列车减阻控制方法、装置、控制器和系统与流程

本发明涉及列车减阻，尤其涉及一种列车减阻控制方法、装置、控制器和系统。

背景技术：

1、列车运行阻力90％以上来自于气动阻力，气动阻力与列车运行速度的平方成正比。随着列车运行速度的进一步提升，气动阻力显著增大。为了减小气动阻力，国内外学者针对头型优化、受电弓改形、转向架包覆等开展了大量研究工作。经过十余年的迭代优化，目前，通过外形优化进行气动减阻已趋于极致，为了保证更高速列车运行的气动安全和实现节能环保目标，亟需更有效的减阻方法和手段。

2、大量研究表明，在列车气动阻力的分布中，车头流线段部分是气动阻力的一个主要来源。列车向前行驶穿过空气介质时，列车前部的空气被压缩，使作用于该位置处的压力升高，车头流线段正面承受压缩空气的冲击，导致该位置处产生一定的气动阻力。

3、因此，如何通过减小列车车头部分的气动阻力以减小列车整车的总阻力成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种列车减阻控制方法、装置、控制器和系统，实现列车车头的气动阻力的减小。

2、本发明提供一种列车减阻控制方法，包括：实时获取各放电单元各自对应的环境监测装置传输的环境信息；基于各所述环境信息分别控制各所述放电单元各自对应的电离装置，以通过所述电离装置进行列车减阻；其中，多个所述放电单元阵列排布设置于列车的车头流线段区域，所述放电单元包括环境监测装置和多个电离装置，所述环境监测装置设置于所述多个电离装置所在区域的中心位置处。

3、根据本发明提供的一种列车减阻控制方法，所述环境监测装置包括风场传感器，所述环境信息包括所述风场传感器采集的风速和风向；所述基于各所述环境信息分别控制各所述放电单元各自对应的电离装置，包括：基于各所述风场传感器各自传输的风速和风向，确定所述车头流线段区域中的迎风区域和背风区域；基于各所述电离装置的位置信息，向位于所述迎风区域的电离装置发送开启信号，向位于所述背风区域的电离装置发送关闭信号。

4、根据本发明提供的一种列车减阻控制方法，所述环境监测装置包括压力传感器，所述环境信息包括所述压力传感器采集的空气压力；所述基于各所述环境信息分别控制各所述放电单元各自对应的电离装置，包括：基于标准大气压和各所述压力传感器各自传输的空气压力，分别确定各所述压力传感器对应的当前压差；针对各所述压力传感器，基于所述压力传感器对应的当前压差和预设历史时刻的历史压差确定所述压力传感器所属放电单元的多个电离装置的当前电离强度；针对各所述放电单元，基于所述放电单元对应的当前电离强度向所述放电单元的多个电离装置发送电离强度调控指令。

5、根据本发明提供的一种列车减阻控制方法，所述预设历史时刻包括当前时刻的前n个历史时刻；所述基于所述压力传感器对应的当前压差和预设历史时刻的历史压差确定所述压力传感器所属放电单元的多个电离装置的当前电离强度，包括：比较所述压力传感器对应的当前压差和当前时刻的前n个历史时刻的历史压差；在随着时间推移压差持续增大的情况下，确定所述压力传感器所属放电单元的多个电离装置的电离强度增量，基于所述电离强度增量和所述压力传感器所属放电单元的多个电离装置的前一时刻电离强度确定所述当前电离强度；在随着时间推移压差持续减小的情况下，确定所述压力传感器所属放电单元的多个电离装置的电离强度减量，基于所述电离强度减量和所述压力传感器所属放电单元的多个电离装置的前一时刻电离强度确定所述当前电离强度。

6、本发明还提供一种列车减阻控制装置，包括：获取模块和控制模块，获取模块，用于实时获取各放电单元各自对应的环境监测装置传输的环境信息；控制模块，用于基于各所述环境信息分别控制各所述放电单元各自对应的电离装置，以通过所述电离装置进行列车减阻；其中，多个所述放电单元阵列排布设置于列车的车头流线段区域，所述放电单元包括环境监测装置和多个电离装置，所述环境监测装置设置于所述多个电离装置所在区域的中心位置处。

