一种协同编队列车安全防护方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种协同编队列车安全防护方法、系统和装置，针对编队中前车和后车不同的运行场景分别建立了用于使得后车与前车保持安全距离的第一数学模型、第二数学模型、第三数学模型和第四数学模型。这些数学模型将前车当作障碍物，考虑了障碍物在运动状态下的列车安全防护，相较于静止障碍物的安全防护，其计算得到的防护距离更短，更适合在协同编队中使用。根据前车和后车当前的状态，采用不同场景下建立的模型计算后车的防护速度，当后车速度超过防护速度后进行紧急制动，保证编队列车的行驶安全。

【技术实现步骤摘要】
一种协同编队列车安全防护方法、系统和装置
本专利技术涉及列车自动防护
，尤其是涉及一种协同编队列车安全防护方法、系统和装置。
技术介绍
传统列车自动防护系统ATP(AutomaticTrainProtect)的安全防护算法数学模型认为前方障碍物是静止状态的，并保有一定安全余量，计算得出列车紧急制动触发曲线，当列车速度超过紧急制动触发曲线时，会进行紧急制动。这种方式计算得到的安全防护距离长，影响地铁的运行效率，没有对前方移动障碍物防护建立有效的数学模型。在保证安全的前提下，为了提高地铁线路的运营能力，一种近距离追踪协同运行的列车控制技术—列车协同编队被广泛研究，它是一种新型的列车合作驾驶模式，在移动闭塞基础上，通过列车间的信息交互与感应，通过虚拟连挂技术实现两列或多列列车以相同速度固定间隔协同运行。在协同编队控制中，后车防护算法的数学模型将前车当作障碍物，当前车触发紧急制动触发曲线时，后车也能根据建立的数学模型进行有效防护，基于前车是运动的，且协同状态下前后两车的追踪间隔需控制在较小范围内，传统的列车安全防护模型已经不再适用协同编队本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种协同编队列车安全防护方法，其特征在于，包括：/n获取编队列车中前车由当前的实际速度停车需要的前车停车时间、后车由在牵引阶段的最大速度停车需要的后车停车时间，以及后车处于牵引阶段所用的后车牵引时间；/n若所述前车停车时间小于或等于所述后车牵引时间，则根据第二数学模型或第四数学模型，确定所述后车的防护速度；/n若所述前车停车时间大于所述后车牵引时间，则判断所述前车停车时间是否大于所述后车停车时间和所述后车牵引时间之和，若是，则根据第一数学模型或第三数学模型，确定所述后车的防护速度，否则，根据第一数学模型或第四数学模型，确定所述后车的防护速度；/n其中，在后车处于牵引阶段的情况下，所述第一数...

【技术特征摘要】
1.一种协同编队列车安全防护方法，其特征在于，包括：
获取编队列车中前车由当前的实际速度停车需要的前车停车时间、后车由在牵引阶段的最大速度停车需要的后车停车时间，以及后车处于牵引阶段所用的后车牵引时间；
若所述前车停车时间小于或等于所述后车牵引时间，则根据第二数学模型或第四数学模型，确定所述后车的防护速度；
若所述前车停车时间大于所述后车牵引时间，则判断所述前车停车时间是否大于所述后车停车时间和所述后车牵引时间之和，若是，则根据第一数学模型或第三数学模型，确定所述后车的防护速度，否则，根据第一数学模型或第四数学模型，确定所述后车的防护速度；
其中，在后车处于牵引阶段的情况下，所述第一数学模型用于在前车处于紧急制动阶段且未紧急制动停车的情况中，使得后车与前车保持安全距离，所述第二数学模型用于在前车处于紧急制动阶段且紧急制动停车的情况中，使得后车与前车保持安全距离；
在后车由牵引阶段转换为紧急制动阶段的情况下，所述第三模型用于在前车处于紧急制动阶段且未紧急制动停车的情况中，使得后车与前车保持安全距离，所述第四数学模型用于在前车处于紧急制动阶段且紧急制动停车的情况中，使得后车与前车保持安全距离。


2.根据权利要求1所述的协同编队列车安全防护方法，其特征在于，所述第一数学模型的创建包括：
以前车触发紧急制动的时刻作为初始时刻，以在所述初始时刻后车所在的位置作为初始位置，则在后车处于牵引阶段的情况下，随着时间t后车与所述初始位置之间的距离sf＝vft+0.5afcbdt2；其中，vf为后车的实际速度，afcbd为后车在牵引阶段的最大加速度；
在所述初始时刻，后车与前车的实际初始间隔为s0，则前车处于紧急制动阶段且未紧急制动停车的情况下，随着时间t前车与所述初始位置之间的距离sl＝s0+Ll+vlt-0.5alebt2，其中，vl为前车的实际速度，aleb为前车紧急制动加速度，Ll为前车长度；
为了使得后车与前车之间的相对距离sl-sf-Ll大于安全距离st，则所述第一数学模型为满足


3.根据权利要求1所述的协同编队列车安全防护方法，其特征在于，所述第二数学模型的创建包括：
以前车触发紧急制动的时刻作为初始时刻，以在所述初始时刻后车所在的位置作为初始位置，则在后车处于牵引阶段的情况下，随着时间t后车与所述初始位置之间的距离sf＝vft+0.5afcbdt2；其中，vf为后车的实际速度，afcbd为后车在牵引阶段的最大加速度；
在所述初始时刻，后车与前车的实际初始间隔为s0，则前车处于紧急制动阶段且紧急制动停车的情况下，随着时间t前车与所述初始位置之间的距离



其中，vl为前车的实际速度，aleb为前车紧急制动加速度，Ll为前车长度，为前车紧急制动停车的时刻；
为了使得后车与前车之间的相对距离sl-sf-Ll大于安全距离st，则需要满足所述第二数学模型为满足


4.根据权利要求1所述的协同编队列车安全防护方法，其特征在于，所述第三数学模型的创建包括：
以前车触发紧急制动的时刻作为初始时刻，以在所述初始时刻后车所在的位置作为初始位置，后车处于牵引阶段fcbd所用的后车牵引时间tfcbd，后车在牵引阶段的最大速度vfp＝vf+afcbdtfcbd，则在后车处于牵引阶段转换为紧急制动阶段的情况下，随着时间t后车与所述初始位置之间的距离sf＝vftfcbd+0.5afcbdtfcbd2+vfp(t-tfcbd)-0.5afeb(t-tfcbd)2；其中，vf为后车的实际速度，afcbd为后车在牵引阶段的最大加速度，afeb为后车紧急制动加速度；
在所述初始时刻，后车与前车的实际初始间隔为s0，则前车处于紧急制动阶段且未紧急制动停车的情况下，随着时间t前车与所述初始位置之间的距离sl＝s0+Ll+vlt-0.5alebt2，其中，vl为前车的实际速度，aleb为前车紧急制动加速度，Ll为前车长度；
为了使得后车与前车之间的相对距离s1-sf-L...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，包峰，张春雨，周桥，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11