CN110641499A - 一种弯道转弯控制方法，弯道转弯控制装置及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种轨道车辆的弯道转弯控制方法，弯道转弯控制装置及轨道车辆。弯道转弯控制方法，包括如下步骤：获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；计算内侧轮对的脱轨系数外侧轮对的脱轨系数

根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，用于实现上述任一所述的弯道转弯控制方法。轨道车辆，包括上述轨道车辆的弯道转弯控制装置。本申请实施例解决了传统轨道车辆在通过弯道时，不考虑轨道车辆运行的工况条件，也不对轨道车辆是否存在倾覆风险不进行判断的技术问题。

Description

一种弯道转弯控制方法，弯道转弯控制装置及轨道车辆

技术领域

本申请涉及轨道车辆技术领域，具体地，涉及一种轨道车辆的弯道转弯控制方法，弯道转弯控制装置及轨道车辆。

背景技术

轨道的弯道在铺设时，一般会采用外轨超高的方式，即轨道的外轨比内轨高一些。轨道车辆广泛使用空气弹簧作为转向架的二系悬挂装置，每节车辆的两个空气弹簧之间安装差压阀，差压阀的阈值都是已经设定完成的，是一个固定值。现有的差压阀基于其结构本身的特点，只能在安装之前设定好相应的阈值，无论轨道车辆运行在任何工况条件下，该阈值都无法调整。

轨道车辆在通过弯道时，内侧空气弹簧的压力大，外侧空气弹簧的压力小。差压阀的作用是在两侧空气弹簧之间的压力差超过差压阀的阈值时，导通两个空气弹簧使得两个空气弹簧之间的压力差减小到阈值时，再保持关闭，即两侧空气弹簧保持阈值大小的压力差。

当轨道车辆的实际速度在弯道的设计速度范围内驶过弯道时，差压阀按照设定的阈值使两侧空气弹簧保持阈值大小的压力差，再结合轨道车辆的离心力和本身重力的作用下，车辆能够正常通过；当轨道车辆低速或站停在同样弯道时，轨道车辆的重力保持不变，但是轨道车辆本身受到的离心力较小，而差压阀依然按照设定的阈值使两侧空气弹簧保持阈值大小的压力差，则轨道车辆存在着向弯道内侧倾覆的风险。即轨道车辆的重力保持不变，同一轨道车辆以不同速度通过同一弯道时，不考虑轨道车辆因速度不同导致受到的离心力的不同，差压阀依然按照设定的阈值使两侧空气弹簧保持阈值大小的压力差，导致轨道车辆存在着向弯道内侧倾覆的风险。

因此，传统轨道车辆在通过弯道时，不考虑轨道车辆运行的工况条件，也不对轨道车辆是否存在倾覆风险不进行判断，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例提供了一种轨道车辆的弯道转弯控制方法及轨道车辆，以解决传统轨道车辆在通过弯道时，不考虑轨道车辆运行的工况条件，也不对轨道车辆是否存在倾覆风险不进行判断，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

本申请实施例提供了一种轨道车辆的弯道转弯控制方法，包括如下步骤：

获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

计算内侧轮对的脱轨系数

外侧轮对的脱轨系数

根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

本申请实施例还提供了以下技术方案：

一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，包括：

力获取模块，用于获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

系数计算模块，用于计算内侧轮对的脱轨系数

外侧轮对的脱轨系数

判断模块，用于根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

本申请实施例还提供了以下技术方案：

一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的弯道转弯控制方法。

一种轨道车辆，包括上述轨道车辆的弯道转弯控制装置。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q是由轨道车辆的离心力，轨道车辆的车体与地面的夹角，和轨道车辆的重力确定的，而轨道车辆的离心力是与轨道车辆的速度相关的；即λ_内与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关。λ_外与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关。这样，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险时，就是与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关。因此，本申请实施例的轨道车辆的弯道转弯控制方法，是通过与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关的λ_内和λ_外的差值，判断轨道车辆是否存在倾覆风险的，为进一步的精确控制提供了基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例一的轨道车辆的弯道转弯控制方法的流程图；

