一种列车防倾覆的方法、系统、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及轨道列车控制领域，特别是涉及一种列车防倾覆的方法、系统、装置及存储介质。


背景技术：

2.近些年我国的高速列车得到了快速发展，列车的行驶速度不断上升，缩短了旅行时间并提高了乘坐的舒适性。当列车高速行驶在弯道线路时，由于向心力的影响列车会产生一定的倾斜，当倾斜角度过大时列车可能发生倾覆。列车倾覆事故会严重威胁乘客和乘务人员的安全，因此现有技术中当列车行驶到线路中的弯道处时会降低列车的行车速度。因此，如何实现保证列车能够顺利通过弯道线路不发生倾覆事故的同时，还保证列车的行驶速度成为当前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种列车防倾覆的方法、系统、装置及存储介质，当列车行驶在弯道线路时能够在实现防止列车倾覆的同时不降低列车的运行速度。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种列车防倾覆的方法，包括：
5.在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内时，根据所述弯道线路的弯道信息、所述列车的运行速度以及所述列车的载荷信息确定反向力，其中，所述反向力的大小与所述列车在所述弯道线路处的向心力的大小相等，所述反向力的方向与所述向心力的方向相反；
6.在检测到列车进入所述弯道线路时，控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力。
7.优选的，在控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力之后，还包括：
8.判断所述列车的当前倾斜角度是否在预设范围内；
9.若在，则控制所述防倾覆装置持续向所述列车施加所述反向力，并返回判断所述列车的当前倾斜角度是否在预设范围内的步骤；
10.若否，则获取所述列车的当前运行速度，并根据所述当前运行速度、所述弯道信息以及所述载荷信息确定当前反向力的大小，并控制所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力，其中，所述当前反向力的方向与所述列车在当前弯道线路处的向心力的方向相反，所述当前反向力的大小与所述列车在当前弯道线路处的向心力的大小相等。
11.优选的，在控制所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力之后，还包括：
12.判断由所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在所述预设范围内；
13.若是，则控制所述防倾覆装置向所述列车持续施加所述当前反向力，并返回判断由所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在所述
预设范围内的步骤；
14.若否，则将所述列车的行驶速度降低。
15.优选的，所述弯道信息包括所述弯道线路的平整度信息以及所述弯道线路的倾斜方向。
16.优选的，所述防倾覆装置为设置于所述列车的底部或所述列车的转向架上的抬升装置。
17.优选的，若所述防倾覆装置为设置于所述列车的底部的弹性装置，在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内之后，还包括：
18.在检测所述列车与所述弯道线路之间的列车簧的振动幅度大于预设振动阈值时，根据所述列车簧的振动幅度及所述列车簧的振动方向调整所述防倾覆装置与所述列车的底部之间的接触力。
19.本技术还提供了一种列车防倾覆的系统，包括：
20.反向力预加载单元，用于在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内时，根据所述弯道线路的弯道信息、所述列车的运行速度以及所述列车的载荷信息确定反向力，其中，所述反向力的大小与所述列车在所述弯道线路处的向心力的大小相等，所述反向力的方向与所述向心力的方向相反；
21.反向力施加单元，用于在检测到列车进入所述弯道线路时，控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力。
22.本技术还提供了一种列车防倾覆的装置，包括：
23.存储器，用于存储计算机程序；
24.处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述列车防倾覆的方法的步骤。
25.优选的，还包括：
26.防倾覆装置，用于为所述列车提供所述反向力，其中，所述反向力的大小所述列车进入弯道线路时的向心力的大小相等，所述反向力的方向与所述向心力的方向相反；
27.平衡检测传感器，用于检测所述列车的倾斜角度。
