虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法，其特征在于：单个单列车上设置有车载控制模块、车载ATO模块、定位模块、车车通信模块和车地通信模块；还包括地面列控中心，地面列控中心包括地面控制模块和地面通信模块；各个单列车的车车通信模块相互无线通信连接，各个单列车的车地通信模块均与地面通信模块无线通信连接；所述控制方法包括：当某个单列车的车车通信模块故障时，故障车与相邻的前车或后车进行硬连挂形成组合单列车，然后组合单列车与其他单列车重新建立虚拟连挂的运行模式继续运行。上述软硬混合虚拟连挂的方式，解决了单列车出现车车通信故障无法正常按虚拟连挂方式运行的问题，且本控制方法成本低、效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法


[0001]本专利技术涉及交通运输
，特别是一种虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法。

技术介绍

[0002]虚拟连挂技术是指多辆列车之间不依靠物理连接，而是通过无线通信实现多辆列车以相同速度、极小间隔运行的列车群体协同运行方式，虚拟连挂高速列车即是采用虚拟连挂技术的多个单列车组成的列车群。现有技术中，虚拟连挂高速列车的各个单列车之间通过车与车直接通信的方式运行，以便提高通信效率，缩短各个运行的单列车之间的间隔距离，提高运行效率。然而，如果一旦车与车间通信故障，单列车之间的通信难以得到绝对保证时，为了避免造成列车追尾的重大事故，虚拟连挂高速列车将全部紧急停车。现有技术中，遇到上述情况，通常采用应急救援列车对通信故障列车进行“硬连挂”的方式来牵引故障列车使其下线。上述方式存在以下几个问题：1、从救援列车的人工组织，到救援列车缓慢行驶到故障列车位置，需要一个较长时间，会造成调度时刻表的大幅度调整、大面积的乘客晚点，不仅影响故障列车的乘客，也影响到其它列车的乘客准点到达目的地，而且还会影响到同一运行线路的其它虚拟连挂高速列车的正常运行，整个线路的列车运行效率受到严重影响；2、如果故障列车处于列车群的中间位置，还需要利用附近的道岔来调整列车群的位置，以便于救援车靠近故障列车进行硬连挂，进一步降低救援效率；3、救援列车本身也会增加整个线路的购置成本。

