一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法、装置、设备制造方法及图纸

本申请公开了一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法、装置、设备及计算机可读存储介质，通过在车载列车自动驾驶设备预先部署所在列车的车辆运动控制模型，实现车载列车自动驾驶设备对运行图的执行能力，车载列车自动驾驶设备在正常运行周期里不断循环列车走行区间和列车站停区间，实现运行图的执行和自动校正，包括在列车走行区间内按运行图进行走行时间控制、实现按运行图计划到站，以及在列车站停区间进行站停时长的动态调整，实现按照运行图计划发车，从而实现了以运行图为导向的列车自动控制，适用于多种非货运铁路自动控车问题，简化了列车工作人员的工作，减少了列车晚点、或列车提前到达而影响其他列车的运行计划以及站台作业的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法、装置、设备
本申请涉及轨道交通运输
，特别是涉及一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
列车自动驾驶系统(AutomaticTrainOperation，ATO)在是实现列车自动行驶、精确停车、站台自动化作业、无人折返、列车自动运行调整等功能的列车自动控制系统。目前，大铁领域的列车自动驾驶系统尚无统一国际标准，国内通号公司参与了C2ATO和C3ATO的线路开通，但是其列车自动驾驶方案与欧洲列车控制系统(EuropeanTrainControlSystem，ETCS)的AoE方案存在较大接口和功能差异。而在城市轨道交通领域，各家供应商都有自己的列车自动驾驶方案，但以列车自动驾驶系统为城市轨道交通列车集中控制系统的一个子系统，通常采用列车自动监督系统(AutomaticTrainSupervision，ATS)下达区间运行等级命令给列车自动驾驶系统，列车自动驾驶系统根据按照常用制动曲线计算的推荐速度，结合区间运行等级形成的目标速度实现区间走行。在这种情况下，列车实际到站时间和计划到站时间只能定性预调，在实际执行时没有成熟的自动控制算法，往往只能基于经验和预先的列车跑图测试来执行，极有可能出现列车晚点、或列车提前到达而影响其他列车的运行计划以及站台作业的情况。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以运行图为执行导向，简化列车工作人员的工作，减少列车晚点、或列车提前到达而影响其他列车的运行计划以及站台作业的情况。为解决上述技术问题，本申请提供一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法，基于车载列车自动驾驶设备，包括：预先部署所在列车的车辆运动控制模型；接收列车调度设备下发的列车运行计划；当所述列车处于走行状态时，若所述列车运行计划包括当前列车走行区间的走行区间计划时间以及在所述当前列车走行区间的目标站点的站停区间计划时间，则根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略；当所述列车到达所述目标站点时，根据实际到站时间点和所述走行区间计划时间确定到站时间偏差值，根据所述到站时间偏差值生成所述列车站停区间的实际站停时长，按照所述实际站停时长控制所述列车的列车站停区间，以使所述列车按照所述走行区间计划时间的计划发车时间点发车以进入下一列车走行区间。可选的，所述根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略，具体为：在所述当前列车走行区间，定时执行所述根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略的步骤。可选的，所述车辆运动控制模型具体包括：车辆动力学加减速模型和离散档位模型；相应的，所述基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略，具体包括：基于所述车辆动力学加减速模型和所述离散档位模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长计算得到与当前时刻对应的档位调整频度策略；结合所述档位调整频度策略和当前控车计划，生成并执行与所述当前时刻对应的控制离散档位数值；每间隔预设周期，判断是否满足所述列车的一次降速条件；若满所述一次降速条件，则按照所述当前列车走行区间的定点停车目标控制常用制动系统使所述列车在所述目标站点停车；其中，所述离散档位模型为将所述列车的车辆牵引制动控制信号进行离散化处理后得到的控车档位模型。可选的，所述当前控车计划为节能控车计划；相应的，所述结合所述档位调整频度策略和当前控车计划，生成并执行与所述当前时刻对应的控制离散档位数值，具体包括：根据所述剩余距离计算执行所述节能控车计划后到所述目标站点的预估剩余时长；对比所述预估剩余时长和所述剩余计划时长，根据对比结果调整所述节能控车计划，得到当前控车策略；结合所述档位调整频度策略和所述当前控车策略，生成并执行与所述当前时刻对应的控制离散档位数值。可选的，所述结合所述档位调整频度策略和当前控车计划，生成并执行与所述当前时刻对应的控制离散档位数值，具体包括：结合所述档位调整频度策略和所述当前控车计划，生成理论控制离散档位数值；在所述档位调整频度策略的基础上，对所述理论控制离散档位数值进行档位平滑化处理，生成并执行所述控制离散档位数值。可选的，所述车辆牵引制动控制信号具体为电流环或PWM信号。可选的，还包括：当所述列车处于走行状态时，若所述列车运行计划为所述当前列车走行区间的区间运行等级命令，则根据所述列车的预设制动曲线计算得到所述当前列车走行区间的推荐速度；结合所述区间运行等级命令和所述推荐速度，生成并执行所述当前列车走行区间的目标速度曲线。为解决上述技术问题，本申请还提供一种基于运行图的非货运铁路自动控车装置，包括：部署单元，用于预先部署所在列车的车辆运动控制模型；接收单元，用于接收列车调度设备下发的列车运行计划；第一走行控制单元，用于当所述列车处于走行状态时，若所述列车运行计划包括当前列车走行区间的走行区间计划时间以及在所述当前列车走行区间的目标站点的站停区间计划时间，则根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略；站停控制单元，用于当所述列车到达所述目标站点时，根据实际到站时间点和所述走行区间计划时间确定到站时间偏差值，根据所述到站时间偏差值生成所述列车站停区间的实际站停时长，按照所述实际站停时长控制所述列车的列车站停区间，以使所述列车按照所述走行区间计划时间的计划发车时间点发车以进入下一列车走行区间。为解决上述技术问题，本申请还提供一种基于运行图的非货运铁路自动控车设备，包括：存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述基于运行图的非货运铁路自动控车方法的步骤；处理器，用于执行所述指令。为解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法，其特征在于，基于车载列车自动驾驶设备，包括：/n预先部署所在列车的车辆运动控制模型；/n接收列车调度设备下发的列车运行计划；/n当所述列车处于走行状态时，若所述列车运行计划包括当前列车走行区间的走行区间计划时间以及在所述当前列车走行区间的目标站点的站停区间计划时间，则根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略；/n当所述列车到达所述目标站点时，根据实际到站时间点和所述走行区间计划时间确定到站时间偏差值，根据所述到站时间偏差值生成所述列车站停区间的实际站停时长，按照所述实际站停时长控制所述列车的列车站停区间，以使所述列车按照所述走行区间计划时间的计划发车时间点发车以进入下一列车走行区间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于运行图的非货运铁路自动控车方法，其特征在于，基于车载列车自动驾驶设备，包括：
预先部署所在列车的车辆运动控制模型；
接收列车调度设备下发的列车运行计划；
当所述列车处于走行状态时，若所述列车运行计划包括当前列车走行区间的走行区间计划时间以及在所述当前列车走行区间的目标站点的站停区间计划时间，则根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略；
当所述列车到达所述目标站点时，根据实际到站时间点和所述走行区间计划时间确定到站时间偏差值，根据所述到站时间偏差值生成所述列车站停区间的实际站停时长，按照所述实际站停时长控制所述列车的列车站停区间，以使所述列车按照所述走行区间计划时间的计划发车时间点发车以进入下一列车走行区间。


