具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一种磁浮列车的悬浮失稳控制方法。该磁浮列车包括多个悬浮点，该些悬浮点通过产生电磁力以支撑所述磁浮列车悬浮至指定高度。该多个悬浮点一般均匀地分散在磁浮列车地面的对应位置上。一般地，磁浮列车可包括多节车厢，每节车厢包括多个悬浮架，每个悬浮架上包括一定数量的悬浮点。以图2所示的三编组磁浮列车为例，包括三节车厢T1-T3，每节车厢包括5个悬浮架L1-L5，每个悬浮架包括4个悬浮点D1-D4，每一悬浮点可包括对应的控制器(未示出)。

本发明所述的悬浮失稳控制方法通过判断每个悬浮点的失稳风险来判断磁浮列车的整体失稳风险，进而产生对应的保护动作以降低磁浮列车与轨道的硬接触概率。

在一实施例中，如图1所示，悬浮失稳控制方法100包括步骤S110-S30。

其中，步骤S110为：基于每一悬浮点的悬浮参数判断每一悬浮点的失稳风险，所述悬浮参数至少包括悬浮点的悬浮降落状态。

悬浮参数指可用于指示悬浮点的悬浮情况的直接参数或间接参数。悬浮降落状态则为每一悬浮点的悬浮状态的直接指标，包括悬浮状态和降落状态。降落状态则表示该悬浮点已处于物理失稳状态，悬浮状态则表示该悬浮点处于物理悬浮状态。

可以理解，当一悬浮点处于降落状态时，该悬浮点一定存在严重失稳风险；当一悬浮点处于悬浮状态时，虽然其物理状态未处于失稳状态，但并不代表该悬浮点完全没有严重失稳风险。

较优地，对应于悬浮降落状态为浮状态的悬浮点，还可结合其他悬浮参数来综合地判断悬浮点的失稳风险。其他悬浮参数基于其原理可分为悬浮控制参数和悬浮表现参数。

悬浮控制参数对应于一些用于磁浮列车的控制量，比如悬浮点的电源电流、牵引电机的法向力以及悬浮点的控制器状态等等。悬浮表现参数则对应于悬浮点的悬浮表现，比如悬浮点与轨道之间的距离即悬浮间隙、悬浮点的垂向移动速度以及悬浮点的垂向加速度等等。

该些悬浮控制参数的有无、大小或变化趋势可指示出悬浮点的悬浮控制故障，悬浮表现参数大小或变化趋势则可指示出悬浮点的物理表现故障。

现有的磁浮列车中的悬浮系统或其他控制系统一般均会设置有自诊断功能。比如，磁浮列车的悬浮系统一般会对控制量以及悬浮表现参数进行故障诊断，牵引系统一般也会对牵引电机的法向力进行故障诊断。同时，悬浮系统或牵引系统通常会基于故障诊断结果产生故障诊断数据，故障诊断数据中会表明对应参数的故障程度，比如将故障程度分为严重故障、中等故障和轻微故障等等。因此，可基于每一悬浮点的所有悬浮参数对应的故障程度来综合的判断该悬浮点的失稳风险。

具体可如图3所示，步骤S110可包括步骤S310：响应于一悬浮点的悬浮降落状态为降落状态，判断所述悬浮点存在严重失稳风险。

更优地，步骤S110还可包括步骤S320-S330。

步骤S320为：响应于一悬浮点的悬浮降落状态为悬浮状态，获取所述悬浮控制参数和悬浮表现参数的故障诊断数据。

故障诊断数据可以是从磁浮列车的悬浮系统或牵引系统直接获得的，或是通过另设的故障诊断模块来检测每一悬浮参数以产生对应的故障诊断数据。

步骤S330为：基于所述悬浮点的悬浮控制参数和悬浮表现参数的故障诊断数据确定所述悬浮点的失稳风险。

在具体实施例中，可为悬浮点的每一悬浮参数分配一权重系数，并结合每一悬浮参数的故障程度来确定悬浮点的综合失稳系数，并基于该失稳系数来判断该悬浮点的失稳风险。

更具体地，可如图4所示，步骤S330可包括步骤S331-S334。

其中，步骤S331为：基于每一悬浮控制参数和悬浮表现参数的重要程度设置每一悬浮控制参数和悬浮表现参数的权重系数。

假设选择n个悬浮控制参数作为悬浮点的失稳风险指标。基于不同的悬浮控制参数的重要程度设置相同或不同的权重系统。则该n个悬浮控制参数对应的权重系数分别为k₁～k_n，且悬浮控制参数的重要程度可基于其影响的大小来确定。比如，悬浮控制器的故障与否直接与悬浮点的悬浮与否相关，则可将悬浮控制器状态的权重系数设置的较大；悬浮点的垂向加速度并不直接反映悬浮点的当前情况而是对应于悬浮点的变化趋势，则可将垂向加速度的权重系数设置的较小。

