列车虚拟编组方法技术

本申请提供一种列车虚拟编组方法，该列车虚拟编组方法包括：确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标；根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构；最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车

【技术实现步骤摘要】
列车虚拟编组方法


[0001]本申请涉及轨道交通
，尤其涉及一种列车虚拟编组方法。

技术介绍

[0002]近些年来轨道交通发展迅速，线网规模不断扩大。截止到2020年底，我国铁路运营里程达到14.63万公里，其中高速铁路运营里程达到3.8万公里，占比超过全世界高速铁路运营里程的2/3。有45个城市开通城市轨道交通运营线路总计244条，运营线路总长度达到7969.7公里。为了满足不同地区的运力需求，进一步提高运营效率，下一代列控系统提出虚拟编组(Virtual Coupling System)的概念，成为轨道交通领域的研究热点。
[0003]列车虚拟编组是指在移动闭塞列控系统的基础上，通过列车间的信息交互与感应，实现两列车或多列车编组运行。由于编组运行下各车追踪间隔很小且对于安全性要求很高，这就要求通信延迟必须很低，因此在编组运行条件下的各种状态信息需要基于车车的无线通信进行交互。列车间采用群体编组协同控制策略，通过无线通信建立虚拟编组形成一整列“虚拟列车编组”，实现多编组列车的同时发车、巡航运行、进站作业，从而达到提高运营效率、降低运营成本、提升服务质量的目的。
[0004]在多编组运行模式下，调度中心可以灵活的调整编组计划，列车可以中途加入或离开编组，编组中的列车的数量也会发生变化。多编组运行中的头车作为主控车，按照时刻表计划正常运行，后车作为跟随车，在保持安全制动距离的基础上，以尽可能小的间隔追踪前车。为了保证编组运行的稳定性，各车之间需要实时交互编组信息和列车状态信息，不断调整自己在编组中的速度，保持安全距离，避免与前方列车相撞。由于编组中列车的组成会随时发生改变，这就要求列车通信拓扑网需要具备一定的灵活性，在编组发生改变时能够及时调整各车的通信策略，保证编组运行的稳定性。由于“虚拟编组”概念提出较新，目前尚无可以满足多列车编组运行需求的列车通信拓扑网构建方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术缺陷之一，本申请提供了一种列车虚拟编组方法。
[0006]该种列车虚拟编组方法包括：
[0007]确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标；
[0008]根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构；所述最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车
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头车拓扑结构、双前车
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头车拓扑结构中的一种；
[0009]确定编组信息；
[0010]根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组；
[0011]其中，
[0012]所述前车跟随式拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于一辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块与跟随车中的车载通信模块建立通信连接；
[0013]所述前车
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头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于两辆或者三辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均与紧随其后的一辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接；
[0014]所述双前车
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头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于至少四辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均分别与紧随其后的两辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接。
[0015]可选地，所述通信指标，包括：通信距离、通信延时、通信带宽；
[0016]所述列控系统指标，包括：控车方式、位置测量误差、速度测量误差、处理周期。
[0017]可选地，所述根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构，包括：
[0018]若编组列车数量为2，且通信距离位于第一距离阈值区间、通信延时位于第一延时阈值区间、通信带宽位于第一带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第一位置误差阈值区间、速度测量误差位于第一速度误差阈值区间、处理周期位于第一周期阈值区间，则最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构；
[0019]若编组列车数量位于第一列车数量阈值区间，且通信距离位于第二距离阈值区间、通信延时位于第二延时阈值区间、通信带宽位于第二带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第二位置误差阈值区间、速度测量误差位于第二速度误差阈值区间、处理周期位于第二周期阈值区间，则最终的拓扑结构为前车
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头车拓扑结构；
[0020]若编组列车数量位于第二列车数量阈值区间，且通信距离位于第三距离阈值区间、通信延时位于第三延时阈值区间、通信带宽位于第三带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第三位置误差阈值区间、速度测量误差位于第三速度误差阈值区间、处理周期位于第三周期阈值区间，则最终的拓扑结构为双前车
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头车拓扑结构。
[0021]可选地，
[0022]所述第一列车数量阈值区间为[3,4]，其中，单位为辆；
[0023]所述第二列车数量阈值区间为[5,+∞)，其中，单位为辆；
[0024]所述第一距离阈值区间为(80,250]，其中，单位为米；
[0025]所述第二距离阈值区间为(250,400]，其中，单位为米；
[0026]所述第三距离阈值区间为(400,+∞)，其中，单位为米；
[0027]所述第一延时阈值区间为[100,200)，其中，单位为毫秒；
[0028]所述第二延时阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹；
[0029]所述第三延时阈值区间为[0,50)，其中，单位为兆赫兹；
[0030]所述第一带宽阈值区间为[20,50)，其中，单位为兆赫兹；
[0031]所述第二带宽阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹；
[0032]所述第三带宽阈值区间为[100,+∞)，其中，单位为兆赫兹；
[0033]所述第一位置误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为％；
[0034]所述第二位置误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为％；
