專利名稱：列車自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及列車控制領(lǐng)域，特別涉及一種列車自動控制方法。
背景技術(shù)：
在列車運(yùn)行過程中，車地之間傳輸數(shù)據(jù)的無線通信常會因?yàn)樾诺赖乃ヂ?，列車?高速運(yùn)行，或者設(shè)備的故障而中斷，給安全行車帶來隱患。為了保證行車安全和效率，列車 需要定時獲取前方障礙物信息，以保證在障礙物前減速或停車，地面控制中心也需要定時 獲取列車的位置信息，以便將前方障礙物信息及時提供給列車。當(dāng)列車傳給地面的位置信息延遲過大時，地面報(bào)告的位置信息會有較大誤差如 圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中前車和后車采用移動閉塞技術(shù)追蹤行車的示意圖；接著如圖2所 示，為現(xiàn)有技術(shù)中某一周期車地通信中斷對列車運(yùn)行影響的示意圖；在某一個通信周期，前 車沒有將自己的位置成功報(bào)告給后車，則后車的制動曲線無法隨著前車的移動而更新。進(jìn) 一步如圖3所示，為現(xiàn)有技術(shù)中前車和后車連續(xù)周期未更新數(shù)據(jù)引發(fā)的制動的示意圖后 車從時刻t開始連續(xù)η個通信周期沒有收到前車的狀態(tài)信息，這段時間內(nèi)，前車已經(jīng)行走了 很遠(yuǎn)，而后車還以為前車位于η個通信周期之前的位置，因而后車會運(yùn)行到根據(jù)前車在η個 通信周期前的位置制定的制動點(diǎn)實(shí)施緊急制動，影響了行車的效率。在列車自動控制算法方面，現(xiàn)有的算法主要有經(jīng)典控制論算法和智能算法?，F(xiàn) 有技術(shù)中大部分列車自動控制系統(tǒng)使用的控制算法是自適應(yīng)比例積分微分(Proportion Integration Differentiation, PID)控制或改進(jìn)的PID控制，在國際上，僅有日本采用過 預(yù)測型模糊控制算法進(jìn)行列車控制，其他智能控制算法與集成型智能控制算法還并未有投 入使用的報(bào)導(dǎo)。下面對這兩種控制方法進(jìn)行簡要分析。(I)PID 算法PID控制采用比例、微分、積分控制，屬于經(jīng)典控制算法，如圖5所示，為現(xiàn)有技術(shù) 中的PID控制方法原理圖PID是一種線性調(diào)節(jié)器，其中比例環(huán)節(jié)是按比例反映系統(tǒng)的偏 差；積分環(huán)節(jié)使系統(tǒng)消除穩(wěn)定誤差；微分環(huán)節(jié)則反映系統(tǒng)偏差信號的變化率。具體到列車 運(yùn)行控制領(lǐng)域，它基于列車制動模型理論，根據(jù)限速、阻力、列車質(zhì)量等諸多因素確定經(jīng)驗(yàn) 公式，并以經(jīng)驗(yàn)公式為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)列車的運(yùn)行控制和速度調(diào)整。該方法可事先設(shè)定出列車運(yùn)行的距離-速度曲線，控制簡單、易于實(shí)現(xiàn)。但是該方 法也存在一定的缺陷由于是按照事先安排好的行車曲線進(jìn)行速度控制，并加裝固定不變 的惰行、牽引、制動控車模式來控制列車運(yùn)行。這就沒辦法考慮系統(tǒng)所處無線環(huán)境對列車運(yùn) 行的影響，造成了速度控制太過死板，突然加減速次數(shù)過多，這既不利于平穩(wěn)運(yùn)行，又破壞 了乘坐的舒適性，同時也增加了能耗和降低了停車精度。(2)控制算法復(fù)雜的列車自動控制系統(tǒng)憑單一控制模式難以解決。在研究如何改進(jìn)PID控制的 同時，人們將熟練的操作工、技術(shù)人員或?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識和控制理論結(jié)合，把它作為控制理 論解決復(fù)雜控制過程的一個補(bǔ)充手段。智能控制系統(tǒng)包括模糊控制、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等等，如圖6所示，為現(xiàn)有技術(shù)中的模糊控制方法原理圖模糊控制算法就是運(yùn)用模糊 數(shù)學(xué)的基本理論和方法，把規(guī)則的條件、操作用模糊集來表示，并把這些模糊控制規(guī)則及有 關(guān)信息作為知識存入相應(yīng)知識庫中，獲得對應(yīng)的滿意度函數(shù)，然后根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)情 況，運(yùn)用模糊評價及模糊推理，實(shí)現(xiàn)對受控對象的最佳調(diào)整。智能控制方法能夠有效地獲提供借取、傳遞、處理、再生和利用一些已有的經(jīng)驗(yàn)信 息，為傳統(tǒng)控制算法鑒及參考，在一些特定的環(huán)境下能成功達(dá)到預(yù)定的控制效果。