基于列车运行等级的列车运行控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于列车运行等级的列车运行控制方法。该方法包括：ATS系统根据列车运行计划及控制目标确定列车在站间运行时的多个运行等级，由ATO系统生成推荐速度曲线存储在车载设备中。在列车实际运行过程中，ATO系统根据列车实际早发时间情况自动选择相应的站间运行等级及其对应的推荐速度曲线，并利用该曲线控制列车运行，确定列车跟踪推荐曲线控制策略，根据列车运行实时信息对列车发出控制指令，使列车跟踪推荐速度曲线运行。本发明专利技术根据实时情况自动选择列车运行等级和对应的推荐速度曲线、列车跟踪推荐曲线控制策略向车辆发送控制命令，同时接收车辆的实时信息反馈，可以在保证列车运行准时性的前提下，满足控制目标的要求。

【技术实现步骤摘要】
基于列车运行等级的列车运行控制方法
本专利技术涉及列车运行控制
，尤其涉及一种基于列车运行等级的列车运行控制方法。
技术介绍
城市轨道交通是城市公共交通系统中的一个重要组成部分，由于其运量大、速度快、安全性及可靠性高等优势，已经在世界各地得到高速发展。列车自动控制系统(AutomaticTrainControlSystem，简称ATC)是城市轨道交通列车运行的核心设备，其功能是保证行车安全，缩小行车间隔，提高运行效率，以及增加列车运行的舒适性和可靠性。ATC系统由列车自动监控(AutomaticTrainSupervision，简称ATS)系统、列车自动驾驶(AutomaticTrainOperation，简称ATO)系统、列车自动防护(AutomaticTrainProtection，简称ATP)系统三个子系统组成。ATP系统是安全系统，必须符合故障-安全原则，主要实现列车超速防护、保证列车间安全间隔等功能。ATS系统主要实现对列车运行的监督和控制。ATO自动控制列车运行，实现正常情况下高质量的自动驾驶，并存在提高列车运行效率、提高列车运行的舒适度、节省能源等优势。列车自动控制系统三大子系统分工合作，从而实现列车在站间的自动运行。ATS负责根据系统实时需求对ATO下达任务，ATO根据接收到的线路信息及车载信息对列车发送控制指令，使列车保持最佳运行状态。整个过程是在ATP的防护下进行的，也就是说ATO控制的列车运行速度必须低于ATP产生的防护速度。在三个系统的合作之下，ATO才能实现列车安全、准时、高效的运行。现有的ATO虽然有运行等级的概念，但储存在ATO中的是最高限速速度值，每个运行等级对应不同的最高限速，列车从启动开始全速加速到接近该速度值后进行调整，然后ATO根据不同的跟踪策略调整列车按照该速度值运行。由于列车的实际运行情况十分复杂，跟踪单一的速度值会使得实际运行与仿真计算存在较大偏差，甚至有可能会达不到预先设定的控制目标。并且，现有列车运行等级在工程领域当中的应用，是由人工手动制定的，并非列车自动选择，不具有实时性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种基于列车运行等级的列车运行控制方法，以实现基于列车运行等级对列车进行运行控制。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种基于列车运行等级的列车运行控制方法，包括：根据站间运行计划、控制目标确定列车在站间运行的多个运行等级，并计算生成每个运行等级对应的推荐速度曲线，将各个运行等级和对应的推荐速度曲存储在车载设备中；根据列车在站间的实际出发时间和计划出发时间之间的关系，从所述车载设备中选择列车在站间的运行等级及其对应的推荐速度曲线；利用所述列车在站间的推荐速度曲线控制列车运行，确定列车跟踪推荐曲线控制策略，在列车运行过程中根据实时信息对列车发出控制指令，使列车跟踪所述推荐速度曲线运行。进一步地，所述根据站间运行计划、控制目标确定列车在站间运行的多个运行等级，包括：列车自动监控ATS系统根据列车运行计划确定各个站间的列车运行等级，并计算出列车的站间运行时间，所述ATS系统将各个站间的列车运行等级和站间运行时间传输给车载的列车自动驾驶ATO系统；所述列车运行等级包括：运行等级二、运行等级三和运行等级四，所述运行等级二为列车按照列车时刻表在站间运行的全速运行模式；所述运行等级三为合乎控制目标的运行模式，列车在站间运行追踪的目标速度降低，推荐速度曲线峰值下降，站间运行时间增长；所述运行等级四为更加合乎控制目标的运行模式，相比运行等级三，列车目标速度继续降低，站间运行时间更长。进一步地，所述并生成每个运行等级对应的推荐速度曲线，将各个运行等级和对应的推荐速度曲存储在车载设备中，包括：所述车载的ATO系统根据各个站间的列车运行等级、不同等级对应的站间运行时间和列车控制目标需求，计算出各个列车运行等级对应的推荐速度曲线，将各个列车运行等级及其对应的推荐速度曲线存储在车载数据单元中；所述推荐速度曲线为指示列车在站间全部运行过程速度值的曲线，根据该曲线，列车运行过程中每一点均有其目标速度。。进一步地，所述列车控制目标包括列车准点、舒适、节能和停车精度。进一步地，所述的根据列车在站间的实际运行时间和计划运行时间之间的关系，从所述车载设备中选择列车在站间的运行等级及其对应的推荐速度曲线，包括：所述车载的ATO系统从列车的实时运行数据中获取列车的实际运行时间，并根据运行图获取列车在站间的计划运行时间，若列车在某一停靠站的实际出发时间不早于计划出发时间，则所述车载的ATO系统确定所述列车在站间采用运行等级二，从所述车载数据单元中选择列车在站间的运行等级二及其对应的推荐速度曲线；若列车在某一停靠站的实际出发时间早于计划出发时间，则所述车载的ATO系统根据实际出发时间与计划出发时间之间的差值、列车控制目标选择运行等级三或者运行等级四及其对应的推荐速度曲线。