7、本发明还提供一种列车减阻控制器，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列车减阻控制方法。

8、本发明还提供一种列车减阻系统，包括：多个放电单元和上述任一种所述的列车减阻控制器，所述多个放电单元阵列排布设置于列车的车头流线段区域；所述放电单元包括环境监测装置和多个电离装置，所述环境监测装置设置于所述多个电离装置所在区域的中心位置处；针对各所述放电单元，所述列车减阻控制器分别连接所述放电单元的环境监测装置和电离装置，所述列车减阻控制器用于基于所述环境监测装置传输的环境信息控制所述环境监测装置对应的各电离装置。

9、根据本发明提供的一种列车减阻系统，所述环境监测装置包括风场传感器，所述风场传感器用于采集所述风场传感器周围的风速和风向。

10、根据本发明提供的一种列车减阻系统，所述环境监测装置包括压力传感器，所述压力传感器用于采集所述压力传感器周围的空气压力。

11、根据本发明提供的一种列车减阻系统，所述电离装置为激光电离装置和/或等离子体电离装置。

12、根据本发明提供的一种列车减阻系统，所述放电单元包括四个电离装置，所述四个电离装置构成的等边矩形区域的中心处设置所述环境监测装置，等边矩形的边长为0.1m至1m。

13、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列车减阻控制方法。

14、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述列车减阻控制方法。

15、本发明提供的列车减阻控制方法、装置、控制器和系统，通过实时获取阵列排布设置于列车的车头流线段区域的各放电单元对应的环境监测装置传输的环境信息，以分别控制各放电单元对应的电离装置，从而通过电离装置对列车的车头流线段区域处的空气进行电离，以合理减小车头流线段区域处的空气密度，达到减小列车车头气动阻力的目的。

技术特征：

1.一种列车减阻控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的列车减阻控制方法，其特征在于，所述环境监测装置包括风场传感器，所述环境信息包括所述风场传感器采集的风速和风向；

3.根据权利要求1或2所述的列车减阻控制方法，其特征在于，所述环境监测装置包括压力传感器，所述环境信息包括所述压力传感器采集的空气压力；

4.根据权利要求3所述的列车减阻控制方法，其特征在于，所述预设历史时刻包括当前时刻的前n个历史时刻；

5.一种列车减阻控制装置，其特征在于，包括：

6.一种列车减阻控制器，其特征在于，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程序时实现如权利要求1至4任一项所述列车减阻控制方法。

7.一种列车减阻系统，其特征在于，包括：多个放电单元和权利要求6所述的列车减阻控制器，所述多个放电单元阵列排布设置于列车的车头流线段区域；

8.根据权利要求7所述的列车减阻系统，其特征在于，所述环境监测装置包括风场传感器，所述风场传感器用于采集所述风场传感器周围的风速和风向。

9.根据权利要求7或8所述的列车减阻系统，其特征在于，所述环境监测装置包括压力传感器，所述压力传感器用于采集所述压力传感器周围的空气压力。

10.根据权利要求7所述的列车减阻系统，其特征在于，所述电离装置为激光电离装置和/或等离子体电离装置。

技术总结本发明提供一种列车减阻控制方法、装置、控制器和系统，属于列车减阻技术领域。该方法包括：实时获取各放电单元各自对应的环境监测装置传输的环境信息；基于各环境信息分别控制各放电单元各自对应的电离装置，以通过电离装置进行列车减阻；其中，多个放电单元阵列排布设置于列车的车头流线段区域，放电单元包括环境监测装置和多个电离装置，环境监测装置设置于多个电离装置所在区域的中心位置处。本发明通过环境信息控制各放电单元对应的电离装置，从而通过电离装置对列车的车头流线段区域处的空气进行电离，以合理减小车头流线段区域处的空气密度，达到减小列车车头气动阻力的目的。技术研发人员：刘雯,齐洪峰受保护的技术使用者：中车工业研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29