專利名稱:一種列車無人駕駛系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及軌道交通控制領(lǐng)域,特別涉及一種列車無人駕駛系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
目前國內(nèi)多數(shù)地鐵線路的車載信號(hào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了有人自動(dòng)駕駛,在有人自動(dòng)駕駛模式下,列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP)負(fù)責(zé)保護(hù)列車行車安全,區(qū)間運(yùn)行由列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)完成,停站作業(yè)由ATO和司機(jī)共同完成,站內(nèi)ATO啟動(dòng)由司機(jī)完成,折返由司機(jī)完成或ATO和司機(jī)共同完成。在ATP的防護(hù)下,自動(dòng)駕駛可降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高列車運(yùn)行效率,縮短地鐵運(yùn)行間隔,改善乘坐舒適度,提高停車精度。有人自動(dòng)駕駛并未完全將司機(jī)從勞動(dòng)作業(yè)解放出來,列車啟動(dòng)、站臺(tái)開關(guān)門、列車折返等作業(yè)仍需司機(jī)手動(dòng)完成,對(duì)列車運(yùn)行效率造成了一定的影響。為人工完成上述作業(yè),國內(nèi)地鐵線路較多采用雙司機(jī)制,主司機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行或監(jiān)視列車駕駛,副司機(jī)負(fù)責(zé)瞭望和停站作業(yè)時(shí)保障乘客上下車安全,雙司機(jī)制極大地提高了地鐵線路的運(yùn)營成本和人員培訓(xùn)成本。
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)問題是如何提供一種列車無人駕駛系統(tǒng)和方法,用以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的精確控制,提高列車安全性,降低駕駛員的工作強(qiáng)度。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種列車無人駕駛系統(tǒng),包括傳感器,用于檢測(cè)列車的狀態(tài)信息,并將所述狀態(tài)信息發(fā)送給列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng);和所述傳感器連接的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),用于對(duì)所述狀態(tài)信息進(jìn)行分析并向列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)送控制指令;和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的車載記錄系統(tǒng),用于記錄所述狀態(tài)信息;和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng),用于根據(jù)所述控制指令控制列車按照設(shè)定程序運(yùn)行;和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的人機(jī)交互系統(tǒng),用于顯示列車運(yùn)行狀態(tài)信息,并根據(jù)人機(jī)交互信息控制列車。一種列車無人駕駛方法,其特征是,該方法包括以下步驟S1:所述傳感器測(cè)量列車的狀態(tài)信息,將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng);S2 :所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述車載記錄系統(tǒng);S3:所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)對(duì)所述狀態(tài)信息進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制,所述人機(jī)交互系統(tǒng)顯示列車的所述狀態(tài)信息。所述步驟S3具體為當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),啟動(dòng)所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制a、列車速度為零,列車車門關(guān)閉且閉鎖;b、列車當(dāng)前處于手動(dòng)駕駛模式;c、列車的所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)無故障;d、列車當(dāng)前的設(shè)置允許所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),列車立即實(shí)施緊急制動(dòng),故障排除前人機(jī)交互系統(tǒng)持續(xù)顯示故障信息,故障排除后緊急制動(dòng)緩解,緊急制動(dòng)緩解后,在所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)滿足啟動(dòng)條件時(shí),所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)再次啟動(dòng)a、列車移動(dòng)授權(quán)回撤山、列車在站臺(tái)區(qū)域收到站臺(tái)屏蔽門打開或緊急停車按鈕按下。