但該方法 也存在一些缺陷①經(jīng)驗(yàn)知識的獲取主要依靠人工移植，有時人們對控制過程的認(rèn)識比較 膚淺，難以總結(jié)出完整的經(jīng)驗(yàn)，這樣得到的控制規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)知識就很粗糙，很不完善；②智 能控制屬于預(yù)測控制，帶有一定的滯后性，對于延時大的系統(tǒng)，控制算法有一定的缺陷?？梢钥闯?，現(xiàn)有技術(shù)中的列車自動控制系統(tǒng)的控制算法，都是以經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)性列 車牽引制動特性公式為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上加入經(jīng)驗(yàn)司機(jī)的常識性知識，用來描述一些不確 定性因素，將經(jīng)驗(yàn)知識和控制理論結(jié)合，進(jìn)一步優(yōu)化控制曲線。軌道交通復(fù)雜的線路環(huán)境及列車的高速移動，常會使得車地之間的無線信道因衰 落、多徑等因素的存在，出現(xiàn)不可預(yù)知的深衰及連續(xù)丟包，進(jìn)而影響行車的安全與效率。目 前這些算法沒有考慮通信對列車控制的影響，而都是在通信中斷達(dá)到不能忍受的門限時才 采取相應(yīng)的制動控制，這一點(diǎn)也可以通過算法的控制規(guī)則看出。如控制規(guī)則中有這樣的描
述“如果觸發(fā)了緊急制動觸發(fā)線......”，這顯然是觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線后才進(jìn)行的亡羊
補(bǔ)牢。這種控制顯示出的滯后性，既不利于列車平穩(wěn)運(yùn)行，突然的制動也破壞了乘坐的舒適 性，同時增加了能耗和降低了停車精度。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何在車地之間出現(xiàn)通信中斷時，對列車進(jìn)行有效控 制，避免不必要的緊急操作的出現(xiàn)，提高行車效率，降低列車能耗。(二)技術(shù)方案為此，本發(fā)明提供了一種列車自動控制方法，包括以下步驟記錄出現(xiàn)的通信中斷時間；計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間；當(dāng)所述通信中斷時間在最大允許通信中斷時間中所占的比重達(dá)到設(shè)定的閾值時， 調(diào)整列車的工況。所述方法具體包括記錄出現(xiàn)的通信中斷時間，根據(jù)設(shè)定的通信周期將所述通信中斷時間換算成連續(xù) 丟包個數(shù)；計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間，根據(jù)設(shè)定的通信周期將所 述最大允許通信中斷時間換算成最大允許連續(xù)丟包個數(shù)；當(dāng)所述連續(xù)丟包個數(shù)在最大允許連續(xù)丟包個數(shù)中所占的比重達(dá)到設(shè)定的閾值時， 調(diào)整列車的工況。其中，所述工況包括牽引態(tài)、惰行態(tài)和制動態(tài)，其中牽引態(tài)包括一級牽引態(tài)、二級 牽引態(tài)和三級牽引態(tài)三個級別，且所述三級牽引態(tài)的牽引力最大；所述制動態(tài)包括一級制動態(tài)、二級制動態(tài)和三級制動態(tài)三個級別，且所述三級制動態(tài)的制動力最大。所述調(diào)整列車的工況主要包括當(dāng)列車當(dāng)前工況為牽引態(tài)時，判斷是否為最低一級牽引態(tài)，是則將列車的工況調(diào) 整為惰行態(tài)，否則將列車的牽引級別進(jìn)行降一級處理。所述調(diào)整列車的工況還包括當(dāng)列車的工況為惰行態(tài)時，將列車的工況調(diào)整為一級制動態(tài)。所述調(diào)整列車的工況還包括當(dāng)列車的工況為制動態(tài)時，判斷列車以當(dāng)前速度行駛能否安全停車，是則繼續(xù)行 駛；否則判斷是否為最高級制動態(tài)，是則緊急停車，否則將列車的制動級別進(jìn)行升一級處理。所述記錄出現(xiàn)的通信中斷時間之前還包括車地雙方設(shè)定通信周期。所述記錄出現(xiàn)的通信中斷時間之前還包括設(shè)置閾值，所述閾值為連續(xù)丟包個數(shù) 與最大允許丟包個數(shù)的比值。其中，列車根據(jù)最近周期收到的前方目標(biāo)距離信息，結(jié)合自身當(dāng)前行駛速度、加速 度及線路數(shù)據(jù)信息，計(jì)算得出當(dāng)前不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間。