图2为图1所示的轨道车辆经过弯道的受力分析图；

图3为本申请实施例一的弯道转弯控制方法的获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ的流程图；

图4为本申请实施例一的弯道转弯控制方法的获得第一横向力，轨道车辆重力，作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外的流程图；

图5为本申请实施例一的弯道转弯控制方法的获得轨道车辆的单侧轮对的横向力Q的流程图；

图6为本申请实施例四的轨道车辆的示意图。

附图标记说明：

110车体，120空气弹簧，121内侧空气弹簧，122外侧空气弹簧，

130转弯控制用电磁阀，140高度阀，150空簧风缸，

211内轨，212外轨。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本申请实施例一的轨道车辆的弯道转弯控制方法的流程图。

如图1所示，本申请实施例的轨道车辆的弯道转弯控制方法，包括如下步骤：

步骤S100：获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

步骤S200：计算内侧轮对的脱轨系数

外侧轮对的脱轨系数

步骤S300：根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

本申请实施例的轨道车辆的弯道转弯控制方法，是根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q是由轨道车辆的离心力，轨道车辆的车体与地面的夹角，和轨道车辆的重力确定的，而轨道车辆的离心力是与轨道车辆的速度相关的；即λ_内与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关。λ_外与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关。这样，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险时，就是与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关。因此，本申请实施例的轨道车辆的弯道转弯控制方法，是通过与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关的λ_内和λ_外的差值，判断轨道车辆是否存在倾覆风险的，为进一步的精确控制提供了基础。

实施中，步骤S300具体包括如下步骤：

步骤S310：在λ_内-λ_外＜0且|λ_内-λ_外|＞内倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在内倾风险。

在λ_内和λ_外的差值的绝对值较大，大于内倾风险预设值时，轨道车辆向内侧倾斜的较为严重，存在内倾风险。其中，内倾风险预设值是针对轨道车辆的车型，通过模拟仿真实验，以及以往的实验数据得到的，超过内倾风险预设值，轨道车辆具有内倾风险。

实施中，在步骤步骤S310之后，还包括如下步骤：

在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值，停止导通所述两个空气弹簧。其中，外倾风险预设值是针对轨道车辆的车型，通过模拟仿真实验，以及以往的实验数据得到的，小于外倾风险预设值，轨道车辆具有外倾风险。

两个空气弹簧导通，压缩空气在两个空气弹簧内流动，轨道车辆的车体与地面的夹角变小，即轨道车辆的向内侧倾斜的程度变小；直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值时，停止导通所述两个空气弹簧，保持两侧空气弹簧之间的压力差。背景技术中，差压阀按照设定的阈值使两侧空气弹簧保持阈值大小的压力差，是固定的值，在列车行进的过程中无法进行调整；本申请实施例则不同，由于λ_内和λ_外与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角相关，本申请实施例的两侧空气弹簧的压力差是与轨道车辆的速度，轨道车辆的车体与地面的夹角以及内倾风险预设值，外倾风险预设值相关，是个变量。这样，本申请实施例的弯道转弯控制方法，在进行控制时，针对同一轨道车辆以不同速度通过同一弯道时，进行了有差别的控制，使得控制的精确性更高。

关于停止导通所述两个空气弹簧的时机，可以是上述的外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值的时机，还可以是不仅排除了内倾和外倾风险，而且是乘客具有较佳乘坐体验的时机，如下：

在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至|λ_内-λ_外|的值位于平稳运行区间，停止导通所述两个空气弹簧；

其中，所述平稳运行区间的下限值大于外倾风险预设值，所述平稳运行区间的上限值小于内倾风险预设值，所述外倾风险预设值为0.1，所述内倾风险预设值为0.2。

平稳运行区间是针对轨道车辆的车型，通过模拟仿真实验，以及以往的实验数据得到的，位于平稳运行区间时，不仅没有内倾和外倾的风险，而且乘客具有较佳乘坐体验。

图2为图1所示的轨道车辆经过弯道的受力分析图；图3为本申请实施例一的弯道转弯控制方法的获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ的流程图；图4为本申请实施例一的弯道转弯控制方法的获得第一横向力，轨道车辆重力，作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外的流程图；图5为本申请实施例一的弯道转弯控制方法的获得轨道车辆的单侧轮对的横向力Q的流程图。

