一种列车控制方法、装置、设备、系统及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及列车控制技术领域，尤其涉及一种列车控制方法、装置、设备、系统及存储介质。用于解决已有技术下采用固定不变的PID控制参数对列车进行控制时，存在着控制精度低的问题，该方法为：基于获取到的目标运行速度和列车的当前位置信息，确定列车的运行模式；然后，基于预存的列车的运行模式与PID控制参数的对应关系，确定PID控制参数；并基于PID控制参数、目标运行速度和实际运行速度，确定当前控制周期的控制指令，以及将控制指令输出给列车的牵引系统或制动系统，以调节列车的实际运行速度；这样，可以使ATO系统能够将列车的实际运行速度快速地贴近目标运行速度，从而提高了控制精度，实现了快速、稳定、准确地控车效果。准确地控车效果。准确地控车效果。

【技术实现步骤摘要】
一种列车控制方法、装置、设备、系统及存储介质


[0001]本申请涉及列车控制
，尤其涉及一种列车控制方法、装置、设备、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]随着我国轨道交通的高速发展，列车高效率、高密度的运营需求不断增长，对轨道交通中列车控制技术的要求也越来越高，基于通信的列车控制系统(Communication Based Train Control System，CBTC)应运而生。列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation，ATO)是列车控制系统中的核心系统之一，可对列车运行速度进行实时调控等，实现列车自动驾驶，从而提高列车运行效率并降低运输成本和司机工作中的劳动强度。已有技术中，列车自动驾驶系统通常采用传统的PID控制算法，对列车的控制参数进行调控，从而实现列车的自动驾驶。
[0003]然而，已有技术下，通常采用上述传统的PID控制算法得到的控制参数是固定不变的。实际运营中，例如，在列车处于加速运行阶段时，基于上述固定不变的控制参数对列车进行牵引调控，列车的实际运行速度不能平滑贴近设定的第一目标运行速度；又例如，在列车处于减速运行阶段时，基于上述固定不变的控制参数对列车进行制动调控，列车的实际运行速度易于出现高于设定的第二目标运行速度的现象等。可见，已有技术下，采用上述控制参数固定不变的PID控制算法，对列车进行制动或牵引调控，存在着控制精度较低的问题。
[0004]综上，需要设计一种新的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种列车控制方法、装置、设备、系统及存储介质，用以解决已有技术下采用固定不变的PID控制参数对列车进行自动控制时，存在着控制精度较低的问题。
[0006]本申请实施例提供的具体技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种列车控制方法，包括：
[0008]获取当前控制周期内列车的目标运行速度和实际运行速度，并基于所述目标运行速度和所述列车的当前位置信息，确定所述列车的运行模式；
[0009]基于预存的所述列车的运行模式与PID控制参数的对应关系，确定所述运行模式对应的PID控制参数；
[0010]基于所述PID控制参数、所述目标运行速度和所述实际运行速度，确定针对所述列车的当前控制周期的控制指令，并将所述控制指令输出给所述列车的牵引系统或制动系统，以调节所述列车的实际运行速度。
[0011]上述方法，基于获取到的当前控制周期内的目标运行速度和当前位置信息，确定列车的运行模式，然后，针对不同的运行模式采用不同的PID控制参数，对列车进行控制，可
以使ATO系统能够将列车的实际运行速度更为快速地贴近目标运行速度，同时由于PID控制参数中添加了积分部分和微分部分，可以避免ATO系统发生震荡，从而提高了控制精度，实现了快速、稳定、准确地控车效果。
[0012]可选的，所述获取当前控制周期内列车的目标运行速度，包括：
[0013]基于获取到的所述列车关联的列车线路数据，确定所述列车的当前运行路况信息对应的坡度加速度和线路限制运行速度；
[0014]基于列车控制系统的延时特性和运动学公式，确定延时补偿速度；
[0015]基于车辆性能参数与旋转质量换算系数的对应关系，确定所述列车的当前运行方向上的旋转补偿加速度；
[0016]基于所述坡度加速度、所述实际运行速度、所述旋转补偿加速度和所述延时补偿速度，确定所述目标运行速度。
[0017]上述方法，由于在确定目标运行速度时，考虑到列车线路数据中的坡度数据、延时补偿速度和列车的旋转质量换算系数，这样，可以更为准确地确定出当前控制周期内的目标运行速度，从而在后续基于该目标运行速度，可以更为准确地确定出列车的运行模式。
[0018]可选的，所述基于所述目标运行速度和所述列车的当前位置信息，确定所述列车的运行模式，包括：
[0019]基于所述列车的目标运行速度与制动率之间的关联关系，确定所述目标运行速度对应的制动率；
[0020]基于获取到的所述列车关联的列车线路数据，确定所述列车的当前位置信息与当前目标停车信息之间的线路距离；
[0021]基于所述线路距离和所述制动率，确定参考运行速度，并基于所述参考运行速度与所述目标运行速度之间的关系，确定所述列车的运行模式。