所述調(diào)整列車的工況之后還包括判斷工況調(diào)整后的列車是否滿足安全停車要 求，若不滿足則根據(jù)列車調(diào)整工況后的速度、加速度重新計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最 大允許通信中斷時間。(三)有益效果本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果本發(fā)明通過計(jì)算當(dāng)前出現(xiàn)的通信中斷 時間，和不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間，并將其分別轉(zhuǎn)換為連續(xù)丟包個 數(shù)和最大允許丟包個數(shù)，然后計(jì)算連續(xù)丟包個數(shù)和最大允許丟包個數(shù)的比值是否達(dá)到設(shè)定 的閾值，來對列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，能夠在通信中斷的情況下對后車進(jìn)行及時的預(yù)警 控制，為后車提供更充裕的追蹤時間來等待通信恢復(fù)，避免了不必要的“緊急操作”;另一方 面由于通信中斷后采用分級控制，停車前有緩沖過程，既利于平穩(wěn)運(yùn)行，又增加了乘坐的舒 適性，降低了列車的能耗，提高了行車效率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中前車和后車采用移動閉塞技術(shù)追蹤行車的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中某一周期車地通信中斷對列車運(yùn)行影響的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中前車和后車連續(xù)周期未更新數(shù)據(jù)引發(fā)的制動的示意圖；圖4是圖3所示情況中后車在通信中斷達(dá)到一定條件時進(jìn)行工況狀態(tài)轉(zhuǎn)換的示意 圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中的PID控制方法原理圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)中的模糊控制方法原理圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例的列車自動控制方法流程圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的列車運(yùn)行工況示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明針對列車在運(yùn)行中出現(xiàn)的通信中斷造成的連續(xù)數(shù)據(jù)丟包，提出一種基于通 信的列車自動控制方法。列車在區(qū)間追蹤行駛，車_地雙方通信設(shè)備按設(shè)定數(shù)據(jù)包大小、通 信周期進(jìn)行通信，車載通信設(shè)備記錄當(dāng)前出現(xiàn)的通信中斷時間，并結(jié)合通信周期將其轉(zhuǎn)換 為出現(xiàn)的連續(xù)丟包個數(shù)；列車以前方參考點(diǎn)為依據(jù)，實(shí)時計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線所允 許的最大通信中斷時間，并結(jié)合數(shù)據(jù)包通信周期，將其換算為系統(tǒng)的最大允許連續(xù)丟包數(shù)； 將出現(xiàn)的連續(xù)丟包數(shù)與之前系統(tǒng)最大允許連續(xù)丟包數(shù)進(jìn)行比對，判斷其是否達(dá)到設(shè)定的門 限，以此調(diào)整列車的控制級位或進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換；同時，在完成狀態(tài)調(diào)整后，計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)能 否滿足列車安全停車要求；如若不能則重新計(jì)算新狀態(tài)下未觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允 許通信中斷時間；當(dāng)連續(xù)丟包個數(shù)再次達(dá)到閾值門限要求，則重新執(zhí)行上述的控制流程。如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例的列車自動控制方法流程圖，包括以下步驟步驟10、車地雙方按照設(shè)定的通信周期進(jìn)行通信；在列車運(yùn)行之前，車地通信雙方協(xié)商決定通信周期。