列车控制系统、方法、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种列车控制系统、方法、电子设备及存储介质，所述系统包括：计轴器所支持的最高车速大于或等于线路目标运行速度；处于非站台直向通过区域的任意两个应答器之间的距离大于或等于预设间隔距离，预设间隔距离是基于线路目标运行速度确定的；保护区段长度是基于线路目标运行速度对应的移动授权安全裕量确定的；ATP子系统用于基于多个速度测量设备的测量数据确定列车速度；ATO子系统用于通过求解速度曲线优化模型，获取目标速度曲线并生成列车控制指令，线路目标运行速度为200～350kmph之间的任意速度。通过改进线路设备布置方式、列车速度测量方式以及列车自动驾驶控制方式，能够实现列车控制系统支撑高速线路运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
列车控制系统、方法、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种列车控制系统、方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着城市群和都市圈的发展，市域郊和城际铁路建设逐渐增多，市域郊和城际铁路通常具备快速化、公交化、网络化和自动化四个典型特征，一种可行的方式是使用基于通信的列车控制(Communication Based Train Control，CBTC)系统建设市域郊和城际铁路的线路，便于为市域郊和城际，与城轨的互联互通奠定良好的基础。市域郊和城际线路通常规划线路速度在160kmph～200kmph之间，而现有CBTC系统应用业绩中最高速度是160kmph，现有CBTC系统无法支撑高速线路(例如最高速度在200kmph～350kmph之间的线路)运行。如何实现列车控制系统支撑高速线路运行是目前业界亟待解决的重要问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种列车控制系统、方法、电子设备及存储介质。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种列车控制系统，包括：车载设备、地面设备和轨旁设备，所述车载设备包括车载自动防护ATP子系统和车载自动驾驶ATO子系统，所述轨旁设备包括计轴器和应答器；
[0005]所述计轴器所支持的最高车速大于或等于线路目标运行速度；处于非站台直向通过区域的任意两个应答器之间的距离大于或等于预设间隔距离，所述预设间隔距离是基于所述线路目标运行速度确定的；所述列车控制系统的保护区段长度是基于所述线路目标运行速度对应的移动授权安全裕量确定的；
[0006]ATP子系统用于基于多个速度测量设备的测量数据确定列车速度；
[0007]ATO子系统用于通过优化算法求解速度曲线优化模型，获取目标速度曲线，以及基于所述列车速度和所述目标速度曲线生成列车控制指令；
[0008]所述速度曲线优化模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数的目标为求解能耗最小的列车运行速度曲线，所述约束条件是基于列车牵引制动特性数据、紧急制动触发限速防护曲线和常用制动触发限速防护曲线确定的；所述线路目标运行速度为200kmph～350kmph之间的任意速度。
[0009]可选地，根据本专利技术提供的一种列车控制系统，在所述保护区段长度为站台处的第一保护区段长度的情况下，所述第一保护区段长度是第一长度和第二长度中较大的一项；
[0010]所述第一长度是基于开口闯红灯距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的；所述第二长度是基于列车停车距离和所述移动授权安全裕量确定的。
[0011]可选地，根据本专利技术提供的一种列车控制系统，在所述保护区段长度为待避线道
岔防护信号机处的第二保护区段长度的情况下，所述第二保护区段长度是第三长度和第四长度中较大的一项；
[0012]所述第三长度是基于开口闯红灯紧急制动距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的；所述第四长度是基于列车停车距离和所述移动授权安全裕量确定的。
[0013]可选地，根据本专利技术提供的一种列车控制系统，在所述保护区段长度为区间信号机处的第三保护区段长度的情况下，所述第三保护区段长度是基于开口闯红灯紧急制动距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的；
[0014]或，在所述保护区段长度为折返轨终端阻挡信号机处的第四保护区段长度的情况下，所述第四保护区段长度是基于开口闯红灯紧急制动距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的。
[0015]可选地，根据本专利技术提供的一种列车控制系统，所述多个速度测量设备包括轮轴传感器、多普雷雷达和北斗卫星信号接收机，所述ATP子系统具体用于：
[0016]通过所述轮轴传感器获取第一速度序列，通过所述多普雷雷达获取第二速度序列，以及通过所述北斗卫星信号接收机获取第三速度序列；
[0017]通过卡尔曼滤波方式，滤除所述第一速度序列、所述第二速度序列和所述第三速度序列中的噪声；
