一种多站间运行的速度曲线制定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种多站间运行的速度曲线制定方法及系统。本发明专利技术考虑了多站间区间剩余运行规划时间、列车牵引制动切换延时等因素，实现了自动驾驶(ATO)过程中自动根据区间运行时间调整区间运行速度，保证列车准点率，该方法适用于装配有ATO系统或辅助驾驶系统的动车组及机车，保障了列车的运行效率。的运行效率。的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多站间运行的速度曲线制定方法及系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，特别涉及一种多站间运行的速度曲线制定方法及系统。

技术介绍

[0002]列车自动驾驶（ATO, Automatic Train Operation）系统利用地面信息实现对列车的牵引、制动控制以及列车自动折返。ATO系统实现列车自动驾驶，在列车自动防护（ATP， Automatic Train Protection）的防护下完成列车自动驾驶控制，实现对车辆的牵引、制动、巡航等控制。
[0003]高速铁路列车在运行过程中可能因灾害天气、设备故障等因素而发生晚点，前行列车晚点或将导致后行列车的连带晚点。列车晚点发生后，原定的列车到发线运用计划很可能存在冲突，如果按原定计划安排列车的接发车作业，很可能会降低局部路网的运输效率。此时，列车调度员可以调整列车的到发线运用计划，疏解列车到发线运用冲突，从而减少列车的晚点。
[0004]为了保证列车的准点运行，ATO在按照线路限速以及ATP的防护速度曲线运行的过程中，无法保证列车运行到下一站的时间与该列车运行时刻表上所规定的到站时间之间不会存在较大的时间差。尤其是当列车在区间行车过程中，列车可能出现因为其他原因临时停车，当ATO仍然按照固定限速等级运行速度行车，则可能造成晚点，如果按照最快速度行车，则可能造成提前到站，影响其它列车的运行时刻表，或者影响站台的其他作业，例如轨道检查、清扫等。
[0005]综上所述，亟需一种针对前车列车晚点或故障引起的连带晚点时自动变更发线运用计划的方法。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种多站间运行的速度曲线制定方法及系统，用于解决针对前车列车晚点或故障引起的连带晚点时自动变更发线运用计划的问题，适用于自动驾驶多站间运行时分规划的推荐速度曲线计算。
[0007]一种多站间运行的速度曲线制定方法，所述方法包括：基于前车列车早点、准点或晚点，以及当前列车状态信息，计算区间剩余运行时间t；将列车运行整个线路限速分为n段限速段，并计算得到各限速段最快限速曲线；依据最快限速曲线计算最短运行时间t
s
，依据列车运行最低限速计算最长运行时间t
c
；比较剩余运行时间t与最短运行时间t
s
、最长运行时间t
c
，制定时分约束下的推荐速度曲线规划。
[0008]进一步的，所述当前列车状态信息，具体包括：
当前时间、到站时间、当前列车与目标车站距离，以及线路限速。
[0009]进一步的，所述计算区间剩余运行时间t，具体包括：分区间计算区间剩余运行时间t，区间剩余运行时间表示列车当前时刻距前方到达站规定到达时刻的时间，表示如下：t= t
前方到达站的时刻
‑
t
当前时刻
。
[0010]进一步的，所述计算得到各限速段最快限速曲线，具体包括：依次计算牵引最快限速曲线、制动最快限速曲线、牵引制动融合限速曲线和牵引制动延时约束下最快限速曲线。
[0011]进一步的，所述计算牵引最快限速曲线，具体包括：若第i
‑
1限速段限速对应的牵引最快限速V
tx_i
‑1小于第i限速段线路限速V
i
，其中V
tx_
‑1和V
tx_n
均为0；计算从速度V
x_i
‑1加速到V
i
过程中，按照加速度a
t
进行匀加速所需运行的距离为Δd
t_i
，加速期间的运行距离Δd
t_i
如下：；若 Δd
t_i
≤D
i
，从第i
‑
1段牵引最快限速V
x_i
‑1加速至第i段限速V
i
，满足牵引的最小距离需求，第i段牵引最快限速V
tx_i
计算如下：V
tx_i
= V
i
；若 Δd
t_i
>D
i
，从第i
‑
1段牵引最快限速V
x_i
‑1加速至第i段限速V
i
，不满足牵引的最小距离需求，计算从位置P
i
以牵引最快速度V
tx_i
‑1牵引至位置P
i+1
，列车在P
i+1
处的速度V
t_i
；；第i段牵引最快限速V
tx_i
计算如下：V
tx_i
= V
t_i
；若第i
‑
1段限速对应的牵引最快限速V
tx_i
‑1大于等于第i段线路限速V
i
，其中V
tx_
‑1和V
tx_n
均为0；不存在牵引过程情况下，第i段牵引最快限速V
tx_i
与第i段线路限速V
i
保持一致，即：V
tx_i
= V
i
。
[0012]进一步的，所述计算制动最快限速曲线，具体包括：若第i+1限速段限速对应的制动最快限速V
tx_i+1
小于第i限速段线路限速Vi，其中V
bx_
‑1和V
bx_n
均为0；计算从V
i
制动减速到达位置P
i+1
、速度V
bx_i+1
需要的制动距离Δd
b_i
如下：；其中a
b
为负值，a
b
表示匀减速过程的加速度；若 Δd
b_i
≤D
i
，从第i段限速V
i
制动至第i+1段最快限速V
x_i+1
，满足制动的最小距离需求，第i段制动最快限速V
bx_i
计算如下：
V
bx_i
= V
i
；若 Δdt_i>D
i
，从第i段限速V
i
制动至第i+1段最快限速V
x_i+1
，不满足制动的最小距离需求；计算从位置P
i
制动至位置P
i+1
、制动最快限速V
tx_i+1
，列车在P
i
处的速度V
b_i
为：；第i段制动最快限速V
bx_i
计算如下：V
bx_i
= V
b_i
；若第i+1段限速对应的制动最快限速V
tx_i+1
大于等于第i段线路限速V
i
，其中V