实施中，如图5所示，步骤S100中获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q的步骤具体包括：

步骤S111：获得轨道车辆受到的横向力B；

步骤S112：计算得到Q，

直接获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q是比较难的，通过获得轨道车辆受到的横向力B和能够较为方便的近似得到作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q。

实施中，具体的，步骤S111具体包括如下步骤：

如图4所示，用牛顿第二定律获得轨道车辆受到的横向力，用第一横向力Fa表示，F_a＝(m_内+m_外)×a，其中，a是轨道车辆的横向加速度，m_内是内侧空气弹簧所承受的质量，m_外是外侧空气弹簧所承受的质量，a通过轨道车辆的横向加速度传感器检测得到；

如图5所示，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力，用第二横向力F_H表示，F_H＝F_离×cosθ-G×sinθ，其中，F_离是轨道车辆的离心力，G是轨道车辆的重力，θ是轨道车辆的车体与地面的夹角；

如图5所示，计算得到B，

如图2所示，第二横向力F_H是重力和离心力在X方向的合力，因此，满足F_H＝F_离×cosθ-G×sinθ。轨道车辆的车体与地面的夹角θ要大于图2中所示的外轨相对于内轨的倾角α，由于内侧空气弹簧121的变形程度大于外侧空气弹簧122的变形成成，车体和两个空气弹簧之间还形成一个夹角。本申请实施列中需要的是轨道车辆的车体与地面的夹角θ。

用两种方法获得轨道车辆受到的横向力，之后再求平均值，能够减小误差，得到较为准确的轨道车辆受到的横向力B。

实施中，由于在用第二种方法获得轨道车辆受到的横向力F_H时，需要用到轨道车辆与地面的夹角θ。因此，如图3所示，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力的步骤还包括以下步骤：

获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ；

获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ的步骤具体包括如下步骤：

用陀螺仪检测获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第一夹角θ₁表示，其中，θ₁由轨道车辆的陀螺仪检测得到；

根据弯道的设置获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第二夹角θ₂表示，

其中，h为外轨超出内轨的高度，L为轨道的轨距，h和L由轨道车辆的信号系统提供；

计算得到轨道车辆与地面的夹角θ，

用两种方法获得轨道车辆与地面的夹角，之后再求平均值，能够减小误差，得到较为准确的轨道车辆与地面的夹角θ。

实施中，由于在用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力F_x时，需要用到轨道车辆的离心力F_离。因此，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力的步骤还包括以下步骤：

获得轨道车辆的离心力F_离，

其中，m_车轨道车辆的质量，v是轨道车辆的速度，r是轨道的曲线半径，速度v和轨道的曲线半径r由轨道车辆的控制系统提供。

实施中，如图4所示，步骤S100中获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外的步骤具有包括如下步骤：

根据公式P_内＝m_内×g和P_外＝m_外×g，计算出作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

其中，m_内是内侧空气弹簧承受的质量，m_外是外侧空气弹簧承受的质量，m_车＝m_内+m_外。

实施中，为了获得m_内和m_外，弯道转弯控制方法还包括以下步骤：

根据内侧空气弹簧的压力值T_内，外侧空气弹簧的压力值T_外，以及空气弹簧特性曲线，计算出内侧空气弹簧承受的质量m_内和外侧空气弹簧承受的质量m外；

其中，T_内和T_外由轨道车辆的制动控制系统提供。

实施中，根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险的步骤具体包括如下步骤：

在λ_内-λ_外＞0且|λ_内-λ_外|＜外倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在外倾风险；

弯道转弯控制方法还包括以下步骤：

在所述轨道车辆存在外倾风险时，控制所述轨道车辆降低速度，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值。

这样，弯道转弯控制方法不仅可以防止轨道车辆的内倾，而且可以防止轨道车辆的外倾。

实施例二

本申请实施例二的一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，包括：

力获取模块，用于获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

系数计算模块，用于计算内侧轮对的脱轨系数

外侧轮对的脱轨系数

判断模块，用于根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

实施中，所述判断模块具体用于：

在λ_内-λ_外＜0且|λ_内-λ_外|＞内倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在内倾风险。

