基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法及系统，涉及轨道交通信号安全防护相关技术领域，具体步骤为：判断任意两车是否组成虚拟编组方式运行，根据判断结果，设定任意两车的初始制动方式；若任意两车组成虚拟编组方式运行，第二车实时监测第一车的运行状态以及任意两车间的实际距离，当第一车以非初始制动方式制动时，基于第二车的不同制动方式，按照撞软墙原则计算任意两车的最小安全间距；基于任意两车间的实际距离以及第二车的不同制动方式下任意两车的最小安全间距之间的关系，确定第二车的制动方式以及相关配置数据；本发明专利技术通过在不同的场景下选择合适的安全防护控制手段，实现虚拟编组单元列车的小间距安全追踪。的小间距安全追踪。的小间距安全追踪。

【技术实现步骤摘要】
基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通信号安全防护相关
，更具体的说是涉及一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国国民经济发展和城镇化建设步伐的加快，轨道交通得到了快速发展。为了最大程度提升轨道交通的运输能力，实现根据客流情况灵活调度列车运行情况，有效利用轨道和车辆资源，减少高峰期的乘客等待和平低峰期的车辆空驶，列车虚拟编组运行方式成为当前轨道交通研究热点。
[0003]虚拟编组列车是由两个及以上单元列车以不依赖物理车钩连接方式而集结形成的车列。单元列车是虚拟编组列车的基本组成单元，是具有独立的牵引、制动和载客运行能力，并可按计划与其他单元列车以虚拟编组方式运行的最小固定编组车列。虚拟编组列车内的单元列车间通过无线通信方式交互信息，并通过对车辆牵引/制动等系统的主动控制，实现单元列车以小间距、稳定队形的方式安全运行。在城市轨道交通研究中，根据站台设计和车辆配置方式，由两个单元列车构成一个虚拟编组列车的方式成为首选方案，但要求单元列车间必须在保证安全(避免单元列车相撞)的前提下最大程度缩短追踪间距(单元列车间最小安全距离应与物理连挂的列车接近，例如米级)。
[0004]传统基于第一车瞬时停车假设的移动闭塞列车防护方式已无法满足虚拟编组单元列车小间距安全追踪的要求，必须采用基于相对制动的防护控制方式(俗称“撞软墙”安全防护)。在既有的“撞软墙”安全防护方式中，考虑到列车运行状态的不确定性，为避免追踪列车相撞，目前可实现列车最小追踪间距的安全防护控制方法中，将第一车实施最大制动作为计算其未来运行轨迹的依据。同时，车辆将紧急制动作为第二车能够提供最大制动率的制动方式。第二车根据其当前状态，计算其输出紧急制动后可能的运行轨迹，从而根据预测的自身轨迹和第一车轨迹的关系，确定与第一车必须保持的最小安全间距。
[0005]考虑到列车实施紧急制动过程中可能存在干扰、紧急制动系统本身存在不确定性等，为保证安全，计算第一车运行轨迹时采用考虑偏差后最大可能的制动率，计算第二车运行轨迹时则考虑最不利条件下、考虑偏差后紧急制动仍能保证的最小制动率。因此，在两个原本配置基本一致的列车追踪运行时，计算两车最小安全间距所使用的第二车制动率会小于第一车(制动偏差的影响)，从而使列车最小安全间距增大(与不考虑紧急制动率偏差时的理想情况相比)。根据实际城轨列车情况，紧急制动率的偏差通常在10％以上，因此该处理方式对列车最小安全间距的影响较大。由于目前列车的紧急制动率偏差既无法避免、也没有较好的手段进一步减小该偏差，因此，轨道交通行业对于如何将虚拟编组单元列车的最小安全间距缩短至理想的程度(米级)尚无解决方案。
[0006]因此如何实现虚拟编组单元列车的小间距安全追踪运行是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法及系统，用于实现虚拟编组单元列车的小间距安全追踪运行。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法，具体步骤为：
[0010]判断任意两车是否组成虚拟编组方式运行，根据判断结果，设定任意两车的初始制动方式；
[0011]若任意两车组成虚拟编组方式运行，第二车实时监测第一车的运行状态以及任意两车间的实际距离，当第一车以非初始制动方式制动时，基于第二车的不同制动方式，按照撞软墙原则计算任意两车的最小安全间距；
[0012]基于任意两车间的实际距离以及第二车的不同制动方式下任意两车的最小安全间距之间的关系，确定第二车的制动方式以及相关配置数据，同时判断是否继续组成虚拟编组方式运行。
[0013]可选的，根据判断结果，设定任意两车的初始制动方式，具体为：
[0014]当任意两车组成虚拟编组方式运行，任意两车的初始制动方式为：第一车采用快速制动方式，第二车采用紧急制动方式；
[0015]当任意两车不组成虚拟编组方式运行，任意两车的初始制动方式为：任意两车的制动方式均为紧急制动方式。
[0016]可选的，第二车的不同制动方式包括紧急制动方式、紧急制动叠加磁轨制动方式。
