一种智轨车辆仿真运行方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智轨车辆仿真运行方法和系统，获得的仿真数据高度贴近真实情况，从而为智轨运营方优化改进运营方案提供参考。其技术方案为：通过对智轨车辆的运行轨迹采用轨道化区段划分方法，并考虑了车辆本身长度，提高了车辆仿真运行数据精度，为智轨运营方优化改进运营方案提供参考。

A method and system for simulation running of intelligent rail vehicles

The invention discloses a method and system for the simulation operation of the intelligent rail vehicle, and the simulation data obtained are highly close to the real situation, thus providing a reference for optimizing the operation scheme of the intelligent rail operator. The technical scheme is as follows: by using the track section division method of the track vehicle running track, and considering the length of the vehicle, the precision of the vehicle simulation operation data is improved, and the reference for optimizing the operation scheme of the intelligent rail operator is provided.

【技术实现步骤摘要】
一种智轨车辆仿真运行方法和系统
本专利技术涉及智轨车辆领域，尤其涉及一种智轨车辆仿真运行模型实现方法。
技术介绍
随着城市交通拥堵问题日益突出，多种公共交通解决方案被提出，包括地铁、BRT、轻轨、智轨等。智轨列车是由中车株洲电力机车研究所有限公司研制的全新交通工具，设计最高时速为70公里，采用高铁柔性编组，利用“虚拟轨道跟随控制”技术在既定“虚拟轨迹”上运行，具有轻轨、地铁等轨道列车的零排放、无污染的特性，并支持多种供电方式。以智轨列车为核心运载工具的智能轨道快运系统具有建设周期短、基础设施投资小、城市适应性高、综合运力强等优势特点，具有较好的应用前景。为优化智轨运营方案，需要先利用计算机软件仿真智轨车辆运行，因为智轨车辆采用虚拟轨道技术按照既定轨迹在路面运行，所以在利用计算机技术仿真车辆运行的过程中要区别于一般路面社会车辆，要按照轨道化专有路线运营车辆特性考虑实现仿真运行。目前并没有一套仿真运行智轨车辆的有效方案。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种智轨车辆仿真运行方法和系统，获得的仿真数据高度贴近真实情况，从而为智轨运营方优化改进运营方案提供参考。本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种智轨车辆仿真运行方法，包括：确定车辆运动模型，其中在车辆仿真运行的过程中将线路划分为多个长度不等的区段，每个区段设置一个限速值，当车辆进入或离开一个区段时更新仿真流程；计算车辆最大速度；计算车辆位移；计算车辆运动时间；更新车辆速度和位置。根据本专利技术的智轨车辆仿真运行方法的一实施例，在计算车辆最大速度的步骤中，将每个区段所设置的限速值上设定为车辆最大速度。根据本专利技术的智轨车辆仿真运行方法的一实施例，在计算车辆位移的步骤中，分六种运动过程计算位移s：第一种，从离开站台到进入新区段：s＝length(S1)-x，其中Si表示车辆路径上所需区段{Si}，x表示车辆车头在所在区段所处的位置；第二种，从进入新区段到进入新区段：s＝length(S1)；第三种，从进入新区段到离开区段：其中Oi表示被占用区段{Oi}；第四种，从离开区段到进入新区段：s＝length(S1)-x；第五种，从离开区段到离开区段：s＝length(O1)；第六种，从进入新区段到到达站台：s＝y，其中y表示站台与区段边界距离。根据本专利技术的智轨车辆仿真运行方法的一实施例，在计算车辆运动时间的步骤中，通过车辆最大速度和车辆位移计算出车辆运动时间，并做如下约定公式与常量(1)～(4)：(1)约定车辆在加速和减速的过程中做匀加速和匀减速运动，(2)v1表示初始速度，v2表示最终速度，(3)a代表加速度值，d代表减速度值，(4)s＝v1t+1/2at2；分为四种情况来计算车辆运动时间：第一种情况，车辆加速过程到达最大限速值：车辆在匀加速过程的运行时间车辆在时间t0时间内运行位移为车辆在最高限速值运行时间车辆运行时间第二种情况，车辆加速过程未到达最大限速值：车辆全程匀加速运行，由匀加速公式导出车辆运行时间t；第三种情况，车辆减速过程整个位移都用于制动：车辆全程匀减速运行，车辆运行时间第四种情况，车辆减速过程部分位移用于制动：车辆在匀减速运行过程运行位移车辆在最高限速运行时间车辆运行时间本专利技术还公开了一种智轨车辆仿真运行系统，包括：车辆运动模型设定模块、最大速度计算模块、位移计算模块、运动时间计算模块以及状态更新模块，其中：车辆运动模型设定模块，用于设定车辆运动模型，其中在车辆仿真运行的过程中将线路划分为多个长度不等的区段，每个区段设置一个限速值，当车辆进入或离开一个区段时更新仿真流程；最大速度计算模块，用于计算车辆最大速度；位移计算模块，用于计算车辆位移；运动时间计算模块，用于计算车辆运动时间；状态更新模块，用于更新车辆速度和位置。根据本专利技术的智轨车辆仿真运行系统的一实施例，在最大速度计算模块中，将每个区段所设置的限速值上设定为车辆最大速度。根据本专利技术的智轨车辆仿真运行系统的一实施例，在位移计算模块中，分六种运动过程计算位移s：第一种，从离开站台到进入新区段：s＝length(S1)-x，其中Si表示车辆路径上所需区段{Si}，x表示车辆车头在所在区段所处的位置；第二种，从进入新区段到进入新区段：s＝length(S1)；第三种，从进入新区段到离开区段：其中Oi表示被占用区段{Oi}；第四种，从离开区段到进入新区段：s＝length(S1)-x；第五种，从离开区段到离开区段：s＝length(O1)；第六种，从进入新区段到到达站台：s＝y，其中y表示站台与区段边界距离。根据本专利技术的智轨车辆仿真运行系统的一实施例，在运动时间计算模块中，通过车辆最大速度和车辆位移计算出车辆运动时间，并做如下约定公式与常量(1)～(4)：(1)约定车辆在加速和减速的过程中做匀加速和匀减速运动，(2)v1表示初始速度，v2表示最终速度，(3)a代表加速度值，d代表减速度值，(4)s＝v1t+1/2at2；分为四种情况来计算车辆运动时间：第一种情况，车辆加速过程到达最大限速值：车辆在匀加速过程的运行时间车辆在时间t0时间内运行位移为车辆在最高限速值运行时间车辆运行时间第二种情况，车辆加速过程未到达最大限速值：车辆全程匀加速运行，由匀加速公式导出车辆运行时间t；第三种情况，车辆减速过程整个位移都用于制动：车辆全程匀减速运行，车辆运行时间第四种情况，车辆减速过程部分位移用于制动：车辆在匀减速运行过程运行位移车辆在最高限速运行时间车辆运行时间本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术通过对智轨车辆的运行轨迹采用轨道化区段划分方法，并考虑了车辆本身长度，提高了车辆仿真运行数据精度。相较于现有技术，获得的仿真数据高度贴近真实情况，从而为智轨运营方优化改进运营方案提供参考。附图说明在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1示出了本专利技术的智轨车辆仿真运行方法的一实施例的流程图。图2示出了本专利技术的车辆运动模型的示意图。图3示出了本专利技术的车辆移动位置参数的示意图。图4至图7示出了在计算运动时间步骤中的四类情况的速度和时间的关系图。图8示出了本专利技术的智轨车辆仿真运行系统的一实施例的原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。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专利技术的保护范围进行任何限制。图1示出了本专利技术的智轨车辆仿真运行方法的一实施例的流程，请参见图1，下面是对本实施例的运行方法的各个步骤的详细描述。步骤S1：确定车辆运动模型。车辆运动模型如图2所示，在车辆仿真运行的过程中，将线路划分为一个个长度不等的区段，每个区段设置一个限速值，当车辆进入或离开一个区段时更新仿真流程。具体而言，如图2所示，在车辆从一种状态变化到另一种状态(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智轨车辆仿真运行方法，其特征在于，包括：确定车辆运动模型，其中在车辆仿真运行的过程中将线路划分为多个长度不等的区段，每个区段设置一个限速值，当车辆进入或离开一个区段时更新仿真流程；计算车辆最大速度；计算车辆位移；计算车辆运动时间；更新车辆速度和位置。