通信周期的設(shè)定要考慮到數(shù) 據(jù)包的傳輸時延及車地雙方的處理時間，保證列車與地面控制設(shè)備在每一個通信周期都能 實(shí)時進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新；數(shù)據(jù)包大小的設(shè)定要能夠滿足行車業(yè)務(wù)的要求；步驟20、記錄當(dāng)前出現(xiàn)的通信中斷時間，根據(jù)通信周期將該通信中斷時間轉(zhuǎn)換為 連續(xù)丟包個數(shù)；若當(dāng)前通信周期沒收到數(shù)據(jù)包，則開始計(jì)時，根據(jù)每個通信周期應(yīng)該接收一個數(shù) 據(jù)包，沒有收到數(shù)據(jù)包的時間即通信中斷時間；步驟30、計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線允許的最大通信中斷時間，根據(jù)通信周期將 該最大通信中斷時間換算成最大允許連續(xù)丟包個數(shù)；具體地，本發(fā)明實(shí)施例的前車和后車采用移動閉塞技術(shù)追蹤行車，后車以前車的 車尾為參考點(diǎn)，加上安全余量計(jì)算出在確保不追尾的情況下，行車時后車需要遵循的速 度_距離曲線，在此基礎(chǔ)上，后車結(jié)合自身當(dāng)前速度、當(dāng)前工況下的列車加速度及線路條 件，可計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線所允許的通信中斷時間；步驟40、計(jì)算當(dāng)前的通信中斷時間在最大允許通信中斷時間中的比值；此處，也可以計(jì)算當(dāng)前出現(xiàn)的連續(xù)丟包個數(shù)在系統(tǒng)最大允許連續(xù)丟包個數(shù)中所占 的比重；記錄當(dāng)前出現(xiàn)的連續(xù)丟包個數(shù)，并計(jì)算其在最大允許連續(xù)丟包個數(shù)中的比重，看 是否達(dá)到設(shè)定的閾值限度，閾值的大小需車地雙方事先協(xié)商約定，如可設(shè)定閾值為1/2，即 允許連續(xù)丟包個數(shù)最大到最大允許連續(xù)丟包個數(shù)的1/2 ；步驟50、如通信中斷時間達(dá)到閾值門限，或連續(xù)丟包個數(shù)達(dá)到設(shè)定閾值門限，則結(jié) 合當(dāng)前列車運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整列車的控制級位或進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換；如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例的列車運(yùn)行工況示意圖；其中，列車運(yùn)行工況主要包 括牽引、制動和惰行3種。本實(shí)施例中牽引和制動都假設(shè)有3個級別，級別越高，相應(yīng)的牽 引力或制動力就越大。具體地，判斷列車工況，當(dāng)列車工況為牽引態(tài)，則執(zhí)行步驟60，當(dāng)列車 工況為惰行態(tài)，則執(zhí)行步驟70，當(dāng)列車工況為制動態(tài)，則執(zhí)行步驟80 ；
步驟60、判斷列車當(dāng)前的牽引態(tài)是否為最低級牽引態(tài)，是則執(zhí)行步驟61，否則執(zhí) 行步驟61’ ；步驟61、將列車的牽引態(tài)調(diào)整為惰行態(tài)；步驟61’、將列車的牽引態(tài)進(jìn)行降一級處理；執(zhí)行步驟90 ；列車當(dāng)前由于受到牽引作用，速度不斷增加，此時連續(xù)丟包個數(shù)達(dá)到閾值，為避免 列車?yán)^續(xù)加速行駛觸發(fā)限速，應(yīng)進(jìn)行降級處理，減小牽引作用；如列車此時已處于最小一級 牽引，則將列車工況調(diào)整為惰行；步驟70、將列車的惰行態(tài)調(diào)整為一級制動態(tài)；執(zhí)行步驟90 ；列車在區(qū)間惰行，此時連續(xù)丟包達(dá)到閥值限度，應(yīng)進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換，列車工況轉(zhuǎn)為制 動；步驟80、判斷列車能否安全停車，是則執(zhí)行步驟81 ；否則執(zhí)行步驟82 ；具體地，列車計(jì)算以當(dāng)前工況當(dāng)前速度行駛，能否在前方障礙物之前停車，是則能
安全停車；步驟81、按照當(dāng)前速度行駛直至停車；步驟82、判斷列車當(dāng)前的制動態(tài)是否為最高級別的制動態(tài)，是則執(zhí)行步驟83，否 則執(zhí)行步驟84 ；步驟83、緊急停車；步驟84、將列車的制動態(tài)進(jìn)行升一級處理；執(zhí)行步驟90 ；列車當(dāng)前受到制動作用，但此時的制動級別不足以滿足列車的安全運(yùn)行，即停車 前不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線，且當(dāng)前制動級別仍有上調(diào)空間，則在連續(xù)丟包個數(shù)達(dá)到設(shè)定閾 