28.本技术还提供了一种存储介质，所述存储介质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上述列车防倾覆的方法的步骤。
29.本发明提供了一种列车防倾覆的方法、系统、装置及存储介质，包括在列车进入弯道线路之前的预设路段内时先根据弯道线路的弯道信息、列车的运行速度以及列车的载荷信息确定反向力，反向力的大小与列车在弯道线路处的向心力的大小相等，反向力的方向与列车在弯道线路处的向心力的方向相反，完成反向力的预加载。在检测到列车进入弯道线路时，通过防倾覆装置将反向力施加到列车上以抵消列车在弯道线路处的向心力，从而防止列车倾覆，且不需要降低列车的运行速度。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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。
31.图1为本发明提供的一种列车防倾覆的方法的流程示意图；
32.图2为本发明提供的一种列车防倾覆的系统的结构示意图；
33.图3为本发明提供的一种列车防倾覆的装置的结构示意图；
34.图4为本发明提供的另一种列车防倾覆的装置的结构示意图。
具体实施方式
35.本发明的核心是提供一种列车防倾覆的方法、系统、装置及存储介质，当列车行驶在弯道线路时能够在实现防止列车倾覆的同时不降低列车的运行速度。
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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，都属于本发明保护的范围。
37.请参照图1，图1为本发明提供的一种列车防倾覆的方法的流程示意图，该方法包括：
38.s1：在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内时，根据弯道线路的弯道信息、列车的运行速度以及列车的载荷信息确定反向力，其中，反向力的大小与列车在弯道线路处的向心力的大小相等，反向力的方向与向心力的方向相反；
39.s2：在检测到列车进入弯道线路时，控制列车中的防倾覆装置向列车施加反向力。
40.为了实现在避免列车在弯道线路处行驶时发生倾覆时需要降低列车的行驶速度的目标，在本技术中当列车行驶至弯道线路处时主动向列车施加用于抵抗向心力的反向力，从而实现避免车辆在弯道线路处倾覆的目的。并且现有技术中降低列车在弯道线路处的行驶速度就是为了减弱列车受到的向心力，因此，在本技术中在列车行驶至弯道线路处时主动向列车施加用于抵抗向心力的反向力，可以使得列车行驶在弯道线路处时无需减速。
41.具体的，在列车进入弯道线路之前先预先确定需要提供的反向力的大小和方向。在本技术中反向力是用于抵抗列车在弯道线路处的向心力，而列车在弯道处的向心力与弯道线路的弯道信息、列车的行驶速度以及列车的载荷信息相关。其中，弯道信息可以包括弯道线路的平整度、倾斜方向等，本技术对此不做特别限定。弯道信息可以由列车上的车载通信系统确定，车载通信系统可以预先存储列车当前行驶的线路的全部信息，并结合列车上的定位系统确定列车的当前行驶位置从而判断列车是否即将驶入弯道线路。此外，对于弯道线路之前的预设路段距离正式进入弯道线路的距离本技术不做特别限定，可根据实际情况进行设定。列车的运行速度以及载荷信息可以通过列车中的智能控制系统获取，本技术对比不做特别限定。
42.并且，由于本技术中的反向力是用于抵消列车在弯道线路处的向心力，因此反向力的大小与列车在弯道线路处的向心力的大小相等，反向力的方向与向心力的方向相反。
43.在弯道线路之前的预设路段内预加载反向力，因此当检测到列车进入弯道线路后便可以控制防倾覆装置向列车施加反向力。对于防倾覆装置的具体实现方式本技术不做特别限定，例如选择能够抬升列车车体的装置，或者通过侧拉列车车体达到一定的反向角度从而抵抗向心力的装置，例如设置在列车底部或者转向架上的液压器和弹簧等。
44.综上，本发明提供了一种列车防倾覆的方法，包括在列车进入弯道线路之前的预设路段内时先根据弯道线路的弯道信息、列车的运行速度以及列车的载荷信息确定反向力，反向力的大小与列车在弯道线路处的向心力的大小相等，反向力的方向与列车在弯道线路处的向心力的方向相反，完成反向力的预加载。在检测到列车进入弯道线路时，通过防倾覆装置将反向力施加到列车上以抵消列车在弯道线路处的向心力，从而防止列车倾覆，且不需要降低列车的运行速度。
45.在上述实施例的基础上：
46.作为一种优选的实施例，在控制列车中的防倾覆装置向列车施加反向力之后，还包括：
47.判断列车的当前倾斜角度是否在预设范围内；
48.若在，则控制防倾覆装置持续向列车施加反向力，并返回判断列车的当前倾斜角度是否在预设范围内的步骤；
