暂“故障”的车速输入检测电路形成误检。
85.参见图4所示，本技术实施例公开了一种列车速度控制装置，应用于列车的司机控制器；列车设有n路车速输入检测电路，n不小于3，各车速输入检测电路均与列车的速度调节手柄连接，用以根据速度调节手柄被设置的速度信息生成对应的车速输入电信号；该装置包括：
86.接收模块401，用于分别接收各路车速输入检测电路发送的各个车速输入电信号；
87.比较模块402，用于将各个车速输入电信号进行两两比较，以便在参与比较的两个车速输入电信号的差值大于预设误差阈值时，对两个车速输入电信号均进行一次异常情况的标记；
88.判断模块403，用于分别确定各个车速输入电信号是否为正常信号；正常信号为异常情况的标记次数小于预设次数阈值的车速输入电信号；预设次数阈值小于n；
89.输出模块404，用于将所有正常信号的平均值作为车速控制信号输出至列车的调速机构，以便调节列车车速。
90.可见，本技术通过设置三路以上的车速输入检测电路，并对各路输出的车速输入电信号进行两两比较以标记误差较大的异常情况，从而可根据被标记的总次数确定出正常信号和故障信号，并基于正常信号的平均值进行车速调节。本技术不仅可有效检测出时哪路车速输入检测电路发生故障，方便技术人员维修，而且还可有效提高车速控制的精确度与合理性，避免了速度调节手柄微动而引起的控制误差，也避免了因检测不准确而导致不必要的降速操作，提高了行车安全和可靠性。
91.关于上述列车速度控制装置的具体内容，可参考前述关于列车速度控制方法的详细介绍，这里就不再赘述。
92.作为一种具体实施例，本技术实施例所公开的列车速度控制装置在上述内容的基础上，还包括：
93.预处理模块，用于在比较模块402将各个车速输入电信号进行两两比较之前，分别对各个车速输入电信号进行信号范围调理和信号滤波。
94.作为一种具体实施例，本技术实施例所公开的列车速度控制装置在上述内容的基础上，还包括：
95.告警模块，用于在判断模块403分别确定各个车速输入电信号是否为正常信号之后，确定各个车速输入电信号中的故障信号；故障信号为异常情况的标记次数不小于预设次数阈值的车速输入电信号；根据故障信号确定发生故障的车速输入检测电路；生成针对于发生故障的车速输入检测电路的告警信息。
96.作为一种具体实施例，本技术实施例所公开的列车速度控制装置在上述内容的基础上，预设次数阈值为n-1。
97.作为一种具体实施例，本技术实施例所公开的列车速度控制装置在上述内容的基础上，告警模块还用于：
98.在确定各个车速输入电信号中的故障信号之后，判断各个故障信号的持续时间是否小于预设时长；若是，则将故障信号恢复为正常信号。
99.作为一种具体实施例，本技术实施例所公开的列车速度控制装置在上述内容的基础上，各路车速输入检测电路均为电位器检测电路。
100.参见图5所示，本技术实施例公开了一种司机控制器，包括：
101.存储器501，用于存储计算机程序；
102.处理器502，用于执行所述计算机程序以实现如上所述的任一种列车速度控制方法的步骤。
103.进一步地，本技术实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如上所述的任一种列车速度控制方法的步骤。
104.关于上述司机控制器和计算机可读存储介质的具体内容，可参考前述关于列车速度控制方法的详细介绍，这里就不再赘述。
105.本技术中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而
言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
106.还需说明的是，在本技术文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，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。
107.以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术的保护范围内。