可以理解，该n个悬浮控制参数对应的权重系数可以相同或不同，也可以部分相同。

每一悬浮参数的权重系数可以是预先设置且固定不变的，因此在实时的控制过程中，该步骤可以略去。

步骤S332为：基于每一悬浮控制参数和悬浮表现参数的故障诊断数据对应的故障程度确定对应的故障系数。

现有的磁浮列车一般将故障程度分为严重故障、中等故障和轻微故障，因此可为基于现有的故障分级为每一级故障分配一不同的故障系数。比如，将严重故障的故障系数设置为60％，将中等故障的故障系数设置为30％，将轻微故障的故障系数设置为10％，未出现故障数据的悬浮参数的故障系数为0。该故障系数可理解成故障可能性或悬浮点的失稳可能性。

较优地，故障程度可分为更多等级，且每一等级对应的故障系数均不同。故障等级越高则对应的故障系数越大。可以理解，故障程度分的等级越多、越细，则判断出的悬浮点的失稳风险越准确。

则上述选择的n个悬浮控制参数的故障系数分别为e₁～e_n。

步骤S333为：将所有悬浮控制参数和悬浮表现参数的权重系数与故障系数的乘积之和作为所述悬浮点的失稳系数。

悬浮点的失稳系数的大小表示该悬浮点与轨道发生接触的可能性。每一悬浮点的失稳系数可由下式表示：

其中，r_D为悬浮点D的的失稳系数，n为选择的悬浮参数的个数，k_i为第i个悬浮参数的权重系数，e_i为第i个悬浮参数的故障系数。

步骤S334为：基于所述悬浮点的失稳系数确定所述悬浮点的失稳风险。

基于每一悬浮点的失稳系数的大小显然可判断出该悬浮点与轨道发生接触的可能性的大小，即该悬浮点的失稳风险的大小。

具体地，可将失稳风险分为不同等级，比如分为严重失稳风险、中等失稳风险以及请问失稳风险。并基于不同等级的失稳风险设置不同的失稳系数的阈值。比如，响应于悬浮点的失稳系数大于严重失稳阈值，判断悬浮点处于严重失稳；响应于悬浮点的失稳系数小于所述严重失稳阈值但大于中度失稳阈值，判断所述悬浮点处于中度失稳。

比如，在一具体实施例中，严重失稳阈值设置为60％，中度失稳阈值设置为10％。则当一悬浮点的失稳系数大于等于60％时，判断该悬浮点严重失稳；当一悬浮点的失稳系数阈值为小于60％且大于等于10％时，判断该悬浮点中等失稳；当一悬浮点的失稳系数小于10％时，判断该悬浮点轻微失稳。

进一步地，步骤S120为：基于所有悬浮点的失稳风险判断所述磁浮列车的失稳风险。

可以理解，磁浮列车是由各个悬浮点产生的电磁力以及牵引力的法向力来支撑起悬浮至指定高度的，因此，磁浮列车的失稳风险与各个悬浮点的失稳风险大小以及失稳悬浮点的数量多少和位置分布情况有关。存在严重失稳风险的悬浮点的失稳可能性很大或已经失稳，因此存在严重失稳风险的悬浮点可能会造成列车的整体失稳。具体可基于存在严重失稳风险的悬浮点的数量和位置是否可能引起磁浮列车单侧倾斜或悬浮力缺失来判断磁浮列车的失稳风险。对应于上述悬浮点的失稳风险等级的举例设定，以磁浮列车的失稳等级也分为严重失稳风险、中等失稳风险以及轻微失稳风险为例来进行磁浮列车的失稳风险判定说明。

则对应于磁浮列车的严重失稳风险，如图5所示，步骤S120可包括步骤S121：响应于存在严重失稳风险的悬浮点的位置或数量足以引起所述磁浮列车单侧倾斜或悬浮力缺失，判断所述磁浮列车存在严重失稳风险。

在具体判断时，基于存在严重失稳风险的悬浮点的位置和数量对磁浮列车进行受力分析。当所有悬浮点提供的悬浮力小于该磁浮列车的悬浮力目标值时，可判断该磁浮列车悬浮力缺失；当该磁浮列车相对的两侧的悬浮力的差值大于一定阈值时，判断该磁浮列车单侧倾斜。具体可基于经验数据或实验数据来设置存在严重失稳风险的悬浮点的位置和数量的阈值。

以图2所示的三编组磁浮列车为例，当该三编组磁浮列车每节车厢至少存在一个严重失稳风险的悬浮点且整车严重失稳风险的悬浮点的总数量大于4，或当同一节车厢存在3个或3个以上严重失稳风险的悬浮点，或同一悬浮架存在2个或2个以上严重失稳风险的悬浮点时，认为该些严重失稳风险的悬浮点足以使该磁浮列车单侧倾斜或悬浮力缺失，因此判断该磁浮列车存在严重失稳风险。

进一步地，对应于磁浮列车的中等失稳风险，如图5所示，步骤S120可包括步骤S122：响应于存在严重失稳风险的悬浮点但其位置或数量不足以引起所述磁浮列车单侧倾斜或缺乏悬浮力，判断所述磁浮列车存在中等失稳风险。