进一步地，所述跟踪推荐曲线控制策略包括：[v-a,v-b]跟踪精度，其中v是推荐速度，阈值(v-a)是列车实际运行中能达到的最高速度，阈值(v-b)是列车实际运行在巡航阶段的最低速度。进一步地，所述利用所述列车在站间的推荐速度曲线控制列车运行，确定列车跟踪推荐曲线控制策略，在列车运行过程中根据实时信息对列车发出控制指令，使列车跟踪所述推荐速度曲线运行，包括：在列车实际运行过程中，所述车载的ATO系统根据所述ATS下达的运行等级管理命令，从车载数据单元读取相应列车运行等级对应的推荐速度曲线数据，并从车辆读取包括速度、位置、坡度、限速在内的实时信息，所述ATO系统根据所述列车运行等级对应的速度曲线数据和实时信息确定列车当前状态，并向列车发出牵引、制动或者惰行控制指令，控制列车按照列车运行等级对应的推荐速度曲线运行，在所述跟踪推荐曲线控制策略的控制下在加速、减速、等速、惰行四种运行状态之间进行切换。进一步地，所述的控制列车按照列车运行等级对应的推荐速度曲线运行，在所述跟踪推荐曲线控制策略的控制下在加速、减速、等速、惰行四种运行状态之间进行切换，包括：在列车启动时，列车运行等级对应的推荐速度和实际运行速度之间的差值大于所述[v-a,v-b]跟踪精度中的阈值b，列车处于牵引工况；当列车实际运行速度与列车运行等级对应的推荐速度之间的差值大于所述[v-a,v-b]跟踪精度中的阈值a，小于阈值b时，则列车将保持上一时刻的运行工况；当列车实际运行速度与列车运行等级对应的推荐速度之间的差值小于所述[v-a,v-b]跟踪精度中的阈值a时，列车处于惰行工况。进一步地，所述的方法还包括：所述ATO系统控制列车在运行过程中的实际运行速度不超过列车自动防护ATP系统的限制速度。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例的方法通过采用推荐速度曲线与跟踪控制策略作为可变参数，可根据列车实际早发情况自动选择相应推荐速度曲线，同时在整个控制过程中结合各个列车运行等级对应的推荐速度曲线、列车跟踪推荐曲线控制策略向车辆发送控制命令，同时接收车辆的实时信息反馈，可以在保证列车运行准时性的前提下，满足控制目标的要求，提供更加丰富的驾驶策略供列车采用，如节能驾驶。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于列车运行等级的列车运行控制方法，其特征在于，包括：根据站间运行计划、控制目标确定列车在站间运行的多个运行等级，并生成每个运行等级对应的推荐速度曲线，将各个运行等级和对应的推荐速度曲存储在车载设备中；根据列车在站间的实际出发时间和计划出发时间之间的关系，从所述车载设备中选择列车在站间的运行等级及其对应的推荐速度曲线；利用所述列车在站间的推荐速度曲线控制列车运行，确定列车跟踪推荐曲线控制策略，在列车运行过程中根据实时信息对列车发出控制指令，使列车跟踪所述推荐速度曲线运行。

【技术特征摘要】
1.一种基于列车运行等级的列车运行控制方法，其特征在于，包括：根据站间运行计划、控制目标确定列车在站间运行的多个运行等级，并生成每个运行等级对应的推荐速度曲线，将各个运行等级和对应的推荐速度曲存储在车载设备中；根据列车在站间的实际出发时间和计划出发时间之间的关系，从所述车载设备中选择列车在站间的运行等级及其对应的推荐速度曲线；利用所述列车在站间的推荐速度曲线控制列车运行，确定列车跟踪推荐曲线控制策略，在列车运行过程中根据实时信息对列车发出控制指令，使列车跟踪所述推荐速度曲线运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据站间运行计划、控制目标确定列车在站间运行的多个运行等级，包括：列车自动监控ATS系统根据列车运行计划确定各个站间的列车运行等级，并根据列车运行图计算出列车的站间运行时间，所述ATS系统将各个站间的列车运行等级和站间运行时间传输给车载的列车自动驾驶ATO系统；所述列车运行等级包括：运行等级二、运行等级三和运行等级四，所述运行等级二为列车按照列车时刻表在站间运行的全速运行模式；所述运行等级三为合乎控制目标的运行模式，列车在站间运行追踪的目标速度降低，推荐速度曲线峰值下降，站间运行时间增长；所述运行等级四为更加合乎控制目标的运行模式，相比运行等级三，列车目标速度继续降低，站间运行时间更长。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述并生成每个运行等级对应的推荐速度曲线，将各个运行等级和对应的推荐速度曲存储在车载设备中，包括：所述车载的ATO系统根据各个站间的列车运行等级、不同等级对应的站间运行时间和列车控制目标需求，计算出各个列车运行等级对应的推荐速度曲线，将各个列车运行等级及其对应的推荐速度曲线存储在车载数据单元中；所述推荐速度曲线为指示列车在站间全部运行过程速度值的曲线，根据该曲线，列车运行过程中每一点均有其目标速度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述列车控制目标包括列车准点、舒适、节能和停车精度。5.根据权利要求3或者4所述的方法，其特征在于，所述的根据列车在某一停靠站的实际出发时间和计划出发时间之间的关系，从所述车载设备中选择列车在站间的运行等级及其对应的推荐速度曲线，包括:所述车载的ATO系统从列车的实时运行数据中获取列车在站间的实际运行时间，并根据运行图获取列车在站间的计划运行时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹芳，罗依梦，冯唐松，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11