49.若否，则获取列车的当前运行速度，并根据当前运行速度、弯道信息以及载荷信息确定当前反向力的大小，并控制防倾覆装置向列车施加当前反向力，其中，当前反向力的方向与列车在当前弯道线路处的向心力的方向相反，当前反向力的大小与列车在当前弯道线路处的向心力的大小相等。
50.在本实施例中，为了进一步保证列车行驶在弯道线路处时不会发生倾覆的意外事故，因此在列车进入弯道线路并向其主动施加反向力之后还需进一步判断列车的当前倾斜角度是否在预设范围内，其中，预设范围可根据实际应用需求进行设置，本技术对此不做特别限定。
51.若当前倾斜角度在预设范围内则证明列车不会出现倾覆的情况，因此无需再对列车施加反向力，只需要持续对列车的当前倾斜角度进行检测和是否在预设范围内的判断即可。还需要说明的是，判断列车的当前倾斜角度是否在预设范围内可以为实时判断，以保证列车行驶的安全性。
52.若当前倾斜角度不在预设范围内则表明虽然主动向列车施加了反向力，但是列车依然可能发生倾覆，因此需要对列车的倾斜角度进行进一步调整。因此，在本实施例中，在检测到当前倾斜角度不在预设范围内时，获取列车当前行驶的当前运行速度，并根据当前运行速度、弯道信息以及载荷信息重新确定当前反向力。当前反向力仍然用于通过抵消列车在弯道线路处的向心力从而将列车的倾斜角度调整到预设范围内，因此当前反向力的方向与列车在当前弯道线路处的向心力的方向相反，当前反向力的大小与列车在当前弯道线路处的向心力的大小相等。
53.综上，在本实施例中通过进一步检测列车的倾斜角度是否在预设范围内来判断列车是否仍然有可能发生倾覆，从而进一步提高了列车行驶的安全性，且保证列车在弯道线路行驶时不需要降低速度。
54.作为一种优选的实施例，在控制防倾覆装置向列车施加当前反向力之后，还包括：
55.判断由防倾覆装置向列车施加当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在预设范围内；
56.若是，则控制防倾覆装置向列车持续施加当前反向力，并返回判断由防倾覆装置向列车施加当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在预设范围内的步骤；
57.若否，则将列车的行驶速度降低。
58.在本实施例中，当检测到列车在弯道线路处的倾斜角度不在预设范围内并再次向列车主动施加用于抵抗向心力的当前反向力时，进一步判断列车的当前倾斜角度是否在预设范围内；若在预设范围内，则控制防倾覆装置像列车持续施加当前反向力并持续判断由防倾覆装置向列车施加当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在预设范围内，以保证列车安全度过弯道线路；若不在预设范围内则表明通过向列车主动施加反向力的防倾覆策略可能失效，为保证列车的安全需要主动将列车降速，对于列车具体的降速策略本技术不做特别限定，例如直接降低到预设防倾覆速度或者逐级降低速度等。
59.综上，在本实施例中当检测到通过向列车主动施加反向力的防倾覆策略失效后，主动降低列车的行驶速度，进一步保证了列车行驶的安全性。
60.作为一种优选的实施例，弯道信息包括弯道线路的平整度信息以及弯道线路的倾斜方向。
61.在本实施例中，弯道信息具体包括弯道线路的平整度信息和弯道线路的倾斜方向，弯道线路的平整度以及倾斜方向均会对列车的行驶状态产生影响，因此在确定需要为列车主动提供的反向力时需要将弯道线路的平整度信息和倾斜方向考虑到，其中，平整度信息可以为不同的平整度等级，倾斜方向包括向内倾斜以及向内倾斜的角度或向外倾斜以向外倾斜的倾斜角度等，本技术对此不作特别限定。
62.作为一种优选的实施例，防倾覆装置为设置于列车的底部或列车的转向架上的抬升装置。
63.在本实施例中，用于为列车提供反向力的防倾覆装置具体为抬升装置，抬升装置设置于列车的底部或者列车的转向架上，抬升装置通过将列车抬升以使列车的车体达到一定的倾斜角度以抵抗列车受到向心力后产生的倾斜角度。抬升装置可以为弹簧或液压阻尼器等，本技术对此不作特别限定。
64.作为一种优选的实施例，若防倾覆装置为设置于列车的底部的弹性装置，在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内之后，还包括：
65.在检测列车与弯道线路之间的列车簧的振动幅度大于预设振动阈值时，根据列车簧的振动幅度及列车簧的振动方向调整防倾覆装置与列车的底部之间的接触力。
66.在本实施例中，考虑到列车在行驶过程中可能会遇到不平整的路段，导致列车出现颠簸，影响列车内的乘客的乘坐体验，因此在本实施例中可以主动提升列车在行驶过程中的舒适性。
67.具体的，列车上通常有用于进行缓冲从而提高乘客乘坐列车的舒适性的列车簧，当列车簧的振动幅度大于预设振动阈值时表明列车此时比较颠簸，需要进一步提高列车运行的安全性，因此本实施例中当防倾覆装置为设置于列车底部的弹性装置时还可以根据列车簧的振动幅度及列车簧的振动方向调整防倾覆装置与列车的底部之间的接触力从而抵抗因线路不平整等因素导致的列车颠簸，进一步提高列车的舒适性。