bx_
‑1和V
bx_n
均为0；不存在制动过程情况下，第i段制动最快限速V
bx_i
与第i段线路限速V
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述方法包括：基于前车列车早点、准点或晚点，以及当前列车状态信息，计算区间剩余运行时间t；将列车运行整个线路限速分为n段限速段，并计算得到各限速段最快限速曲线；依据最快限速曲线计算最短运行时间t
s
，依据列车运行最低限速计算最长运行时间t
c
；比较剩余运行时间t与最短运行时间t
s
、最长运行时间t
c
，制定时分约束下的推荐速度曲线规划。2.根据权利要求1所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述当前列车状态信息，具体包括：当前时间、到站时间、当前列车与目标车站距离，以及线路限速。3.根据权利要求1所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述计算区间剩余运行时间t，具体包括：分区间计算区间剩余运行时间t，区间剩余运行时间表示列车当前时刻距前方到达站规定到达时刻的时间，表示如下：t= t
前方到达站的时刻
‑
t
当前时刻
。4.根据权利要求1所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述计算得到各限速段最快限速曲线，具体包括：依次计算牵引最快限速曲线、制动最快限速曲线、牵引制动融合限速曲线和牵引制动延时约束下最快限速曲线。5.根据权利要求4所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述计算牵引最快限速曲线，具体包括：若第i
‑
1限速段限速对应的牵引最快限速V
tx_i
‑1小于第i限速段线路限速V
i
，其中V
tx_
‑1和V
tx_n
均为0；计算从速度V
x_i
‑1加速到V
i
过程中，按照加速度a
t
进行匀加速所需运行的距离为Δd
t_i
，加速期间的运行距离Δd
t_i
如下：；若 Δd
t_i ≤D
i
，从第i
‑
1段牵引最快限速V
x_i
‑1加速至第i段限速V
i
，满足牵引的最小距离需求，第i段牵引最快限速V
tx_i
计算如下：V
tx_i = V
i
；若 Δd
t_i >D
i
，从第i
‑
1段牵引最快限速V
x_i
‑1加速至第i段限速V
i
，不满足牵引的最小距离需求，计算从位置P
i
以牵引最快速度V
tx_i
‑1牵引至位置P
i+1
，列车在P
i+1
处的速度V
t_i
；；第i段牵引最快限速V
tx_i
计算如下：V
tx_i = V
t_i
；若第i
‑
1段限速对应的牵引最快限速V
tx_i
‑1大于等于第i段线路限速V
i
，其中V
tx_
‑1和V
tx_n
均为0；不存在牵引过程情况下，第i段牵引最快限速V
tx_i
与第i段线路限速V
i
保持一致，即：
V
tx_i = V
i 。6.根据权利要求4所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述计算制动最快限速曲线，具体包括：若第i+1限速段限速对应的制动最快限速V
tx_i+1
小于第i限速段线路限速Vi，其中V
bx_
‑1和V
bx_n
均为0；计算从V
i
制动减速到达位置P
i+1
、速度V
bx_i+1
需要的制动距离Δd
b_i
如下：；其中a
b
为负值，a
b
表示匀减速过程的加速度；若 Δd
b_i ≤D
i
，从第i段限速V
i
制动至第i+1段最快限速V
x_i+1
，满足制动的最小距离需求，第i段制动最快限速V
bx_i
计算如下：V
bx_i = V
i
；若 Δdt_i >D
i
，从第i段限速V
i
制动至第i+1段最快限速V
x_i+1
，不满足制动的最小距离需求；计算从位置P
i
制动至位置P
i+1
、制动最快限速V
tx_i+1
，列车在P
i
处的速度V
b_i
为：；第i段制动最快限速V
bx_i
计算如下：V
bx_i = V
b_i
；若第i+1段限速对应的制动最快限速V
tx_i+1
大于等于第i段线路限速V
i
，其中V
bx_
‑1和V
bx_n
均为0；不存在制动过程情况下，第i段制动最快限速V
bx_i
与第i段线路限速V
i
保持一致，即：V
bx_i = V
i
。7.根据权利要求4所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述计算牵引制动融合限速曲线，具体包括：结合已经计算的牵引最快限速曲线和制动最快限速曲线，将牵引制动最快限速曲线融合曲线描述为V
tbx_0, V
tbx_1
, V
tbx_2
, ...,V
tbx_n
‑1,V
tbx_n
，融合规则如下：在位置P
i
对应的融合限速V
tbx_i = min(V
tx_i ,V
bx_i )。8.根据权利要求4所述的一种多站间运行的速度曲线制定方法，其特征在于，所述计算牵引制动延时约束下最快限速曲线，具体包括：根据牵引制动融合限速曲线，该曲线已满足牵引制动的最大距离约束，牵引制动延时约束下最快限速曲线进一步结合限速变化，考虑如下：若第i
‑
1段牵引制动融合限速V
tbx_i
‑1小于第i段牵引制动融合限速V
tbx_i
，其中V
tbx_
‑1和V
tbx_n
均为0，第i+1段牵引制动融合限速V
tbx_i+1
小于第i段牵引制动融合限速V
tbx_i
：计算从速度V
tbx_i
‑1加速到V
tbx_i
过程中，按照加速度a
t
进行匀加速所需运行的距离Δd
t_i
，加速期间的运行距离Δd
t_i
如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛鹭明，王佳，包正堂，王祺，赵中甲，汪知宇，王鹏，宋宝栋，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：