[0022]上述方法，由于确定出的目标运行速度更为准确，因此，基于目标运行速度，确定的参考运行速度也更为准确，然后，基于参考运行速度和目标运行速度之间的关系，确定出的列车的运行模式更为准确，从而使后续确定的PID控制参数能够给予列车更为准确的控制效果，进而使列车的实际运行速度更为贴近目标运行速度。
[0023]可选的，所述基于所述参考运行速度与所述目标运行速度之间的关系，确定所述列车的运行模式，包括：
[0024]当所述参考运行速度与所述目标运行速度的比值不小于第一阈值时，确定所述列车的运行模式为启动模式，所述第一阈值大于设定值；
[0025]当所述参考运行速度与所述目标运行速度的比值小于所述第一阈值，且所述比值大于等于所述设定值时，确定所述列车的运行模式为巡航模式；
[0026]当所述参考运行速度与所述目标运行速度的比值小于所述设定值时，确定所述列车的运行模式为精确停车模式；
[0027]当所述参考运行速度等于所述目标运行速度，且均为0时，确定所述列车的运行模式为停站处理模式。
[0028]上述方法，由于参考运行速度和目标运行速度之间的关系，可以准确地反映出列车的运行模式，因此，通过比较参考运行速度和目标运行速度，可以准确地确定出列车的运行模式，从而准确地调用相应的PID控制参数，实现理想的控车效果。
[0029]可选的，所述运行模式对应的PID控制参数是通过如下方式确定的：
[0030]基于位置式PID算法，从所述列车关联的控制曲线中，确定比例度和振荡周期；
[0031]基于所述比例度和所述振荡周期，按照预设规则，确定所述运行模式对应的PID控制参数。
[0032]上述方法，采用控制参数自整定的PID的位置式PID算法，既可以减少ATO系统的计算工作量，又能快速、稳定、准确地控制列车系统，使列车的实际运行速度快速地贴近目标运行速度，从而提高了控制精度。
[0033]可选的，所述基于所述PID控制参数、所述目标运行速度和所述实际运行速度，确定针对所述列车的当前控制周期的控制指令，包括：
[0034]确定所述目标运行速度和所述实际运行速度之间的偏差值；
[0035]基于所述位置式PID算法、所述PID控制参数和所述偏差值，确定所述当前控制周期对应的加速度补偿量；
[0036]在确定所述加速度补偿量未超过第二阈值时，基于所述加速度补偿量，确定针对所述列车的当前控制周期的控制指令。
[0037]上述方法，可以得到快速、稳定、准确的控制指令，从而准确地控制列车，使列车实际速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车控制方法，其特征在于，包括：获取当前控制周期内列车的目标运行速度和实际运行速度，并基于所述目标运行速度和所述列车的当前位置信息，确定所述列车的运行模式；基于预存的所述列车的运行模式与PID控制参数的对应关系，确定所述运行模式对应的PID控制参数；基于所述PID控制参数、所述目标运行速度和所述实际运行速度，确定针对所述列车的当前控制周期的控制指令，并将所述控制指令输出给所述列车的牵引系统或制动系统，以调节所述列车的实际运行速度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前控制周期内列车的目标运行速度，包括：基于获取到的所述列车关联的列车线路数据，确定所述列车的当前运行路况信息对应的坡度加速度和线路限制运行速度；基于列车控制系统的延时特性和运动学公式，确定延时补偿速度；基于车辆性能参数与旋转质量换算系数的对应关系，确定所述列车的当前运行方向上的旋转补偿加速度；基于所述坡度加速度、所述实际运行速度、所述旋转补偿加速度和所述延时补偿速度，确定所述目标运行速度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标运行速度和所述列车的当前位置信息，确定所述列车的运行模式，包括：基于所述列车的目标运行速度与制动率之间的关联关系，确定所述目标运行速度对应的制动率；基于获取到的所述列车关联的列车线路数据，确定所述列车的当前位置信息与当前目标停车信息之间的线路距离；基于所述线路距离和所述制动率，确定参考运行速度，并基于所述参考运行速度与所述目标运行速度之间的关系，确定所述列车的运行模式。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考运行速度与所述目标运行速度之间的关系，确定所述列车的运行模式，包括：当所述参考运行速度与所述目标运行速度的比值不小于第一阈值时，确定所述列车的运行模式为启动模式，所述第一阈值大于设定值；当所述参考运行速度与所述目标运行速度的比值小于所述第一阈值，且所述比值大于等于所述设定值时，确定所述列车的运行模式为巡航模式；当所述参考运行速度与所述目标运行速度的比值小于所述设定值时，确定所述列车的运行模式为精确停车模式；当所述参考运行速度等于所述目标运行速度，且均为0时，确定所述列车的运行模式为停站处理模式。5.如权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乐，葛治军，沙硕，
申请(专利权)人：青岛海信微联信号有限公司，
类型：发明
国别省市：