一种列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种列车自动驾驶系统及方法，系统包括自动驾驶单元；自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统连接，用于获取列车运行信号；列车运行信号包括信号制式，信号制式包括固定闭塞信号制式或/和移动闭塞信号制式，以及固定闭塞和移动闭塞下的行车许可等信息；自动驾驶单元与无线重联控制系统连接，用于获取列车的重联编组信息；自动驾驶单元与车载数据平台连接，用于获取地面信息；自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统、列尾系统相连，用于根据列车运行信息、重联编组信息、列车尾部风压信息和地面信息控制机车在不同信号制式下的牵引与制动。本发明专利技术能够实现在ATP和LKJ防护下进行自动驾驶控制。够实现在ATP和LKJ防护下进行自动驾驶控制。够实现在ATP和LKJ防护下进行自动驾驶控制。

【技术实现步骤摘要】
一种列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法


[0001]本专利技术主要涉及自动驾驶
，具体涉及一种列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法。

技术介绍

[0002]随着铁路行业的高速发展，为了提高整体运行效率，列车运行速度也越来越高，对货运机车而言，区间能运行的货运列车增多能显著提高整体的运输效率。但是目前在我国货运电力机车领域，绝大多数采用的是固定闭塞系统。在传统的固定闭塞制式下，系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界。为充分保证安全，必须在两列车间增加一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，影响了线路的使用效率。
[0003]国内货运电力机车的自动驾驶系统大部分是基于固定闭塞的系统，自动驾驶装置(ATO)主要依靠车载运行监控装置(LKJ)来获取前方的行车许可。与固定闭塞不同，移动闭塞(ATP)是根据前车尾部位置来控制安全跟随距离，因此在保证列车前后的安全距离前提下，移动闭塞系统能使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。综合我国铁路系统发展历程，基于通信的移动闭塞也是未来铁路运输行业发展的方向之一。
[0004]列车运行间隔在传统的固定闭塞模式下很难进一步提升，在既有固定闭塞区段增加移动闭塞系统，能有效提升列车运行效率，但是重载货运列车载重大、编组长，制动距离大，尤其是在长大下坡循环空气制动区间，列车的运行间隔不能完全只考虑运行速度的问题，更加需要考虑列车纵向冲动、列车的安全、平稳运行，在某些线路上，可能存在移动闭塞和固定闭塞系统同时存在的情况，因此司机也需要考虑两种模式下的操纵，这增加对于司机操纵控制列车的难度更大，通过自动驾驶系统的自动化控制代替司机驾驶能解决司机操纵难度大的问题。
[0005]综上所述，目前的自动驾驶系统存在以下不足：
[0006]1、目前国内货运重载货运列车自动驾驶都是基于固定闭塞，缺少同时兼容固定闭塞与移动闭塞的重载列车自动驾驶系统；
[0007]2、现有重载列车自动驾驶系统没有与分布式无线重联系统深度交互；
[0008]3、固定闭塞与移动闭塞在线路上同时存在的情况下，当信号制式进行切换后，同时需要自动驾驶系统具备热切换的功能，做到不停车无缝切换；
[0009]4、目前重载列车自动驾驶系统不能接收前车信息，仅靠地面信号运行；
[0010]5、目前重载列车自动驾驶技术缺少车与车和车与地面的通信，自动驾驶系统无法获取前车运行状态信息进行综合规划，同时自动驾驶系统不能进行车地通信，及时获取地面车机联控，临时限速等信息，也无法向地面及时发送列车故障情况；
[0011]6、目前重载列车自动驾驶技术缺少与从车通信，获取不了从车状态；
[0012]7、目前重载列车自动驾驶技术缺少车与车和车与地面的通信，自动驾驶系统无法获取前车运行状态信息进行综合规划，同时自动驾驶系统不能进行车地通信，及时获取地
面车机联控，临时限速等信息，也无法向地面及时发送列车故障情况；
[0013]8、自动驾驶系统无法在组合编组情况下获得从车信息，目前主从车通过无线重联设备连接，主车与从车采取同步控制方式进行，不能根据线路条件对主从车采取差异化控制。