所述步驟S3還包括當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下任一條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)立即退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)中斷所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車的自動(dòng)控制山、所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)或所述傳感器出現(xiàn)故障;c、列車車門無法正常關(guān)閉;d、列車當(dāng)前的設(shè)置不允許所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;e、列車系統(tǒng)向列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)匯報(bào)列車無法繼續(xù)行駛的故障;f、站臺(tái)停車精度無法滿足列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制的要求;g、當(dāng)天列車運(yùn)營任務(wù)全部結(jié)束;當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車折返前退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、列車尾端的駕駛模式不是無人駕駛山、列車尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)或列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)設(shè)備故障;c、列車尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)與列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通信故障;當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車下一站退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、與自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)通信故障;b、停車位置偏差過大。所述步驟S3還包括通過所述狀態(tài)信息判斷列車的位置,當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車停在指定乘客乘降位置,經(jīng)過Tl秒后列車門打開,在所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車啟動(dòng)的前T2秒車門關(guān)閉,所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)自動(dòng)控制列車駛出車站并使列車以設(shè)定速度行駛。所述步驟S3還包括列車行駛至折返位置停穩(wěn)后進(jìn)行折返換端操作,換端前的列車首端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將列車運(yùn)行狀態(tài)信息通過列車首尾通信移交至列車尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),所述尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)在接收到移交信息后完成列車控制權(quán)的交接,在獲得移動(dòng)授權(quán)后,若滿足啟動(dòng)條件,則控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)啟動(dòng)并駛出折返位置。列車停在所述指定乘客乘降位置的時(shí)刻和所述列車駛出車站的時(shí)刻之間為設(shè)定時(shí)間。所述進(jìn)站位置和所述指定乘客乘降位置之間設(shè)定有至少一個(gè)位置參考點(diǎn),所述位置參考點(diǎn)用于所述列車自動(dòng)駕駛系控制列車速度。
當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車停在指定乘客乘降位置具體為當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)查詢當(dāng)前車站的進(jìn)站位置和指定乘客乘降位置之間的距離,并檢測(cè)列車當(dāng)前速度,按設(shè)定加速度使所述列車當(dāng)前速度在所述指定乘客乘降位置為零。所述指定乘客乘降位置和列車的實(shí)際停止位置之間的距離大于設(shè)定距離時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)自動(dòng)控制列車重新進(jìn)入所述指定乘客乘降位置,直到所述指定乘客乘降位置和列車的停止位置之間的距離小于設(shè)定距離。(三)有益效果本發(fā)明的無人駕駛系統(tǒng)根據(jù)傳感器檢測(cè)的列車狀態(tài)信息,能夠?qū)崟r(shí)反映列車的運(yùn)行狀態(tài),能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)列車的隱形故障,對(duì)隱形故障提前做出反應(yīng),針對(duì)列車的實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)故障進(jìn)行處理;車載記錄系統(tǒng)記錄列車的狀態(tài)信息,便于后續(xù)對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)的分析;通過列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)判斷列車的運(yùn)行狀況,發(fā)出控制指令控制列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;通過人機(jī)交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)駕駛員和列車的信息交互。