基于准移动闭塞的列车轨道区段锁闭时间计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法。该方法包括：通过分析高速铁路的准移动闭塞模式的特征参数建立列车的牵引计算模型；根据列车的牵引计算模型对列车运行过程中受到的力进行分析和计算，得到列车在运行过程中的速度‑距离曲线：根据列车在运行过程中的速度‑距离曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间。本发明专利技术的方法可以基于精细化计算的轨道区段锁闭时间铺画带有Blocking time的列车运行图，为接车和发车路径的精细化使用提供依据，实现列车对运力资源占用的精细化表达，满足铁路系统精细化管理的需要。

A Method for Calculating Lock-up Time of Train Track Section Based on Quasi-Mobile Block

【技术实现步骤摘要】
基于准移动闭塞的列车轨道区段锁闭时间计算方法
本专利技术涉及列车运行
，尤其涉及一种基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法。
技术介绍
近年来，随着铁路技术不断升级，不断追逐更安全更智能的列车控制系统。如今，我国高铁开行了时速200-350公里不同速度等级列车，分别采用中国通号CTCS-2、CTCS-3高铁列车运行控制系统，是高铁运行的“大脑和中枢神经”。CTCS-2、CTCS-3高铁列车运行控制系统采用的闭塞方式均为准移动闭塞。准移动闭塞是一种既能保证行车安全，又能提高运输效率的信号制式。最小追踪间隔时间是计算理论能力的唯一参数，是评价线路运输能力的主要指标。轨道区段锁闭时间理论一方面作为计算列车最小追踪间隔的重要方法，另一方面可以精细化表达列车占用运力资源，因此基于我国铁路采用的准移动闭塞方式研究轨道区段锁闭时间(Blockingtime)的计算方法具有重要意义。目前，国内部分学者基于轨道区段锁闭时间理论对列车运行安全间隔时间进行了研究，且此类大多针对固定闭塞和移动闭塞模式，并在检测列车运行图冲突方面和研究轨道交通运输能力方面取得了一定成果。但是，基于当前我国铁路采用准移动闭塞背景下的轨道区段锁闭时间(Blockingtime)计算的研究极少，几乎没有；为此，亟需针对准移动闭塞下达轨道区段锁闭时间(Blockingtime)模型进行分析，并研究简单有效的计算方法；为我国铁路系统精细化管理提供决策依据。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法，以克服现有技术的问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法，包括：通过分析高速铁路的准移动闭塞模式的特征参数建立列车的牵引计算模型；根据所述列车的牵引计算模型对列车运行过程中受到的力进行分析和计算，得到列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线：根据所述列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间。优选地，所述列车的牵引计算模型包括：列车运行过程中牵引力、阻力及制动力的关系表示为：FT-W0-Wf-B＝m×(1+γ)×a式中：FT为牵引力，W0为列车基本阻力，B为附加阻力，m为列车质量，γ为列车回转系数，a为列车的加速度。优选地，所述的根据所述列车的牵引计算模型对列车运行过程中受到的力进行分析和计算，得到列车在区间的运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线，包括：列车在运行过程中受到牵引力、阻力和制动力的作用，列车最终的加速度a的计算公式为：a＝aT-ab-a0-af式中，aT为牵引力产生的加速度，ab为制动产生的加速度，a0为基本阻力产生的加速度，af对应坡道和曲线附加阻力；在已知加速度的条件下，计算在Δt时间间隔内列车速度以及位置的变化：v＝v0+aΔt计算列车在距离步长Δs后的终速度和耗时，更新列车速度和当前总耗时直至列车到达计算终点位置，根据所述v和Δs对列车状态进行更新获得列车的速度-距离曲线和距离-时间曲线。优选地，所述的根据所述列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于区间的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于区间的轨道区段锁闭时间，包括：准移动闭塞模式下列车的基于区间的轨道区段锁闭时间的计算模型包括：TB区间＝t附加+t反应+t接近+t运行+t出清+t解锁上述计算公式中的t附加、t反应、t出清为常数，根据列车参数不同而不同，t接近、t运行根据生成的列车距离-时间曲线进行计算；式中t附加为附加时间，表示列车在通过区间的某闭塞分区前的一段距离内，已经提前对该区间进行独占的时间；t反应为司机反应时间，表示当车载信号系统给出模式发生变化起开始，至司机对该信息做出反应时止的时间；t接近为接近时间，表示列车通过区间某点前，列车从运行速度采用常用制动到0的走行时间；t运行为运行时间，表示指列车通过闭塞分区所用的时间。t出清为出清时间，是指列车完全离开闭塞区段所用的吋间；t解锁为进路解锁时间，是指列车通过某点后，还需要经过一段时间才能释放该点的占用的时间。优选地，所述的根据所述列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于车站的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于车站的轨道区段锁闭时间，包括：在准移动闭塞条件下车站内的轨道区段锁闭时间的计算公式为：TB车站＝t建立+t反应+t接近+t运行+t出清+t解锁上述计算公式中的t附加、t反应、t出清为常数，根据列车参数不同而不同。t接近和t运行根据生成的列车距离-时间曲线进行计算；t建立为进路建立时间，包括进路建立时间和进路办理时间：t解锁为进路解锁时间，在计算进路解锁时间时采用分段计算方式；t解锁＝t解锁1+t解锁2+t解锁3优选地，所述的方法还包括：当出现列车在巡航时超速时，寻找到列车的最近的一次牵引转惰行点，并向前回溯n个步长，从该位置开始进行惰行，回滚的步长数n的计算公式如下：式中：v限速为列车当前的限制速度，Δs为步进的距离步长，Φ为手柄位保持的最小时间；从目标点开始，以末速度推导初速度，将制动反推过程中的距离步长进行减半处理，反推过程中的距离步长是正推过程步长的一半，反推的结束时机为速度达到了规定的限速，根据正推曲线与反推形成的制动曲线的交点来确定列车的制动时间和地点。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法可以基于精细化计算的轨道区段锁闭时间铺画带有Blockingtime的列车运行图，为接车和发车路径的精细化使用提供依据，实现列车对运力资源占用的精细化表达，满足铁路系统精细化管理的需要。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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供了一种基于准移动闭塞的轨道区段锁闭时间的计算方法的处理流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种模拟司机控制列车速度的策略示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种区间列车速度控制方式图；图4是本专利技术实施例提供的列车运行过程的构成和流程图；图5是本专利技术实施例提供的列车状态更新流程图；图6是本专利技术实施例提供的列车状态回滚处理流程图；图7是本专利技术实施例提供的制动空走距离的确定流程图；图8是本专利技术实施例提供的区间轨道区段锁闭时间(BlockingTime)计算模型示意图；图9是本专利技术实施例提供的车站轨道区段锁闭时间(BlockingTime)计算模型示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法，其特征在于，包括：通过分析高速铁路的准移动闭塞模式的特征参数建立列车的牵引计算模型；根据所述列车的牵引计算模型对列车运行过程中受到的力进行分析和计算，得到列车在运行过程中的速度‑距离曲线和距离‑时间曲线：根据所述列车在运行过程中的速度‑距离曲线和距离‑时间曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间。