技术实现思路

[0003]针对
技术介绍
的问题，本专利技术提供一种虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法，以解决现有技术中虚拟连挂高速列车在通信故障情况下救援效率低、成本高，严重影响线路的运行效率的问题。
[0004]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法，所述虚拟连挂高速列车由多个单列车组成，虚拟连挂高速列车的各个单列车之间建立虚拟连挂的控制模式行驶，将行驶在最前面的单列车记为首车，将行驶在所述首车之后的单列车记为追踪车，其创新点在于：单个所述单列车上设置有车载控制系统，所述车载控制系统包括车载控制模块、车载ATO模块、定位模块、车车通信模块和车地通信模块；所述车载ATO模块、定位模块、车车通信模块和车地通信模块四者均与所述车载控制模块连接；所述控制方法还包括地面列控中心，所述地面列控中心包括地面控制模块和地面通信模块；所述地面控制模块与所述地面通信模块连接；各个单列车的所述车车通信模块相互无线通信连接，各个单列车的车地通信模块均与所述地面通信模块无线通信连接；
[0005]所述控制方法包括：
[0006]虚拟连挂高速列车在行驶过程中，当其中一个单列车的车车通信模块出现通信故障时，按以下步骤进行控制：
[0007]将车车通信模块出现通信故障的单列车记为故障车；
[0008]一)所述故障车的车载控制模块生成通信故障信息，然后故障车的车载控制模块将生成的通信故障信息通过对应的车地通信模块发送给所述地面通信模块，然后地面通信模块将收到的通信故障信息发送给地面控制模块；
[0009]二)地面控制模块收到通信故障信息后生成紧急制动指令，然后地面控制模块将生成的紧急制动指令按时间间隔t依次序逐个发送给各个单列车的车地通信模块；所述次序为从位列最后的追踪车到首车的顺序；所述时间间隔t为设定值；
[0010]各个单列车的车地通信模块收到紧急制动指令后，均按以下方式控制：单个单列车的车地通信模块将收到的紧急制动指令发送给对应的车载控制模块，车载控制模块将收到的紧急制动指令发送给对应的车载ATO模块，车载ATO模块控制对应的单列车制动停车直到完全停稳，然后车载控制模块从所述定位模块获取当前的位置信息，然后车载控制模块生成停车信息，然后车载控制模块将生成的停车信息通过车地通信模块发送给所述地面通信模块；所述停车信息包括单列车当前的位置信息和停车完毕信息；
[0011]三)地面通信模块每收到一个停车信息即将收到的停车信息传送给地面控制模块，当地面控制模块收到全部单列车的停车信息后即生成硬连挂指令，然后地面控制模块将生成的硬连挂指令和所述故障车当前的位置信息数据发送给所述故障车的相邻前车或相邻后车的车地通信模块；
[0012]将收到硬连挂指令的单列车记为牵引车；所述相邻前车为与单列车相邻的前方的单列车，所述相邻后车为与单列车相邻的后方的单列车；
[0013]四)所述牵引车的车地通信模块将收到的硬连挂指令和故障车当前的位置信息数据传输给对应的车载控制模块，然后车载控制模块将对应牵引车当前的位置信息数据和收到的故障车当前的位置信息数据传输给对应的车载ATO模块，然后牵引车的车载ATO模块根据自身当前的位置信息和故障车当前的位置信息控制所述牵引车向故障车行驶，直到牵引车的全自动挂钩与故障车的全自动挂钩碰撞并连接；将牵引车与故障车通过硬连挂形成的新的单列车记为组合单列车，将牵引车的车载控制系统作为所述组合单列车的车载控制系统；
[0014]五)地面列控中心控制组合单列车和其他单列车重新建立虚拟连挂的控制模式继续运行。
[0015]作为优化，所述步骤四)中，牵引车的车载ATO模块按以下方式控制牵引车向故障车行驶：
[0016]1)牵引车的车载ATO模块根据牵引车的位置信息和故障车的位置信息计算获取牵引车与故障车的间隔距离
△
S；
[0017]2)牵引车的车载ATO模块控制牵引车向故障车的方向启动并加速行驶，使牵引车在
△
S1的距离内速度达到V1，然后控制牵引车在
△
S2的距离内以V1的速度匀速行驶，然后车载ATO模块(2)控制牵引车制动减速，使牵引车在
△
S3的距离内速度达到V2，然后车载ATO模块(2)控制牵引车在
△
S4的距离内匀速行驶；其中，V2<V1，V1和V2均为设定值；
△
S＝
△
S1+
△
S2+
△
S3+
△
S4，所述
△
S1、
△
S2、
△
S3和
△
S4四者相对
△
S的占比为设定值；