本發(fā)明的無人駕駛系統(tǒng)可以和現(xiàn)有列車系統(tǒng)進(jìn)行控制模式轉(zhuǎn)換,增加了對(duì)列車的控制類型,增強(qiáng)了列車對(duì)路段的適應(yīng)能力;通過位置參考點(diǎn)控制列車的速度均勻減速,提高了乘客乘車的舒適性和安全性;本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車無人駕駛運(yùn)行過程的精確控制,減少了人為因素的誤操作,抗干擾性好,降低了駕駛員的工作強(qiáng)度,提高了列車運(yùn)行的安全性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了列車在運(yùn)營全過程中的全自動(dòng)駕駛,無需人工參與,乘務(wù)人員只有在設(shè)備故障或緊急災(zāi)害情況才需要對(duì)列車駕駛進(jìn)行人工干預(yù)。本發(fā)明能夠兼容有人駕駛系統(tǒng),并可實(shí)現(xiàn)無人駕駛系統(tǒng)和有人駕駛系統(tǒng)的在線切換,保證了故障情況下能夠以降級(jí)模式繼續(xù)運(yùn)行;可根據(jù)線路設(shè)備配置和當(dāng)?shù)剡\(yùn)營規(guī)定,配置故障情況下的處理自動(dòng)化程度,以適應(yīng)國內(nèi)高密度大運(yùn)量列車運(yùn)營的具體國情;能夠在保證正點(diǎn)的同時(shí),通過在線調(diào)整列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的駕駛策略,節(jié)約列車牽引消耗的能源。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是列車正線無人駕駛車載信號(hào)控制系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)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。為了實(shí)現(xiàn)列車的無人駕駛運(yùn)行,降低駕駛員的工作強(qiáng)度,本發(fā)明提出了一種列車無人駕駛系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,本發(fā)明系統(tǒng)包括(I)傳感器,用于檢測(cè)列車的狀態(tài)信息,并將所述狀態(tài)信息發(fā)送給列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng);(2)列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),和所述傳感器連接,用于對(duì)所述狀態(tài)信息進(jìn)行分析并向列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)送控制指令;和列車現(xiàn)有的列車系統(tǒng)連接,可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛模式和列車的其他控制模式轉(zhuǎn)換;
列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP)是車載系統(tǒng)的核心控制設(shè)備,ATP系統(tǒng)為列車的行車安全和列車駕駛(司機(jī)或設(shè)備自動(dòng)駕駛)提供輔助和監(jiān)督,防止由于列車敵對(duì)運(yùn)行所引起的沖撞;防止由于非正常的車門打開、列車退行等事故而使旅客發(fā)生危險(xiǎn);防止由于列車超過限制速度或者命令速度為導(dǎo)致列車發(fā)生危險(xiǎn)或?qū)€路造成損壞。在自動(dòng)控制列車的行駛中,由ATP負(fù)責(zé)控制列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)啟動(dòng),控制人機(jī)交互系統(tǒng)顯示,完成進(jìn)入和退出無人駕駛操作,完成折返和回段作業(yè)。并與地面ATP、自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)(ATS)、車輛管理系統(tǒng)進(jìn)行通信,建立移動(dòng)閉塞運(yùn)行級(jí)別;列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)還和列車的列車系統(tǒng)連接,用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的無人駕駛與列車原有控制模式的轉(zhuǎn)換或接收列車系統(tǒng)的信息;現(xiàn)有列車系統(tǒng)與本發(fā)明的列車無人駕駛系統(tǒng)的連接關(guān)系如圖2所示,圖2是列車正線無人駕駛車載信號(hào)控制系統(tǒng)架構(gòu)圖。(3)車載記錄系統(tǒng),和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接,用于通過列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)記錄傳感器檢測(cè)的所述狀態(tài)信息;車載記錄系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能是記錄傳感器數(shù)據(jù)、故障報(bào)警數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)提供給維護(hù)人員進(jìn)行后續(xù)的分析、處理。車載記錄系統(tǒng)還用于記錄列車無人駕駛過程中的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息。