[0018]基于所述第一速度序列、所述第二速度序列和所述第三速度序列，通过加权融合方式确定列车速度。
[0019]可选地，根据本专利技术提供的一种列车控制系统，所述ATP子系统还用于：
[0020]基于所述紧急制动触发限速防护曲线、第一运行区段的防护阈值以及第二运行区段的防护阈值，生成所述常用制动触发限速防护曲线；
[0021]所述第一运行区段的限速值小于限速阈值，所述第二运行区段的限速值大于或等于限速阈值且所述第二运行区段的限速值小于或等于所述线路目标运行速度，所述第一运行区段的防护阈值小于所述第二运行区段的防护阈值，所述第二运行区段的防护阈值与所述第二运行区段的限速值正相关。
[0022]可选地，根据本专利技术提供的一种列车控制系统，所述列车牵引制动特性数据包括：列车牵引特性数据、列车制动特性数据、列车牵引延时特性数据和列车制动延时特性数据。
[0023]第二方面，本专利技术还提供一种列车控制方法，应用于上述任一列车控制系统，所述方法包括：
[0024]基于多个速度测量设备的测量数据确定列车速度；
[0025]通过优化算法求解速度曲线优化模型，获取目标速度曲线，以及基于所述列车速度和所述目标速度曲线生成列车控制指令；
[0026]所述速度曲线优化模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数的目标为求解能耗最小的列车运行速度曲线，所述约束条件是基于列车牵引制动特性数据、紧急制动触发限速防护曲线和常用制动触发限速防护曲线确定的。
[0027]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述列车控制方法。
[0028]第四方面，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述列车控制方法。
[0029]本专利技术提供的列车控制系统、方法、电子设备及存储介质，通过为系统配置支持线路目标运行速度的计轴器，配置处于非站台直向通过区域的任意两个应答器之间的距离适应线路目标运行速度，以及基于线路目标运行速度对应的移动授权安全裕量，确定保护区段长度，可以使得列车控制系统的线路设备布置方式能够适应高速线路运行；通过基于多个速度测量设备的测量数据确定列车速度，能够满足高速运行下对测速的精度和可靠性需求；通过优化算法求解速度曲线优化模型，可以获取目标速度曲线，进而可以基于列车速度和目标速度曲线生成列车控制指令，以提升列车在高速运行过程中的稳定性与安全性，通过改进线路设备布置方式、列车速度测量方式以及列车自动驾驶控制方式，能够实现列车控制系统支撑高速线路运行。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车控制系统，包括车载设备、地面设备和轨旁设备，所述车载设备包括车载自动防护ATP子系统和车载自动驾驶ATO子系统，所述轨旁设备包括计轴器和应答器，其特征在于：所述计轴器所支持的最高车速大于或等于线路目标运行速度；处于非站台直向通过区域的任意两个应答器之间的距离大于或等于预设间隔距离，所述预设间隔距离是基于所述线路目标运行速度确定的；所述列车控制系统的保护区段长度是基于所述线路目标运行速度对应的移动授权安全裕量确定的；ATP子系统用于基于多个速度测量设备的测量数据确定列车速度；ATO子系统用于通过优化算法求解速度曲线优化模型，获取目标速度曲线，以及基于所述列车速度和所述目标速度曲线生成列车控制指令；所述速度曲线优化模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数的目标为求解能耗最小的列车运行速度曲线，所述约束条件是基于列车牵引制动特性数据、紧急制动触发限速防护曲线和常用制动触发限速防护曲线确定的；所述线路目标运行速度为200kmph～350kmph之间的任意速度。2.根据权利要求1所述列车控制系统，其特征在于，在所述保护区段长度为站台处的第一保护区段长度的情况下，所述第一保护区段长度是第一长度和第二长度中较大的一项；所述第一长度是基于开口闯红灯距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的；所述第二长度是基于列车停车距离和所述移动授权安全裕量确定的。3.根据权利要求1所述列车控制系统，其特征在于，在所述保护区段长度为待避线道岔防护信号机处的第二保护区段长度的情况下，所述第二保护区段长度是第三长度和第四长度中较大的一项；所述第三长度是基于开口闯红灯紧急制动距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的；所述第四长度是基于列车停车距离和所述移动授权安全裕量确定的。4.根据权利要求1所述列车控制系统，其特征在于，在所述保护区段长度为区间信号机处的第三保护区段长度的情况下，所述第三保护区段长度是基于开口闯红灯紧急制动距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的；或，在所述保护区段长度为折返轨终端阻挡信号机处的第四保护区段长度的情况下，所述第四保护区段长度是基于开口闯红灯紧急制动距离、应答器丢失走行距离和所述移动授权安全裕量确定的...

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