实施中，弯道转弯控制装置还包括：

控制模块，用于在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值，停止导通所述两个空气弹簧。

实施中，弯道转弯控制装置还包括：

控制模块，用于在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至|λ_内-λ_外|的值位于平稳运行区间，停止导通所述两个空气弹簧；

其中，所述平稳运行区间的下限值大于外倾风险预设值，所述平稳运行区间的上限值小于内倾风险预设值，所述外倾风险预设值为0.1，所述内倾风险预设值为0.2。

实施中，所述力获取模块包括：

横向力获取模块，用于获得轨道车辆受到的横向力B；

横向力计算模块，用于计算得到Q，

实施中，所述横向力获取模块包括：

横向力第一获取子模块，用于用牛顿第二定律获得轨道车辆受到的横向力，用第一横向力Fa表示，F_a＝(m_内+m_外)×a，其中，a是轨道车辆的横向加速度，m_内是内侧空气弹簧所承受的质量，m_外是外侧空气弹簧所承受的质量，a通过轨道车辆的横向加速度传感器检测得到；

横向力第二获取子模块，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力，用第二横向力FH表示，F_H＝F_离×cosθ-G×sinθ，其中，F_离是轨道车辆的离心力，G是轨道车辆的重力，θ是轨道车辆的车体与地面的夹角；

横向力计算子模块，用于计算得到B，

实施中，弯道转弯控制装置还包括倾角获取模块，用于获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ；

所述倾角获取模块包括：

倾角第一获取子模块，用于用陀螺仪检测获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第一夹角θ₁表示，其中，θ₁由轨道车辆的陀螺仪检测得到；

倾角第二获取子模块，用于根据弯道的设置获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第二夹角θ₂表示，

其中，h为外轨超出内轨的高度，L为轨道的轨距，h和L由轨道车辆的信号系统提供；

倾角计算子模块，用于计算得到轨道车辆的车体与地面的夹角θ，

实施中，所述横向力第二获取子模块包括：

离心力获取单元，用于获得轨道车辆的离心力F_离，

其中，m_车是轨道车辆的质量，r为弯道的半径，v为轨道车辆的速度，r和v由轨道车辆的信号系统提供。

实施中，所述力获取模块还包括：

垂向力获取模块，用于根据公式P_内＝m_内×g和P_外＝m_外×g，计算出作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

其中，m_内是内侧空气弹簧承受的质量，m_外是外侧空气弹簧承受的质量，m_车＝m_内+m_外。

实施中，所述垂向力获取模块还包括：

质量获取单元，用于根据内侧空气弹簧的压力值T_内，外侧空气弹簧的压力值T_外，以及空气弹簧特性曲线，计算出内侧空气弹簧承受的质量m_内和外侧空气弹簧承受的质量m_外；

其中，T_内和T_外由轨道车辆的制动控制系统提供。

实施中，所述判断模块具体用于：

在λ_内-λ_外＞0且|λ_内-λ_外|＜外倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在外倾风险；

所述控制模块，还用于在所述轨道车辆存在外倾风险时，控制所述轨道车辆降低速度，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值。

实施例三

本申请实施例的一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至11任一所述的弯道转弯控制方法。

实施例四

图6为本申请实施例四的轨道车辆的示意图。本申请实施例四的一种轨道车辆，包括实施例三所述的轨道车辆的弯道转弯控制装置。

本申请实施例的轨道车辆，包括：

如图6所示，转弯控制用电磁阀130；轨道车辆的两个空气弹簧120之间通过所述转弯控制用电磁阀130连接；

所述弯道转弯控制装置与所述转弯控制用电磁阀通信连接，所述弯道转弯控制装置用于实现实施例一所述的弯道转弯控制方法，以控制所述拐弯控制用电磁阀导通和关断，以实现导通和停止导通两个所述空气弹簧。