值門限時，對制動級別進(jìn)行升級處理，增加制動作用；步驟90、完成狀態(tài)調(diào)整后，計(jì)算當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)能否滿足列車安全停車要求；是則 以當(dāng)前工況行駛直至停車；否則重新結(jié)合當(dāng)前列車運(yùn)行狀態(tài)、線路數(shù)據(jù)及新狀態(tài)下列車運(yùn) 行加速度，計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線允許的最大通信中斷時間，并結(jié)合通信 周期將其換算為新狀態(tài)下允許的最大連續(xù)丟包個數(shù)；步驟100、新狀態(tài)下不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線允許的最大丟包個數(shù)已根據(jù)新狀態(tài)下 列車的速度重新計(jì)算，此時需重新統(tǒng)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時刻起出現(xiàn)的連續(xù)丟包個數(shù)，隨后執(zhí)行步 驟40 ；本步驟中需要重新判斷新狀態(tài)下統(tǒng)計(jì)的連續(xù)丟包是否再次達(dá)到設(shè)定閾值門限，作 為下一次調(diào)整的依據(jù)；如連續(xù)丟包達(dá)到閾值條件，結(jié)合當(dāng)前列車運(yùn)行狀態(tài)，對列車再次進(jìn)行 級數(shù)調(diào)整或工況轉(zhuǎn)換，處理策略如前所述。實(shí)施例1車地雙方設(shè)定通信周期為200ms，連續(xù)丟包可占最大允許連續(xù)丟包的閾值門限設(shè) 定為1/2，假設(shè)此時列車正在二級牽引力作用下加速行駛；則使用本發(fā)明的列車自動控制 方法對列車進(jìn)行控制，包括以下步驟步驟11、列車根據(jù)最近周期收到的前方目標(biāo)距離信息，結(jié)合自身當(dāng)前行駛速度、牽 引加速度及線路數(shù)據(jù)信息，計(jì)算得出當(dāng)前不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間 為t1;該線路數(shù)據(jù)信息包括路況信息，比如行駛道路為平路還是上坡下坡；
步驟12、根據(jù)通信周期200ms，將、換算成當(dāng)前的最大允許連續(xù)丟包個數(shù)為t/0. 2 =5、個；步驟13、此時出現(xiàn)通信中斷，車載通信設(shè)備記錄出現(xiàn)的通信中斷時間，并根據(jù)通信 周期將該通信中斷時間換算為當(dāng)前的連續(xù)丟包個數(shù)；假設(shè)由于無線通信鏈路狀況惡化或通信設(shè)備故障等原因，車地通信出現(xiàn)中斷；步驟14、當(dāng)連續(xù)丟包個數(shù)達(dá)到設(shè)定閾值門限1/2，即2. 5、個時，對列車牽引進(jìn)行 降一級處理，列車由二級牽引態(tài)調(diào)整為一級牽引態(tài)；步驟15、列車調(diào)整為一級牽引態(tài)后，根據(jù)之前存儲的前方目標(biāo)距離信息，當(dāng)前一級 牽引態(tài)下列車行駛速度及加速度，重新計(jì)算得出新的狀態(tài)下不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大 允許通信中斷時間為t2;步驟16、根據(jù)通信周期200ms，將t2換算成此時一級牽引態(tài)下允許的最大連續(xù)丟 包個數(shù)為t2/0. 2 = 5t2個；步驟17、從當(dāng)前通信周期開始，重新記錄連續(xù)丟包個數(shù)，當(dāng)其達(dá)到閾值門限1/2， 即2. 5t2個時，進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換，列車由一級牽引態(tài)調(diào)整為惰行態(tài)；步驟18、列車轉(zhuǎn)為惰行態(tài)后，由于存在運(yùn)行阻力，列車變?yōu)闇p速行駛，根據(jù)之前存 儲的前方目標(biāo)距離信息，當(dāng)前惰行態(tài)下列車行駛速度及減速度，判斷當(dāng)前狀態(tài)能否滿足列 車安全停車要求；若能滿足則繼續(xù)以當(dāng)前速度行駛直至停車；步驟19、當(dāng)經(jīng)判斷不能滿足列車安全停車要求時，結(jié)合當(dāng)前惰行態(tài)下列車行駛速 度、減速度及前方目標(biāo)距離信息，重新計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線允許的最大通信中斷時 間為t3，即此時允許的最大連續(xù)丟包個數(shù)為5t3個；步驟21、列車此時在惰行態(tài)運(yùn)行，當(dāng)繼續(xù)丟包不足2. 