可以理解，悬浮点与磁浮列车的关系相当于局部和整体的关系，因此悬浮点的失稳风险与磁浮列车的失稳风险并不是完全对等的。当悬浮列车不存在单侧倾斜或悬浮力缺失的风险时，则可认为该悬浮列车没有严重失稳风险。但又存在严重失稳风险的悬浮点，因此可认为该磁浮列车存在中等失稳风险。

以图2所示的三编组磁浮列车为例，当该三编组磁浮列车存在1～3个严重失稳风险的悬浮点，且同一节车厢至多存在2个严重失稳风险的悬浮点，且同一悬浮架至多存在1个严重失稳风险的悬浮点时，认为该些严重失稳风险的悬浮点不足以使该磁浮列车单侧倾斜或悬浮力缺失，则判断该磁浮列车存在中等失稳风险。

进一步地，对应于磁浮列车的轻微失稳风险，如图5所示，步骤S120还可包括步骤S123：响应于存在中等失稳风险的悬浮点的数量超出预设数目且不存在严重失稳风险的悬浮点，判断所述磁浮列车存在轻微失稳风险。

以图2所示的三编组磁浮列车为例，当该三编组磁浮列车的预设数目可设置为6，即当该三编组列车的中等失稳风险的悬浮点的数量超出6个时，判断该三编组磁浮列车存在轻微失稳风险。

可以理解，虽然上述列举了悬浮点的多个失稳等级和磁浮列车的多个失稳等级，但并不以之为限。本领域的技术人员可根据需求设置更少或更多的失稳等级，并可设置不同的风险等级名称以及不同的等级判断标准。

步骤S130为：采取对应于所述磁浮列车的失稳风险的保护策略来防止所述磁浮列车与轨道发生硬接触。

可以理解，对应于不同的失稳风险，通过设置合理的保护策略，比如限速运行和牵引封锁操作，可降低悬浮掉点砸轨概率，防止车载设备与轨道发生强烈的碰撞，减少列车和轨道的维护成本以及提升乘客的乘坐舒适度。

可以理解，当磁浮列车存在严重失稳风险时，磁浮列车的安全性较低，因此需要尽快入库检修。则对应于严重失稳风险，如图5所示，可采取入库检修策略。

具体的入库检修策略可根据磁浮列车的运行环境以及实际运行状况来对应的设置。一般地，入库检修策略可至少包括：释放磁浮列车的支撑轮以防止磁浮列车砸轨；以及限制磁浮列车的运行速度，比如以低于最低运行阈值的速度尽快运行入库。

较优地，入库检修策略还可包括：响应于该磁浮列车的运行速度大于最低运行阈值，触发牵引封锁即封锁该磁浮列车的牵引力。或当该磁浮列车的运行速度大于最低运行阈值一定数值比如3km/h时再触发牵引封锁。

较优地，该最低运行阈值可设置为10km/h。

较优地，入库检修策略还可包括：产生严重失稳风险警告。具体可通过听觉或视觉的提醒方式来产生严重风险警告。比如，在磁浮列车的驾驶室的显示器界面上显示严重风险警告对应的文字或图标，或在磁浮列车的驾驶室以语音方式播放严重风险警告。

进一步地，当磁浮列车存在中等失稳风险时，如图5所示，可采取限速运行保护策略。即设置磁浮列车在中等失稳风险时的最大运行速度。即限制磁浮列车的运行速度在低速运行阈值以下。可以理解，该低速运行阈值大于严重失稳风险时的最低运行阈值，比如可设置为50km/h。

具体的低速运行阈值可根据磁浮列车的运行环境和实际的运行状况来对应的设置。

较优地，限速运行保护策略还可包括：响应于该磁浮列车的运行速度大于低速运行阈值，触发牵引封锁即封锁该磁浮列车的牵引力。或当该磁浮列车的运行速度大于低速运行阈值一定比例比如10％时再触发牵引封锁。

较优地，限速运行保护策略还可包括：产生中等失稳风险警告。具体可通过听觉或视觉的提醒方式来产生中等风险警告。比如，在磁浮列车的驾驶室的显示器界面上显示中等风险警告对应的文字或图标，或在磁浮列车的驾驶室以语音方式播放中等风险警告。

进一步地，当磁浮列车存在轻微失稳风险时，如图5所示，可采取预警保护策略。具体地预警包括策略可包括：产生轻微失稳风险预警。比如，在磁浮列车的驾驶室的显示器界面上显示轻微风险警告对应的文字或图标。

可以理解，上述保护策略为基于上述磁浮列车的失稳风险等级的划分来进行设置的，并不以之为限。本领域的技术人员可基于实际需求来个性化地设置。

较优地，上述保护策略的实施可基于磁浮列车的TCMS网络控制系统联合牵引制动系统来实现。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的再一个方面，还提供一种磁浮列车的悬浮失稳控制装置。

在一实施例中，如图6所示，磁浮列车的悬浮失稳控制装置600包括存储器610和处理器620。

处理器620与存储器610耦接，用于执行该存储器610上存储的计算机程序，该处理器620配置成实现如上述任一实施例中的磁浮列车的悬浮失稳控制方法的步骤。

根据本发明的另一个方面，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如前述任一实施例中所述的磁浮列车的悬浮失稳控制方法的步骤。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。