[0017]可选的，第二车的制动方式为紧急制动方式时，任意两车的最小安全间距为：
[0018]d2＝f2(v1,v2,a'1,a2)；
[0019]式中，v1为当前时刻第一车的运行速度；v2为当前时刻第二车的运行速度；a'1为第一车紧急制动减速度；a2为第二车紧急制动减速度。
[0020]可选的，第二车的制动方式为紧急制动叠加磁轨制动方式时，任意两车的最小安全间距为：
[0021]d3＝f3(v1,v2,a'1,a2+a3)；
[0022]式中，v1为当前时刻第一车的运行速度；v2为当前时刻第二车的运行速度；a'1为第一车紧急制动减速度；a2为第二车紧急制动减速度；a3为第二车磁轨制动减速度。
[0023]可选的，确定第二车的制动方式的具体步骤为：
[0024]当任意两车间的实际距离大于任意两车的最小安全间距d2时，第二车的制动方式采用紧急制动方式，继续以虚拟编组方式运行；
[0025]当任意两车间的实际距离小于等于任意两车的最小安全间距d2，且大于任意两车的最小安全间距d3时，第二车的制动方式采用紧急制动方式，并实时监督制动过程，若出现撞车危险时，采用紧急制动叠加磁轨制动方式，并退出虚拟编组方式运行；
[0026]当任意两车间的实际距离小于任意两车的最小安全间距d3时，第二车的制动方式采用紧急制动叠加磁轨制动方式，并退出虚拟编组方式运行。
[0027]可选的，磁轨制动的减速度按照下式进行配置：
[0028][0029]式中，v1为当前时刻第一车的运行速度；v2为当前时刻第二车的运行速度；a'1为第一车紧急制动减速度；a2为第二车紧急制动减速度；d1为初始制动方式中任意两车的最小安全间距。
[0030]一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制系统，包括：列控系统、第一继电器、第二继电器、第三继电器、快速制动回路、紧急制动回路、磁轨制动回路以及车辆制动系统；
[0031]列控系统通过第一控制信号控制第一继电器，完成对紧急制动回路或快速制动回路的选择；
[0032]列控系统通过第二控制信号控制第二继电器，实现对是否输出防护制动命令的控制；
[0033]列控系统通过第三控制信号控制第三继电器，实现对磁轨制动回路的通断控制。
[0034]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法及系统，具有以下有益效果：
[0035]1.突破了列控系统仅依靠紧急制动作为防护控制唯一手段的限制，通过在不同的场景下选择合适的安全防护控制手段，实现虚拟编组单元列车的小间距安全追踪；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法，其特征在于，具体步骤为：判断任意两车是否组成虚拟编组方式运行，根据判断结果，设定任意两车的初始制动方式；若任意两车组成虚拟编组方式运行，第二车实时监测第一车的运行状态以及任意两车间的实际距离，当第一车以非初始制动方式制动时，基于第二车的不同制动方式，按照撞软墙原则计算任意两车的最小安全间距；基于任意两车间的实际距离与第二车的不同制动方式下任意两车的最小安全间距之间的关系，确定第二车的制动方式以及相关配置数据，同时判断是否继续组成虚拟编组方式运行。2.根据权利要求1所述的一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法，其特征在于，根据判断结果，设定任意两车的初始制动方式，具体为：当任意两车组成虚拟编组方式运行，任意两车的初始制动方式为：第一车采用快速制动方式，第二车采用紧急制动方式；当任意两车不组成虚拟编组方式运行，任意两车的初始制动方式为：任意两车的制动方式均为紧急制动方式。3.根据权利要求1所述的一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法，其特征在于，第二车的不同制动方式包括紧急制动方式、紧急制动叠加磁轨制动方式。4.根据权利要求3所述的一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法，其特征在于，第二车的制动方式为紧急制动方式时，任意两车的最小安全间距为：d2＝f2(v1,v2,a'1,a2)；式中，v1为当前时刻第一车的运行速度；v2为当前时刻第二车的运行速度；a'1为第一车紧急制动减速度；a2为第二车紧急制动减速度。5.根据权利要求4所述的一种基于多制动方式的虚拟编组单元列车防护控制方法，其特征在于，第二车的制动方式为紧急制动叠加磁轨制动方式时，任意两车的最小安全间距为：d3＝f3(v1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏杰，康莉雅，唐涛，柴铭，吕继东，宿帅，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：