[0035]所述第三位置误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为％；
[0036]所述第一速度误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为千米/小时；
[0037]所述第二速度误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为千米/小时；
[0038]所述第三速度误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为千米/小时；
[0039]所述第一周期阈值区间为(200,300]，其中，单位为毫秒；
[0040]所述第二周期阈值区间为(100,200]，其中，单位为毫秒；
[0041]所述第三周期阈值区间为[0,100]，其中，单位为毫秒。
[0042]可选地，所述确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标之前，还包括：
[0043]确定待编组列车；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车虚拟编组方法，其特征在于，所述方法包括：确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标；根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构；所述最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构、前车
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头车拓扑结构、双前车
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头车拓扑结构中的一种；确定编组信息；根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组；其中，所述前车跟随式拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于一辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块与跟随车中的车载通信模块建立通信连接；所述前车
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头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于两辆或者三辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均与紧随其后的一辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接；所述双前车
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头车拓扑结构包括：装载于一辆主控车中的车载通信模块和装载于至少四辆跟随车中的车载通信模块；主控车中的车载通信模块分别与各跟随车中的车载通信模块建立通信连接；每辆跟随车中的车载通信模块均分别与紧随其后的两辆跟随车中的车载通信模块建立通信连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信指标，包括：通信距离、通信延时、通信带宽；所述列控系统指标，包括：控车方式、位置测量误差、速度测量误差、处理周期。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据编组列车数量、通信指标和列控系统指标确定最终的拓扑结构，包括：若编组列车数量为2，且通信距离位于第一距离阈值区间、通信延时位于第一延时阈值区间、通信带宽位于第一带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第一位置误差阈值区间、速度测量误差位于第一速度误差阈值区间、处理周期位于第一周期阈值区间，则最终的拓扑结构为前车跟随式拓扑结构；若编组列车数量位于第一列车数量阈值区间，且通信距离位于第二距离阈值区间、通信延时位于第二延时阈值区间、通信带宽位于第二带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第二位置误差阈值区间、速度测量误差位于第二速度误差阈值区间、处理周期位于第二周期阈值区间，则最终的拓扑结构为前车
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头车拓扑结构；若编组列车数量位于第二列车数量阈值区间，且通信距离位于第三距离阈值区间、通信延时位于第三延时阈值区间、通信带宽位于第三带宽阈值区间、控车方式为跟随、位置测量误差位于第三位置误差阈值区间、速度测量误差位于第三速度误差阈值区间、处理周期位于第三周期阈值区间，则最终的拓扑结构为双前车
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头车拓扑结构。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一列车数量阈值区间为[3,4]，其中，单位为辆；所述第二列车数量阈值区间为[5,+∞)，其中，单位为辆；所述第一距离阈值区间为(80,250]，其中，单位为米；
所述第二距离阈值区间为(250,400]，其中，单位为米；所述第三距离阈值区间为(400,+∞)，其中，单位为米；所述第一延时阈值区间为[100,200)，其中，单位为毫秒；所述第二延时阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹；所述第三延时阈值区间为[0,50)，其中，单位为兆赫兹；所述第一带宽阈值区间为[20,50)，其中，单位为兆赫兹；所述第二带宽阈值区间为[50,100)，其中，单位为兆赫兹；所述第三带宽阈值区间为[100,+∞)，其中，单位为兆赫兹；所述第一位置误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为％；所述第二位置误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为％；所述第三位置误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为％；所述第一速度误差阈值区间为(1.5,2]，其中，单位为千米/小时；所述第二速度误差阈值区间为(1,1.5]，其中，单位为千米/小时；所述第三速度误差阈值区间为[0,1]，其中，单位为千米/小时；所述第一周期阈值区间为(200,300]，其中，单位为毫秒；所述第二周期阈值区间为(100,200]，其中，单位为毫秒；所述第三周期阈值区间为[0,100]，其中，单位为毫秒。5.根据权利要求1
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4任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述确定编组列车数量、通信指标和列控系统指标之前，还包括：确定待编组列车；其中，所述待编组列车待编入原始列车组内，所述原始列车组包括一辆主控车，或者包括已完成列车虚拟编组的一辆主控车和至少一辆跟随车；所述根据所述最终的拓扑结构和所述编组信息进行列车虚拟编组，包括：根据所述最终的拓扑结构建立所述待编组列车与所述原始列车组之间的通信连接；基于所述编组信息对所述待编组列车和所述原始列车组进行车虚拟编组，且列车虚拟编组后各列车采用所述最终的拓扑结构进行通信。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述最终的拓扑结构建立所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德浩，韩康，张蕾，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：