自动驾驶系统以及在该系统中设定速度指令值的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自动驾驶系统，它包括记录若干个经预测的参照位置（５－７）的一些设备，根据车辆在铁路上的位置和各路段规定的速度限定（８），这些参照位置给出到达目的地所需的时间，和至少一个模糊推理系统ＳＩＦ。本发明专利技术还涉及在自动驾驶系统中设定速度指令值的方法，该方法在于，估算车辆相对于若干个参照位置（５－７）的当前位置，根据车辆在铁路上的位置，这些参照位置给出到达目的地所需的时间，以便调整车辆的行程时间。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Automatic driving system and method for setting speed command value in the system

The invention relates to an automatic driving system, which comprises a plurality of records of the predicted reference position (5 - 7) of some equipment, according to the provisions in the position of the vehicle on the railway and the road speed limit (8), the required reference position is given the time to reach the destination, and at least one fuzzy inference SIF system. The invention also relates to a method for setting speed value in the automatic driving system, the method is to estimate the vehicle relative to a plurality of reference positions (5 - 7) of the current position, according to the position of the vehicle on the railway, the required reference position is given the time to reach the destination, so as to adjust the vehicle travel time.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是能够控制例如火车起点和终点之间的行程所化时间的系统和方法，更具体地说，本专利技术涉及的是一种自动驾驶系统和在这种系统中设定速度指令值(给定值)的方法。已有技术中主要用于火车的最初类型的自动驾驶系统是些线性伺服系统。已有技术中的这些自动驾驶系统考虑的是铁路型面那样的外部参数和限制，即道岔和斜坡，调节列车余速的可能性，旅客的舒适程度，即猛然进行牵引和刹车，上游列车的防护，遵守各个路段的最大速度。但已有技术中的这些自动驾驶系统不考虑例如由列车消耗的能量，保证行程时间的外部限制(影响)和参数。根据已有技术，以遵守(保持)其种运行模式而对地铁进行自动驾驶。一种运行模式与站间确定的速度分布有关。当火车停站时，由铁路网的调节系统在一定数量的可能性中对运行模式加以选择。每一种运行模式均与行程的给定时间有关，但交通的紊乱会导致晚点严重。这种产生速度指令值的方法不能弥补这类晚点。此外，通过沿铁路在各预定位置调节余速以便使能量消耗达到最佳。刊登在日本期刊模糊理论和系统(Vol.5，Nol，1993，P133-146)中的文章″DESIGN，REALIZATION，AND IMPROVEMENT OF AN OPTIMUMFUZZY CONTROLLER FOR A RUNNING TRAIN″(作者N.GENG和I.MUTA)以及刊登在日立周报(Vol.35(1986)，No.6，P297-304)中的文章″TOTAL SYSTEM FOR RAPID TRANSIT AND TRENDS IN CONTROLELECTRONICS FOR RAILWAY VEHICLES″(作者A.OAZAMA和M.NOMI)描述了已有技术中的火车自动驾驶系统。本专利技术的目的也是自动驾驶系统和设定速度指令值的方法，可是这种系统和方法可以考虑到外部参数。换言之，本专利技术的目的在于使自动驾驶系统和设定速度指令值的方法可以把相对于行程给定值时间的偏差减到最小，可以保持最大速度的分布，可以考虑有待防护的各个地点，能够遵守减速和停止的命令，能适应小的交通紊乱，并弥补不很严重的晚点。根据本专利技术，自动驾驶系统的特征在于—记录若干个被预测参照位置的一些设备，根据车辆在铁路上的位置和各路段规定的限速，这些参照位置给出到达目的地所需要的时间，—至少一个模糊推理系统SIF。根据本专利技术的另一特征，自动驾驶系统的特征在于—速度给定值(指令值)Vcons的计算设备；—加速指令值γcons的设定设备；—牵引操纵(命令)T的发生设备；和—调节车辆余速的设备。