【技术特征摘要】
1.一种基于准移动闭塞的列车的轨道区段锁闭时间的计算方法，其特征在于，包括：通过分析高速铁路的准移动闭塞模式的特征参数建立列车的牵引计算模型；根据所述列车的牵引计算模型对列车运行过程中受到的力进行分析和计算，得到列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线：根据所述列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于区间和车站的轨道区段锁闭时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述列车的牵引计算模型包括：列车运行过程中牵引力、阻力及制动力的关系表示为：FT-W0-Wf-B＝m×(1+γ)×a式中：FT为牵引力，W0为列车基本阻力，B为附加阻力，m为列车质量，γ为列车回转系数，a为列车的加速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根据所述列车的牵引计算模型对列车运行过程中受到的力进行分析和计算，得到列车在区间的运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线，包括：列车在运行过程中受到牵引力、阻力和制动力的作用，列车最终的加速度a的计算公式为：a＝aT-ab-a0-af式中，aT为牵引力产生的加速度，ab为制动产生的加速度，a0为基本阻力产生的加速度，af对应坡道和曲线附加阻力；在已知加速度的条件下，计算在Δt时间间隔内列车速度以及位置的变化：v＝v0+aΔt计算列车在距离步长Δs后的终速度和耗时，更新列车速度和当前总耗时直至列车到达计算终点位置，根据所述v和Δs对列车状态进行更新获得列车的速度-距离曲线和距离-时间曲线。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的根据所述列车在运行过程中的速度-距离曲线和距离-时间曲线分别建立并求解准移动闭塞模式下列车的基于区间的轨道区段锁闭时间的计算模型，得到列车的基于区间的轨道区段锁闭时间，包括：准移动闭塞模式下列车的基于区间的轨道区段锁闭时间的计算模型包括：TB区间＝t附加+t反应+t接近+t运行+t出清+t解锁上述计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令云，王义惠，苗建瑞，李璇，龙思慧，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11