68.请参照图2，图2为本发明提供的一种列车防倾覆的系统的结构示意图，该系统包括：
69.反向力预加载单元11，用于在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内时，根据弯道线路的弯道信息、列车的运行速度以及列车的载荷信息确定反向力，其中，反向力
的大小与列车在弯道线路处的向心力的大小相等，反向力的方向与向心力的方向相反；
70.反向力施加单元12，用于在检测到列车进入弯道线路时，控制列车中的防倾覆装置向列车施加反向力。
71.对于本技术提供的一种列车防倾覆的系统的相关介绍请参照上述列车防倾覆的方法的实施例，本技术在此不做赘述。
72.在上述实施例的基础上：
73.作为一种优选的实施例，还包括：
74.当前倾斜角度判断单元，用于在控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力之后判断所述列车的当前倾斜角度是否在预设范围内；若在，则控制所述防倾覆装置持续向所述列车施加所述反向力，并触发反向力施加单元12；若否，则触发反向力调整单元；
75.反向力调整单元，用于获取所述列车的当前运行速度，并根据所述当前运行速度、所述弯道信息以及所述载荷信息确定当前反向力的大小，并控制所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力，其中，所述当前反向力的方向与所述列车在当前弯道线路处的向心力的方向相反，所述当前反向力的大小与所述列车在当前弯道线路处的向心力的大小相等。
76.作为一种优选的实施例，还包括：
77.降速判断单元，用于在控制所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力之后，判断由所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在所述预设范围内；若是，则控制所述防倾覆装置向所述列车持续施加所述当前反向力，并触发当前倾斜角度判断单元；若否，则触发降速单元；
78.降速单元，用于将所述列车的行驶速度降低。
79.作为一种优选的实施例，所述弯道信息包括所述弯道线路的平整度信息以及所述弯道线路的倾斜方向。
80.作为一种优选的实施例，所述防倾覆装置为设置于所述列车的底部或所述列车的转向架上的抬升装置。
81.作为一种优选的实施例，若所述防倾覆装置为设置于所述列车的底部的弹性装置，还包括：
82.主动舒适单元，用于在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内之后，在检测所述列车与所述弯道线路之间的列车簧的振动幅度大于预设振动阈值时，根据所述列车簧的振动幅度及所述列车簧的振动方向调整所述防倾覆装置与所述列车的底部之间的接触力。
83.请参照图3，图3为本发明提供的一种列车防倾覆的装置的结构示意图，该装置包括：
84.存储器21，用于存储计算机程序；
85.处理器22，用于执行计算机程序时实现上述列车防倾覆的方法的步骤。
86.对于本技术提供的一种列车防倾覆的装置的相关介绍请参照上述列车防倾覆的方法的实施例，本技术在此不做赘述。
87.在上述实施例的基础上：
88.作为一种优选的实施例，还包括：
89.防倾覆装置23，用于为列车提供反向力，其中，反向力的大小列车进入弯道线路时的向心力的大小相等，反向力的方向与向心力的方向相反；
90.平衡检测传感器24，用于检测列车的倾斜角度。
91.在本实施例中，列车防倾覆的装置还包括防倾覆装置23和平衡检测传感器24，请参照图4，图4为本发明提供的另一种列车防倾覆的装置的结构示意图，图4中平衡检测传感器24设置在列车上，防倾覆装置23设置在列车的底部，平衡检测传感器24用于检测列车的倾斜角度以表征列车是否可能发生倾覆，防倾覆装置23用于为列车提供反向力以防止列车发生倾覆，其中，反向力的大小列车进入弯道线路时的向心力的大小相等，反向力的方向与向心力的方向相反。
92.本技术还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述列车防倾覆的方法的步骤。
93.对于本技术提供的一种存储介质的相关介绍请参照上述列车防倾覆的方法的实施例，本技术在此不做赘述。
94.本说明书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。对于实施例公开的装置而言，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。
95.还需要说明的是，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。