根据本专利技术的另一个特征，自动驾驶系统的特征在于，用变量β对车辆位置进行描述的设备，该变量β的特征体现在当前位置与限定位置的偏差上，这些限定位置定义为一经预测过的第一个参照位置，该位置对应于行程的最短时间，因而也就对应于该行程中可能是最大的速度，和一经预测过的第二个参照位置，该位置对应于最长行程的时间，因而也就对应于该行程中的最低速度。本专利技术的内容还在于满足如下特征之一的自动驾驶系统—变量β由下式给出β＝(Tmax－Trestant)/(Tmax－Tmin)其中Tmax和Tmin分别为对应于用最长时间和最短时间运行的剩余路程所化的时间，其中Trestant由下式给出Trestant＝Tconsigne－Tprésent(T剩余＝T指令值－T当前)—所要保持的指令值速度在β分别接近1和0时则分别接近所允许的最大速度和最小速度，—经预测过的第一个参照位置对应于行程最短时间，因而也就对应于该行程中可能的最大速度，—经预测过的第二个参照位置对应于最大行程的时间，因而也就对应于该行程的最低速度，—经预测过的第三个参照位置对应于行程的中间时间，因而也就对应于该行程中的最大平均速度，和—由各路段规定的速度限制，—记录设备至少有另一个经预测过的参照位置。根据本专利技术的一个特征，在自动驾驶系统中速度指令值设定方法的特征在于估算车辆相对于几个预测参照位置(5-7)的当前位置，这些参照位置根据车辆在铁路上的位置给出到达目的地所需的时间，从而调整车辆的行程时间。根据本专利技术的另一个特征，在自动驾驶系统中速度指令值设定方法的特征在于—记录若干个经预测过的参照位置，这些参照位置根据车辆在铁路上的位置给出到达目的地所需的时间，和—速度指令值Vcons的计算。按照本专利技术该另一特征所述的方法可以包括一些附加步骤，这些步骤在于—设定一个加速指令值γcons，—产生一个牵引命令T，和—调节车辆余速。根据本专利技术的又一特点，在自动驾驶系统中速度指令值设定方法的特征在于用变量β描述车辆的位置，所述变量β的特征体现在当前位置相对于限定位置的偏差上，这些限定位置定义为一经预测的第一个参照位置，该位置对应于行程中的最短时间，因而也就对应于该行程中可能的最大限制速度，和一经预测的第二个参照位置，该位置对应于行程中的最长时间，因而也就对应于该行程中的最低速度。本专利技术还有一个内容是关于在自动驾驶系统中速度指令值的设定方法，该方法满足下面特征中的一个特征—变量β由下式给出β＝(Tmax－Trestant)/(Tmax－Tmin)其中Tmax和Tmin分别表示对应于用最长时间和最短时间运行的剩余路程所化的时间，而其中Trestant由下式给出Trestant＝Tconsigne－Tprésent—所要保持的指令值速度在β分别接近1和0时则分别接近所允许的最大和最小速度。本专利技术的自动驾驶系统和速度指令值设定方法的一个好处在于减少了车辆的能量消耗。本专利技术的自动驾驶系统和速度指令值设定方法的又一个好处在于改善了旅客的舒适程度。本专利技术的自动驾驶系统和速度指令值设定方法的再一个好处在于不受载荷及车辆特性变化的影响。本专利技术的自动驾驶系统和速度指令值设定方法的又一个好处在于对余速进行调节时能遵守规定的行程时间。通常，时间偏差少于5秒钟，余速调节的百分比大于百分之三十。本专利技术的自动驾驶系统和速度指令值设定方法的还一个好处在于如果停车以后累计的晚点时间不能完全弥补时可以将晚点减到最小。本专利技术的自动驾驶系统和设定速度指令值的方法再一个好处是减速时没有波动。在阅读了下面有关自动驾驶系统和在该系统中设定速度指令值的方法的较佳实施例的描述以后，本专利技术的其他目的，特征和优点将会更加清楚，该描述是结合附图进行的，其中—附图说明图1为本专利技术自动驾驶系统较佳实施方案的总结构图，—图2为本专利技术指令值速度Vcons计算系统的较佳实施方案的原理图，—图3为对应于三个经预测过的参照位置的三条曲线，—图4描绘出由三角形三个顶点的横座标所限定的三角形状的模糊集(群)，—图5为本专利技术的加速指令值γcons的设定系统的较佳实施方案的原理图，—图6为本专利技术牵引命令T发生系统的较佳实施方案的原理图，和—图7表示第三模糊推理系统SIF3的结构实例。图1表示本专利技术自动驾驶系统较佳实施方案的总结构图。图1中有三个重要步骤来获取车辆的牵引命令。第一个步骤对应于计算速度指令值Vcons。这些计算主要考虑诸如象行程时间的调节，晚点的补救，最佳的能量消耗和减速同步控制等的一些数据。第二个步骤2对应于设定加速指令值γcons。该步骤主要考虑加速限制值。第三个步骤3适于产生牵引命令T。该步骤主要考虑对载荷变化和对速度测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动驾驶系统，其特征在于它包括：－记录几个经过预测的参照位置（５－７）的设备，根据车辆在铁路上的位置和各路段规定的限速（８）该参照位置给出到达目的地所需的时间，和－至少一个模糊推理系统ＳＩＦ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞尔热邦诺里尔，斯台方弗雷布蒙，巴巴德博内，
申请(专利权)人：GEC阿尔斯托姆运输公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]