2.根据权利要求1所述的非货运铁路自动控车方法，其特征在于，所述根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略，具体为：
在所述当前列车走行区间，定时执行所述根据所述列车的当前位置和所述目标站点的位置确定所述当前列车走行区间的剩余距离，根据所述走行区间计划时间确定所述当前列车走行区间的剩余计划时长，而后基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略的步骤。


3.根据权利要求1所述的非货运铁路自动控车方法，其特征在于，所述车辆运动控制模型具体包括：车辆动力学加减速模型和离散档位模型；
相应的，所述基于所述车辆运动控制模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长生成并执行所述列车在所述当前列车走行区间的走行控车策略，具体包括：
基于所述车辆动力学加减速模型和所述离散档位模型，根据所述剩余距离和所述剩余计划时长计算得到与当前时刻对应的档位调整频度策略；
结合所述档位调整频度策略和当前控车计划，生成并执行与所述当前时刻对应的控制离散档位数值；
每间隔预设周期，判断是否满足所述列车的一次降速条件；若满所述一次降速条件，则按照所述当前列车走行区间的定点停车目标控制常用制动系统使所述列车在所述目标站点停车；
其中，所述离散档位模型为将所述列车的车辆牵引制动控制信号进行离散化处理后得到的控车档位模型。


4.根据权利要求3所述的非货运铁路自动控车方法，其特征在于，所述当前控车计划为节能控车计划；
相应的，所述结合所述档位调整频度策略和当前控车计划，生成并执行与所述当前时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振玉，吕大为，耿宏亮，李启翮，沈涛，李胜桂，赵昱，薛仁溥，宋岩，李涛，
申请(专利权)人：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