(4)列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng),和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接,用于根據(jù)所述控制指令控制列車按照設(shè)定程序運(yùn)行;列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)是車載系統(tǒng)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)設(shè)備,主要實(shí)現(xiàn)功能是根據(jù)當(dāng)前列車的速度、距離,考慮線路限速、ATS控制命令等信息,在ATP的防護(hù)下,控制列車安全、舒適、高效的行駛。通過與ATP共同的測(cè)速定位系統(tǒng)通信得到列車準(zhǔn)確的速度和位置。ATO對(duì)車輛輸出牽引制動(dòng)指令,控制車輛行駛。在自動(dòng)控制駕駛中,ATO實(shí)現(xiàn)列車區(qū)間運(yùn)行、停站作業(yè),出站啟動(dòng)、折返運(yùn)行的自動(dòng)化。(5)人機(jī)交互系統(tǒng),和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接,用于顯示列車運(yùn)行狀態(tài)信息,也可接收駕駛員輸入的信息;將駕駛員輸入的信息發(fā)送給列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),進(jìn)而使得列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)控制列車的運(yùn)行狀態(tài)。人機(jī)交互系統(tǒng)是所有車載設(shè)備和駕駛員之間的交互界面,它會(huì)將列車的各種關(guān)鍵運(yùn)行信息、車輛狀態(tài)、運(yùn)營信息通過顯示屏顯示給駕駛員,通過蜂鳴器提供關(guān)鍵信息提示或報(bào)警;同時(shí),會(huì)通過觸摸屏接收司機(jī)的輸入操作命令并轉(zhuǎn)發(fā)給ATP,輔助完成運(yùn)營信息輸入、時(shí)間設(shè)置、車輛日檢等功能。在無人駕駛過程中,人機(jī)交互系統(tǒng)向駕駛員提供進(jìn)入和退出無人駕駛的確認(rèn)信息,無人駕駛模式與其他模式的切換,以及建立條件不滿足或故障的提示信息。根據(jù)上述系統(tǒng)的列車無人駕駛方法包括以下步驟S1:所述傳感器測(cè)量列車的狀態(tài)信息,將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng);S2 :所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述車載記錄系統(tǒng);S3:所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)對(duì)所述狀態(tài)信息進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行控制,所述人機(jī)交互系統(tǒng)顯示列車的所述狀態(tài)信息。人機(jī)交互系統(tǒng)可在列出出現(xiàn)故障時(shí)或需要人為控制列車時(shí)中斷列車的自動(dòng)控制,由駕駛員直接控制列車。
(I)當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),啟動(dòng)所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行控制a、列車速度為零,列車車門關(guān)閉且鎖閉;b、列車當(dāng)前處于手動(dòng)駕駛模式;C、列車的所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)無故障;d、列車當(dāng)前的設(shè)置允許所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;以上條件可視實(shí)際情況增加或改變。通過一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)列車無人駕駛系統(tǒng)對(duì)列車控制具體為通過所述狀態(tài)信息判斷列車的位置,當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車停在指定乘客乘降位置,3秒后列車門打開,在所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車啟動(dòng)的前3秒車門關(guān)閉,所述車門打開和所述車門關(guān)閉通過鈴聲提醒,若傳感器檢測(cè)到車門打開或車門關(guān)閉時(shí)出現(xiàn)故障,則通過列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將故障信息發(fā)送給人機(jī)交互系統(tǒng),通知駕駛員進(jìn)行檢查。所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車駛出車站并使列車以設(shè)定速度行駛。所述進(jìn)站位置和所述指定乘客乘降位置之間為設(shè)定距離,因?qū)嶋H中各個(gè)車站的進(jìn)站線路角度、站臺(tái)長度或其他條件不同,進(jìn)站位置和指定乘客乘降位置需要根據(jù)具體情況設(shè)定,兩者之間的距離也就不同。所述列車停在指定乘客乘降位置和所述列車駛出車站之間為設(shè)定時(shí)間,車站的客流量具有不確定性,因此列車的停車時(shí)間需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。所述進(jìn)站位置和所述指定乘客乘降位置之間有至少一個(gè)位置參考點(diǎn),用于所述列車自動(dòng)駕駛系控制列車速度,以保證乘客的乘車安全和乘車舒適性。當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)查詢當(dāng)前車站的進(jìn)站位置和出站位置之間的距離,并檢測(cè)列車當(dāng)前速度,按設(shè)定加速度使所述列車當(dāng)前速度在所述指定乘客乘降位置為零。