5t3個時，車地之間恢復(fù)了 正常通信，則后行列車重新收到前方目標(biāo)的距離信息，并以此重新計(jì)算列車追蹤運(yùn)行的速 度-距離曲線，列車轉(zhuǎn)入通信恢復(fù)后的正常運(yùn)行。實(shí)施例2車地雙方事先設(shè)定通信周期為200ms，連續(xù)丟包可占最大允許連續(xù)丟包的閾值門 限設(shè)定為1/2，假設(shè)此時列車正在區(qū)間惰行；步驟31、列車根據(jù)最近周期收到的前方目標(biāo)距離信息，結(jié)合此時行駛速度、運(yùn)行 減速度及線路數(shù)據(jù)信息，計(jì)算得出當(dāng)前不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線允許的最大通信中斷時間為 ti ；步驟32、對應(yīng)通信周期200!118，將、換算成當(dāng)前允許的最大連續(xù)丟包個數(shù)為、/0.2 =5、個；步驟33、此時出現(xiàn)通信中斷，車載通信設(shè)備記錄出現(xiàn)的通信中斷時間，并根據(jù)通信 周期將該通信中斷時間換算為此時的連續(xù)丟包個數(shù)；假設(shè)此時，由于無線通信鏈路狀況惡化或通信設(shè)備故障等原因，車地通信出現(xiàn)中 斷；步驟34、當(dāng)連續(xù)丟包個數(shù)達(dá)到設(shè)定閾值限度1/2，即2. 5、個時，對列車進(jìn)行工況 轉(zhuǎn)換，列車由惰行態(tài)調(diào)整為一級制動態(tài)；步驟35、列車調(diào)整為一級制動態(tài)后，根據(jù)之前存儲的前方目標(biāo)距離信息，結(jié)合當(dāng)前 一級制動態(tài)下列車行駛速度及減速度，判斷得知當(dāng)前狀態(tài)不能滿足列車安全停車要求；
步驟36、重新計(jì)算得出新的狀態(tài)下不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時 間為t2 ；步驟37、對應(yīng)通信周期200ms，換算成此時一級牽引態(tài)下系統(tǒng)的最大允許連續(xù)丟 包個數(shù)為t2/0. 2 = 5t2個；步驟38、從當(dāng)前通信周期開始，重新記錄連續(xù)丟包個數(shù)，當(dāng)其達(dá)到閾值門限1/2， 即2. 5t2個時，進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換，列車由一級牽引態(tài)轉(zhuǎn)為二級牽引態(tài)；步驟39、工況轉(zhuǎn)換后，列車的制動力增加，行駛減速度也隨之增大，根據(jù)之前存儲 的前方目標(biāo)距離信息，結(jié)合當(dāng)前二級制動態(tài)下列車行駛速度及減速度，判斷得知當(dāng)前狀態(tài) 仍不能滿足列車安全停車要求；步驟41、重新計(jì)算此前狀態(tài)不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間為 t3，即此時的最大允許連續(xù)丟包個數(shù)為5t3個；步驟42、從當(dāng)前通信周期開始，重新記錄連續(xù)丟包數(shù)，當(dāng)其達(dá)到閾值門限1/2，即 2. 5、個時，進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換，列車由二級制動態(tài)轉(zhuǎn)為三級制動態(tài)；步驟43、列車此時在三級制動態(tài)下行駛，經(jīng)計(jì)算得知在當(dāng)前狀態(tài)下，列車可以在前 方目標(biāo)點(diǎn)前安全停車，控制列車在當(dāng)前工況下停車。由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明實(shí)施例通過計(jì)算當(dāng)前出現(xiàn)的通信中斷時間，和不 觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間，并將其分別轉(zhuǎn)換為連續(xù)丟包個數(shù)和最大允 許丟包個數(shù)，然后計(jì)算連續(xù)丟包個數(shù)和最大允許丟包個數(shù)的比值是否達(dá)到設(shè)定的閾值，來 對列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，能夠在通信中斷的情況下對后車進(jìn)行及時的預(yù)警控制，為后 車提供更充裕的追蹤時間來等待通信恢復(fù)，避免了不必要的“緊急操作”；另一方面由于通信中斷后采用分級控制，停車前有緩沖過程，既利于 平穩(wěn)運(yùn)行，又增加了乘坐的舒適性，降低了列車的能耗，提高了行車效率。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
列車自動控制方法，其特征在于，包括以下步驟記錄出現(xiàn)的通信中斷時間；計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間；當(dāng)所述通信中斷時間在最大允許通信中斷時間中所占的比重達(dá)到設(shè)定的閾值時，調(diào)整列車的工況。