在传统的轨道列车的基础之上，仅仅需要增加转弯控制用电磁阀和转弯控制单元，即可实现弯道转弯控制方法。

如图6所示，轨道车辆还包括两个高度阀140和一个空簧风缸150，一个空气弹簧120串接一个高度阀140，连接到所述空簧风缸150；

其中，所述空簧风缸为空气弹簧提供压缩气体。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (25)

1.一种轨道车辆的弯道转弯控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

计算内侧轮对的脱轨系数

外侧轮对的脱轨系数

根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

2.根据权利要求1所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险的步骤具体包括如下步骤：

在λ_内-λ_外＜0且|λ_内-λ_外|＞内倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在内倾风险。

3.根据权利要求2所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值，停止导通所述两个空气弹簧。

4.根据权利要求2所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至|λ_内-λ_外|的值位于平稳运行区间，停止导通所述两个空气弹簧；

其中，所述平稳运行区间的下限值大于外倾风险预设值，所述平稳运行区间的上限值小于内倾风险预设值，所述外倾风险预设值为0.1，所述内倾风险预设值为0.2。

5.根据权利要求3或4所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q的步骤具体包括如下步骤：

获得轨道车辆受到的横向力B；

计算得到Q，

6.根据权利要求5所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，获得轨道车辆受到的横向力B的步骤具体包括如下步骤：

用牛顿第二定律获得轨道车辆受到的横向力，用第一横向力Fa表示，F_a＝(m_内+m_外)×a，其中，a是轨道车辆的横向加速度，m_内是内侧空气弹簧所承受的质量，m_外是外侧空气弹簧所承受的质量，a通过轨道车辆的横向加速度传感器检测得到；

用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力，用第二横向力F_H表示，F_H＝F_离×cosθ-G×sinθ，其中，F_离是轨道车辆的离心力，G是轨道车辆的重力，θ是轨道车辆的车体与地面的夹角；

计算得到B，

7.根据权利要求6所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力的步骤还包括以下步骤：

获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ；

获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ的步骤具体包括如下步骤：

用陀螺仪检测获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第一夹角θ₁表示，其中，θ₁由轨道车辆的陀螺仪检测得到；

根据弯道的设置获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第二夹角θ₂表示，

其中，h为外轨超出内轨的高度，L为轨道的轨距，h和L由轨道车辆的信号系统提供；

计算得到轨道车辆的车体与地面的夹角θ，

8.根据权利要求7所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力的步骤还包括以下步骤：

获得轨道车辆的离心力F_离，

其中，m_车是轨道车辆的质量，r为弯道的半径，v为轨道车辆的速度，r和v由轨道车辆的信号系统提供。

9.根据权利要求8所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外的步骤具体包括如下步骤：

根据公式P_内＝m_内×g和P_外＝m_外×g，计算出作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

其中，m_内是内侧空气弹簧承受的质量，m_外是外侧空气弹簧承受的质量，m_车＝m_内+m_外。

10.根据权利要求9所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外的步骤还包括以下步骤：

根据内侧空气弹簧的压力值T_内，外侧空气弹簧的压力值T_外，以及空气弹簧特性曲线，计算出内侧空气弹簧承受的质量m_内和外侧空气弹簧承受的质量m_外；

其中，T_内和T_外由轨道车辆的制动控制系统提供。

11.根据权利要求10所述的弯道转弯控制方法，其特征在于，根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险的步骤具体包括如下步骤：

在λ_内-λ_外＞0且|λ_内-λ_外|＜外倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在外倾风险；

弯道转弯控制方法还包括以下步骤：

在所述轨道车辆存在外倾风险时，控制所述轨道车辆降低速度，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值。

12.一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，其特征在于，包括：

力获取模块，用于获得作用在轨道车辆的单侧轮对的横向力Q，以及获得作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

系数计算模块，用于计算内侧轮对的脱轨系数外侧轮对的脱轨系数

判断模块，用于根据λ_内和λ_外的差值，判断所述轨道车辆是否有倾覆风险。

13.根据权利要求12所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述判断模块具体用于：

在λ_内-λ_外＜0且|λ_内-λ_外|＞内倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在内倾风险。