96.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种列车防倾覆的方法，其特征在于，包括：在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内时，根据所述弯道线路的弯道信息、所述列车的运行速度以及所述列车的载荷信息确定反向力，其中，所述反向力的大小与所述列车在所述弯道线路处的向心力的大小相等，所述反向力的方向与所述向心力的方向相反；在检测到列车进入所述弯道线路时，控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力。2.如权利要求1所述的列车防倾覆的方法，其特征在于，在控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力之后，还包括：判断所述列车的当前倾斜角度是否在预设范围内；若在，则控制所述防倾覆装置持续向所述列车施加所述反向力，并返回判断所述列车的当前倾斜角度是否在预设范围内的步骤；若否，则获取所述列车的当前运行速度，并根据所述当前运行速度、所述弯道信息以及所述载荷信息确定当前反向力的大小，并控制所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力，其中，所述当前反向力的方向与所述列车在当前弯道线路处的向心力的方向相反，所述当前反向力的大小与所述列车在当前弯道线路处的向心力的大小相等。3.如权利要求2所述的列车防倾覆的方法，其特征在于，在控制所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力之后，还包括：判断由所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在所述预设范围内；若是，则控制所述防倾覆装置向所述列车持续施加所述当前反向力，并返回判断由所述防倾覆装置向所述列车施加所述当前反向力后的列车的当前倾斜角度是否在所述预设范围内的步骤；若否，则将所述列车的行驶速度降低。4.如权利要求1所述的列车防倾覆的方法，其特征在于，所述弯道信息包括所述弯道线路的平整度信息以及所述弯道线路的倾斜方向。5.如权利要求1所述的列车防倾覆的方法，其特征在于，所述防倾覆装置为设置于所述列车的底部或所述列车的转向架上的抬升装置。6.如权利要求1至5任一项所述的列车防倾覆的方法，其特征在于，若所述防倾覆装置为设置于所述列车的底部的弹性装置，在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内之后，还包括：在检测所述列车与所述弯道线路之间的列车簧的振动幅度大于预设振动阈值时，根据所述列车簧的振动幅度及所述列车簧的振动方向调整所述防倾覆装置与所述列车的底部之间的接触力。7.一种列车防倾覆的系统，其特征在于，包括：反向力预加载单元，用于在检测到列车进入在弯道线路之前的预设路段内时，根据所述弯道线路的弯道信息、所述列车的运行速度以及所述列车的载荷信息确定反向力，其中，所述反向力的大小与所述列车在所述弯道线路处的向心力的大小相等，所述反向力的方向与所述向心力的方向相反；
反向力施加单元，用于在检测到列车进入所述弯道线路时，控制所述列车中的防倾覆装置向所述列车施加所述反向力。8.一种列车防倾覆的装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述列车防倾覆的方法的步骤。9.如权利要求8所述的列车防倾覆的装置，其特征在于，还包括：防倾覆装置，用于为所述列车提供所述反向力，其中，所述反向力的大小所述列车进入弯道线路时的向心力的大小相等，所述反向力的方向与所述向心力的方向相反；平衡检测传感器，用于检测所述列车的倾斜角度。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质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如权利要求1至6任一项所述列车防倾覆的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种列车防倾覆的方法、系统、装置及存储介质，涉及轨道列车控制领域，包括在列车进入弯道线路之前的预设路段内时先根据弯道线路的弯道信息、列车的运行速度以及列车的载荷信息确定反向力，反向力的大小与列车在弯道线路处的向心力的大小相等，反向力的方向与列车在弯道线路处的向心力的方向相反，完成反向力的预加载。在检测到列车进入弯道线路时，通过防倾覆装置将反向力施加到列车上以抵消列车在弯道线路处的向心力，从而防止列车倾覆，且不需要降低列车的运行速度。且不需要降低列车的运行速度。且不需要降低列车的运行速度。


技术研发人员：王双全 于延尊 宋晗 刘斌普 王淼
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/19