[0018]作为优化，所述步骤五)中，所述虚拟连挂的控制模式中各个追踪车均按以下方式控制调整运行：
[0019]虚拟连挂高速列车的各个所述单列车均通过各自的车车通信模块相互实时共享各自的定位信息；对于单个追踪车来说，对应的车载控制模块根据公式一获取当前时刻k下对应追踪车与相邻前车的追踪间距裕量S
裕
；根据公式二获取当前时刻k与前一时刻k
‑
1对应追踪车与相邻前车的间距变化量e；然后根据模糊推理表，采用模糊推理计算出对应追踪车当前的调整加速度a
’
，然后追踪车的所述车载控制模块根据得到的调整加速度a
’
控制并调整对应的追踪车行驶；
[0020]所述公式一为：
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟连挂高速列车在通信故障下的控制方法，所述虚拟连挂高速列车由多个单列车组成，虚拟连挂高速列车的各个单列车之间建立虚拟连挂的控制模式行驶，将行驶在最前面的单列车记为首车，将行驶在所述首车之后的单列车记为追踪车，其特征在于：单个所述单列车上设置有车载控制系统，所述车载控制系统包括车载控制模块(1)、车载ATO模块(2)、定位模块(3)、车车通信模块(4)和车地通信模块(5)；所述车载ATO模块(2)、定位模块(3)、车车通信模块(4)和车地通信模块(5)四者均与所述车载控制模块(1)连接；所述控制方法还包括地面列控中心，所述地面列控中心包括地面控制模块(6)和地面通信模块(7)；所述地面控制模块(6)与所述地面通信模块(7)连接；各个单列车的所述车车通信模块(4)相互无线通信连接，各个单列车的车地通信模块(5)均与所述地面通信模块(7)无线通信连接；所述控制方法包括：虚拟连挂高速列车在行驶过程中，当其中一个单列车的车车通信模块(4)出现通信故障时，按以下步骤进行控制：将车车通信模块(4)出现通信故障的单列车记为故障车；一)所述故障车的车载控制模块(1)生成通信故障信息，然后故障车的车载控制模块(1)将生成的通信故障信息通过对应的车地通信模块(5)发送给所述地面通信模块(7)，然后地面通信模块(7)将收到的通信故障信息发送给地面控制模块(6)；二)地面控制模块(6)收到通信故障信息后生成紧急制动指令，然后地面控制模块(6)将生成的紧急制动指令按时间间隔t依次序逐个发送给各个单列车的车地通信模块(5)；所述次序为从位列最后的追踪车到首车的顺序；所述时间间隔t为设定值；各个单列车的车地通信模块(5)收到紧急制动指令后，均按以下方式控制：单个单列车的车地通信模块(5)将收到的紧急制动指令发送给对应的车载控制模块(1)，车载控制模块(1)将收到的紧急制动指令发送给对应的车载ATO模块(2)，车载ATO模块(2)控制对应的单列车制动停车直到完全停稳，然后车载控制模块(1)从所述定位模块(3)获取当前的位置信息，然后车载控制模块(1)生成停车信息，然后车载控制模块(1)将生成的停车信息通过车地通信模块(5)发送给所述地面通信模块(7)；所述停车信息包括单列车当前的位置信息和停车完毕信息；三)地面通信模块(7)每收到一个停车信息即将收到的停车信息传送给地面控制模块(6)，当地面控制模块(6)收到全部单列车的停车信息后即生成硬连挂指令，然后地面控制模块(6)将生成的硬连挂指令和所述故障车当前的位置信息数据发送给所述故障车的相邻前车或相邻后车的车地通信模块(5)；将收到硬连挂指令的单列车记为牵引车；所述相邻前车为与单列车相邻的前方的单列车，所述相邻后车为与单列车相邻的后方的单列车；四)所述牵引车的车地通信模块(5)将收到的硬连挂指令和故障车当前的位置信息数据传输给对应的车载控制模块(1)，然后车载控制模块(1)将对应牵引车当前的位置信息数据和收到的故障车当前的位置信息数据传输给对应的车载ATO模块(2)，然后牵引车的车载ATO模块(2)根据自身当前的位置信息和故障车当前的位置信息控制所述牵引车向故障车行驶，直到牵引车的全自动挂钩与故障车的全自动挂钩碰撞并连接；将牵引车与故障车通过硬连挂形成的新的单列车记为组合单列车，将牵引车的车载控制系统作为所述组合单列
车的车载控制系统；五)地面列控中心控制组合单列车和其他单列车重新建立虚拟连挂的控制模式继续运行。2.如权利要求1所述的虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，刘乙江，吴仕勋，黄大荣，许仕壮，董莹莹，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：