技术实现思路

[0014]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种实现基于ATP与LKJ不同信号制式自适应切换的列车自动驾驶系统及自动驾驶控制方法。
[0015]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0016]一种列车自动驾驶系统，其特征在于，包括自动驾驶单元和人机交互接口单元，所述自动驾驶单元和人机交互接口单元相连；
[0017]所述自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统连接，用于获取列车运行信息；所述列车运行信息包括信号制式，信号制式包括固定闭塞信号制式或/和移动闭塞信号制式；
[0018]所述自动驾驶单元与无线重联控制系统连接，用于获取列车的重联编组信息；
[0019]所述自动驾驶单元与列尾车载主机连接，用于获取列车尾部风压信息；
[0020]所述自动驾驶单元与车载数据平台连接，用于获取地面信息；
[0021]所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统相连，用于根据列车运行信息、重联编组信息、列车尾部风压信息和地面信息控制机车在不同信号制式下的牵引与制动。
[0022]优选地，所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统通过以太网连接；自动驾驶单元与无线重联控制系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列尾车载主机通过RS422总线连接；自动驾驶单元与车载数据平台通过以太网连接。
[0023]本专利技术还公开了一种基于如上所述的列车自动驾驶系统的自动驾驶控制方法，包括列车从固定闭塞区间进入移动闭塞区间的第一自动驾驶控制方法，以及列车从移动闭塞区间进入固定闭塞区间的第二自动驾驶控制方法，其中第一自动驾驶控制方法和第二自动驾驶控制方法均包括步骤：
[0024]当列车驶入固定闭塞区间与移动闭塞区间的切换区时，自动驾驶单元在此切换区进行LKJ数据与ATP数据的匹配，完成数据匹配后再进行自动切换；其中LKJ为列车运行监控系统，所述ATP为列车自动保护系统。
[0025]优选地，所述第一自动驾驶控制方法的具体步骤为：
[0026]a1)自动驾驶单元根据LKJ输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；
[0027]a2)自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；
[0028]a3)自动驾驶单元根据LKJ运行模式和ATP接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；
[0029]a4)切换完成后，进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据ATP数据更新运行规
划。
[0030]优选地，所述第二自动驾驶控制方法的具体步骤为：
[0031]b1)自动驾驶单元根据ATP输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；
[0032]b2)自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，并在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；
[0033]b3)自动驾驶单元根据ATP运行模式和LKJ接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；
[0034]b4)切换完成后，自动驾驶单元进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据LKJ数据更新运行规划。
[0035]优选地，还包括第三自动驾驶控制方法，包括：计算各个机车车辆的车钩状态；自动驾驶单元根据主从车位置及线路信息，结合列车前半部和后半部的车钩状态，采取异步控制方式：自动驾驶单元对于前部机车控制指令通过机车MVB网络直接向前部机车发出，同时生成另一套控制指令，通过车载OCE无线重联设备LTE网络向从车发出。
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车自动驾驶系统，其特征在于，包括自动驾驶单元和人机交互接口单元，所述自动驾驶单元和人机交互接口单元相连；所述自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统连接，用于获取列车运行信息；所述列车运行信息包括信号制式，信号制式包括固定闭塞信号制式或/和移动闭塞信号制式；所述自动驾驶单元与无线重联控制系统连接，用于获取列车的重联编组信息；所述自动驾驶单元与列尾车载主机连接，用于获取列车尾部风压信息；所述自动驾驶单元与车载数据平台连接，用于获取地面信息；所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统相连，用于根据列车运行信息、重联编组信息、列车尾部风压信息和地面信息控制机车在不同信号制式下的牵引与制动。2.根据权利要求1所述的列车自动驾驶系统，其特征在于，所述自动驾驶单元与列车的网络控制系统和制动系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列车运行监控系统和列车自动保护系统通过以太网连接；自动驾驶单元与无线重联控制系统通过MVB总线连接；自动驾驶单元与列尾车载主机通过RS422总线连接；自动驾驶单元与车载数据平台通过以太网连接。3.一种基于权利要求1或2所述的列车自动驾驶系统的自动驾驶控制方法，其特征在于，包括列车从固定闭塞区间进入移动闭塞区间的第一自动驾驶控制方法，以及列车从移动闭塞区间进入固定闭塞区间的第二自动驾驶控制方法，其中第一自动驾驶控制方法和第二自动驾驶控制方法均包括步骤：当列车驶入固定闭塞区间与移动闭塞区间的切换区时，自动驾驶单元在此切换区进行LKJ数据与ATP数据的匹配，完成数据匹配后再进行自动切换；其中LKJ为列车运行监控系统，所述ATP为列车自动保护系统。4.根据权利要求3所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述第一自动驾驶控制方法的具体步骤为：a1)自动驾驶单元根据LKJ输入数据及预存切换区数据判断是否将进入切换区，并计算进入切换区的速度以及规划运行目标曲线；a2)自动驾驶单元控制列车在进入切换区时达到预期速度，在切换区内时控制列车速度跟随运行目标曲线；a3)自动驾驶单元根据LKJ运行模式和ATP接管信号判断LKJ与ATP是否已完成切换；a4)切换完成后，进行基础线路数据匹配，匹配完成后，根据ATP数据更新运行规划。5.根据权利要求3所述的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述第二自动驾驶控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚敬，梅文庆，刘勇，江帆，李铁兵，杨宜萍，李建漳，霍晟，李凯，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：