14.根据权利要求13所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值，停止导通所述两个空气弹簧。

15.根据权利要求13所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于在所述轨道车辆存在内倾风险时，控制轨道车辆的两个空气弹簧导通压缩空气在两个所述空气弹簧内流动，直至|λ_内-λ_外|的值位于平稳运行区间，停止导通所述两个空气弹簧；

其中，所述平稳运行区间的下限值大于外倾风险预设值，所述平稳运行区间的上限值小于内倾风险预设值，所述外倾风险预设值为0.1，所述内倾风险预设值为0.2。

16.根据权利要求14或15所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述力获取模块包括：

横向力获取模块，用于获得轨道车辆受到的横向力B；

横向力计算模块，用于计算得到Q，

17.根据权利要求16所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述横向力获取模块包括：

横向力第一获取子模块，用于用牛顿第二定律获得轨道车辆受到的横向力，用第一横向力Fa表示，F_a＝(m_内+m_外)×a，其中，a是轨道车辆的横向加速度，m_内是内侧空气弹簧所承受的质量，m_外是外侧空气弹簧所承受的质量，a通过轨道车辆的横向加速度传感器检测得到；

横向力第二获取子模块，用力的分解与合成获得轨道车辆受到的横向力，用第二横向力F_H表示，F_H＝F_离×cosθ-G×sinθ，其中，F_离是轨道车辆的离心力，G是轨道车辆的重力，θ是轨道车辆的车体与地面的夹角；

横向力计算子模块，用于计算得到B，

18.根据权利要求17所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，还包括倾角获取模块，用于获得轨道车辆的车体与地面的夹角θ；

所述倾角获取模块包括：

倾角第一获取子模块，用于用陀螺仪检测获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第一夹角θ₁表示，其中，θ₁由轨道车辆的陀螺仪检测得到；

倾角第二获取子模块，用于根据弯道的设置获得轨道车辆的车体与地面的夹角，用第二夹角θ₂表示，

其中，h为外轨超出内轨的高度，L为轨道的轨距，h和L由轨道车辆的信号系统提供；

倾角计算子模块，用于计算得到轨道车辆的车体与地面的夹角θ，

19.根据权利要求18所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述横向力第二获取子模块包括：

离心力获取单元，用于获得轨道车辆的离心力F_离，

其中，m_车是轨道车辆的质量，r为弯道的半径，v为轨道车辆的速度，r和v由轨道车辆的信号系统提供。

20.根据权利要求19所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述力获取模块还包括：

垂向力获取模块，用于根据公式P_内＝m_内×g和P_外＝m_外×g，计算出作用在内侧轮对的垂向力P_内和作用在外侧轮对的垂向力P_外；

其中，m_内是内侧空气弹簧承受的质量，m_外是外侧空气弹簧承受的质量，m_车＝m_内+m_外。

21.根据权利要求20所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述垂向力获取模块还包括：

质量获取单元，用于根据内侧空气弹簧的压力值T_内，外侧空气弹簧的压力值T_外，以及空气弹簧特性曲线，计算出内侧空气弹簧承受的质量m_内和外侧空气弹簧承受的质量m_外；

其中，T_内和T_外由轨道车辆的制动控制系统提供。

22.根据权利要求21所述的弯道转弯控制装置，其特征在于，所述判断模块具体用于：

在λ_内-λ_外＞0且|λ_内-λ_外|＜外倾风险预设值时，判断所述轨道车辆存在外倾风险；

所述控制模块，还用于在所述轨道车辆存在外倾风险时，控制所述轨道车辆降低速度，直至外倾风险预设值≤|λ_内-λ_外|≤内倾风险预设值。

23.一种轨道车辆的弯道转弯控制装置，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至11任一所述的弯道转弯控制方法。

24.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求23所述的轨道车辆的弯道转弯控制装置。

25.根据权利要求24所述的轨道车辆，其特征在于，包括：

转弯控制用电磁阀；轨道车辆的两个空气弹簧之间通过所述转弯控制用电磁阀连接；

所述弯道转弯控制装置与所述转弯控制用电磁阀通信连接。

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