【技术特征摘要】
1.一种智轨车辆仿真运行方法，其特征在于，包括：确定车辆运动模型，其中在车辆仿真运行的过程中将线路划分为多个长度不等的区段，每个区段设置一个限速值，当车辆进入或离开一个区段时更新仿真流程；计算车辆最大速度；计算车辆位移；计算车辆运动时间；更新车辆速度和位置。2.根据权利要求1所述的智轨车辆仿真运行方法，其特征在于，在计算车辆最大速度的步骤中，将每个区段所设置的限速值上设定为车辆最大速度。3.根据权利要求2所述的智轨车辆仿真运行方法，其特征在于，在计算车辆位移的步骤中，分六种运动过程计算位移s：第一种，从离开站台到进入新区段：s＝length(S1)-x，其中Si表示车辆路径上所需区段{Si}，x表示车辆车头在所在区段所处的位置；第二种，从进入新区段到进入新区段：s＝length(S1)；第三种，从进入新区段到离开区段：其中Oi表示被占用区段{Oi}；第四种，从离开区段到进入新区段：s＝length(S1)-x；第五种，从离开区段到离开区段：s＝length(O1)；第六种，从进入新区段到到达站台：s＝y，其中y表示站台与区段边界距离。4.根据权利要求3所述的智轨车辆仿真运行方法，其特征在于，在计算车辆运动时间的步骤中，通过车辆最大速度和车辆位移计算出车辆运动时间，并做如下约定公式与常量(1)～(4)：(1)约定车辆在加速和减速的过程中做匀加速和匀减速运动，(2)v1表示初始速度，v2表示最终速度，(3)a代表加速度值，d代表减速度值，(4)s＝v1t+1/2at2；分为四种情况来计算车辆运动时间：第一种情况，车辆加速过程到达最大限速值：车辆在匀加速过程的运行时间车辆在时间t0时间内运行位移为车辆在最高限速值运行时间车辆运行时间第二种情况，车辆加速过程未到达最大限速值：车辆全程匀加速运行，由匀加速公式导出车辆运行时间t；第三种情况，车辆减速过程整个位移都用于制动：车辆全程匀减速运行，车辆运行时间第四种情况，车辆减速过程部分位移用于制动：车辆在匀减速运行过程运行位移车辆在最高限速运行时间车辆运行时间5.一种智轨车辆仿真运行系统，其特征在于，包括：车辆运动模型设定模块、最大速度计算模块、位...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊凯，彭勤，陈杨，李勋，黄舟，谭俊桦，张欣，张恒，张楠，李缘，何维，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，湖南中车时代通信信号有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43