2.如權(quán)利要求1所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述方法具體包括記錄出現(xiàn)的通信中斷時間，根據(jù)設(shè)定的通信周期將所述通信中斷時間換算成連續(xù)丟包 個數(shù)；計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間，根據(jù)設(shè)定的通信周期將所述最 大允許通信中斷時間換算成最大允許連續(xù)丟包個數(shù)；當(dāng)所述連續(xù)丟包個數(shù)在最大允許連續(xù)丟包個數(shù)中所占的比重達(dá)到設(shè)定的閾值時，調(diào)整 列車的工況。
3.如權(quán)利要求1所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述工況包括牽引態(tài)、惰行態(tài) 和制動態(tài)，其中牽引態(tài)包括一級牽引態(tài)、二級牽引態(tài)和三級牽引態(tài)三個級別，且所述三級牽 引態(tài)的牽引力最大；所述制動態(tài)包括一級制動態(tài)、二級制動態(tài)和三級制動態(tài)三個級別，且所 述三級制動態(tài)的制動力最大。
4.如權(quán)利要求3所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述調(diào)整列車的工況具體包括當(dāng)列車當(dāng)前工況為牽引態(tài)時，判斷是否為最低一級牽引態(tài)，是則將列車的工況調(diào)整為 惰行態(tài)，否則將列車的牽引級別進(jìn)行降一級處理。
5.如權(quán)利要求3所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述調(diào)整列車的工況具體包括當(dāng)列車的工況為惰行態(tài)時，將列車的工況調(diào)整為一級制動態(tài)。
6.如權(quán)利要求3所述的列車自動駕駛控制方法，其特征在于，所述調(diào)整列車的工況還 具體包括當(dāng)列車的工況為制動態(tài)時，判斷列車以當(dāng)前速度行駛能否安全停車，是則繼續(xù)行駛；否 則判斷是否為最高級制動態(tài)，是則緊急停車，否則將列車的制動級別進(jìn)行升一級處理。
7.如權(quán)利要求1所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述記錄出現(xiàn)的通信中斷時 間之前還包括車地雙方設(shè)定通信周期。
8.如權(quán)利要求1所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述記錄出現(xiàn)的通信中斷時 間之前還包括設(shè)置閾值，所述閾值為連續(xù)丟包個數(shù)與最大允許丟包個數(shù)的比值。
9.如權(quán)利要求1所述的列車自動控制方法，其特征在于，列車根據(jù)最近周期收到的前 方目標(biāo)距離信息，結(jié)合自身當(dāng)前行駛速度、加速度及線路數(shù)據(jù)信息，計(jì)算得出當(dāng)前不觸發(fā)緊 急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間。
10.如權(quán)利要求1所述的列車自動控制方法，其特征在于，所述調(diào)整列車的工況之后還 包括判斷工況調(diào)整后的列車是否滿足安全停車要求，若不滿足則根據(jù)列車調(diào)整工況后的 速度、加速度重新計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種列車自動控制方法，包括記錄出現(xiàn)的通信中斷時間，根據(jù)設(shè)定的通信周期將通信中斷時間換算成連續(xù)丟包個數(shù)；計(jì)算不觸發(fā)緊急制動觸發(fā)線的最大允許通信中斷時間，根據(jù)設(shè)定的通信周期將最大允許通信中斷時間換算成最大允許連續(xù)丟包個數(shù)；當(dāng)連續(xù)丟包個數(shù)在最大允許連續(xù)丟包個數(shù)中所占的比重達(dá)到設(shè)定的閾值時，調(diào)整列車的工況。本發(fā)明能夠在通信中斷的情況下對后車進(jìn)行及時預(yù)警控制，為后車提供更充裕的追蹤時間來等待通信恢復(fù)，使得“緊急情況”減少，避免了“急剎車”等操作；且由于通信中斷后采用分級控制，停車前有緩沖過程，既利于平穩(wěn)運(yùn)行，又增加了乘坐的舒適性，降低了列車的能耗，提高了行車效率。
文檔編號B61L27/04GK101941453SQ201010266590
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者張建明, 張靜, 步兵, 趙紅禮 申請人:北京交通大學(xué)