為保證行車安全及乘客安全,加速度一般設(shè)定為勻速遞減的模式,也可根據(jù)實(shí)際情況由列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)自行設(shè)定。所述指定乘客乘降位置和列車的實(shí)際停止位置之間的距離大于設(shè)定距離時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車重新進(jìn)入所述指定乘客乘降位置,直到所述指定乘客乘降位置和列車的停止位置之間的距離小于設(shè)定距離。當(dāng)重新進(jìn)入出站位置超過3次列車仍然沒有停在設(shè)定距離內(nèi)時(shí),通過人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員手動(dòng)駕駛列車至乘客乘降位置停車。(2)當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下任一條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)立即退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)中斷所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車的自動(dòng)控制;b、所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)或所述傳感器出現(xiàn)故障;C、列車車門未正常關(guān)閉;d、列車當(dāng)前的設(shè)置不允許所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;e、列車系統(tǒng)向列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)匯報(bào)列車無法繼續(xù)行駛的故障;f、站臺(tái)停車精度無法滿足列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制的要求;g、當(dāng)天列車運(yùn)營任務(wù)全部結(jié)束。以上條件可視實(shí)際情況增加或改變。以下通過兩種情況進(jìn)行說明a.列車回段退出無人駕駛模式在列車回段轉(zhuǎn)換軌停穩(wěn),ATP控制人機(jī)交互系統(tǒng)提示司機(jī)確認(rèn)退出無人駕駛并回段,待確認(rèn)后,由駕駛員人工駕駛列車回段。
b.故障退出無人駕駛模式因故障需要退出無人駕駛模式時(shí),ATP控制人機(jī)交互系統(tǒng)顯示“確認(rèn)無人駕駛退出”的提示信息,并顯示導(dǎo)致無人駕駛模式退出的故障原因,同時(shí)等待司機(jī)按下確認(rèn)按鈕。司機(jī)按下確認(rèn)按鈕后,系統(tǒng)退出無人駕駛模式,轉(zhuǎn)為有人駕駛。根據(jù)故障類型,部分情況下需要實(shí)施緊急制動(dòng),部分情況下退出無人駕駛模式后需要重新建立移動(dòng)閉塞運(yùn)行級(jí)別。因任何原因退出無人駕駛模式時(shí),車載記錄系統(tǒng)將退出的時(shí)間和原因記錄在非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)上。(3)出現(xiàn)下列故障(可根據(jù)運(yùn)營需求進(jìn)行配置)之一時(shí),繼續(xù)維持在無人駕駛模式運(yùn)行,ATP立即實(shí)施緊急制動(dòng),故障排除前人機(jī)交互系統(tǒng)持續(xù)顯示故障信息,故障排除后緊急制動(dòng)緩解,緊急制動(dòng)緩解后,在ATO滿足啟動(dòng)條件時(shí),ATP控制ATO重新啟動(dòng)1.列車移動(dòng)授權(quán)回撤;2.列車在站臺(tái)區(qū)域收到站臺(tái)屏蔽門打開或緊急停車按鈕按下的狀態(tài);出現(xiàn)下列故障(可根據(jù)運(yùn)營需求進(jìn)行配置)之一時(shí),維持無人駕駛模式運(yùn)行到折返位置停穩(wěn)后,不進(jìn)行折返,提示退出無人駕駛模式,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員,退出無人駕駛模式后轉(zhuǎn)為手動(dòng)駕駛。若退出無人駕駛模式前故障修復(fù),則繼續(xù)維持無人駕駛模式運(yùn)行,可以進(jìn)行折返換端1.列車尾端的預(yù)設(shè)駕駛模式不是無人駕駛; 2.列車尾端ATP或ATO設(shè)備故障;3.列車尾端ATP與ATO通信故障;出現(xiàn)下列故障(可根據(jù)運(yùn)營需求進(jìn)行配置)之一時(shí),維持無人駕駛模式運(yùn)行到下一運(yùn)營站臺(tái)或折返位置停穩(wěn)后,提示退出無人駕駛模式并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員,退出無人駕駛模式后轉(zhuǎn)為手動(dòng)駕駛。若退出無人駕駛模式前故障修復(fù),則繼續(xù)維持無人駕駛模式運(yùn)行1.與ATS通信故障。出現(xiàn)下列故障(可根據(jù)運(yùn)營需求進(jìn)行配置)之一時(shí),需立即提示退出無人駕駛模式,退出無人駕駛模式后轉(zhuǎn)為手動(dòng)駕駛2.停車位置偏差過大。出現(xiàn)下列故障(可根據(jù)運(yùn)營需求進(jìn)行配置)之一時(shí),需立即實(shí)施緊急制動(dòng),列車停穩(wěn)后需立即提示退出無人駕駛模式,退出無人駕駛模式后轉(zhuǎn)為手動(dòng)駕駛,退出無人駕駛模式前緊急制動(dòng)不能緩解1. ATO施加牽引力/制動(dòng)力異常或與車輛管理系統(tǒng)通信故障;2.首尾設(shè)備通信故障;3.首端ATO設(shè)備故障;4.首端ATP與ATO間通信故障;實(shí)際中還存在如下情況無人駕駛模式下的列車折返設(shè)備以無人駕駛模式控制列車行駛至折返位置停穩(wěn),若不存在需要退出無人駕駛模式的故障,則進(jìn)行折返換端操作,換端前的首端ATP將列車運(yùn)行狀態(tài)信息通過首尾通信移交至尾端,尾端在接收到移交信息后,首尾完成列車控制權(quán)的交接,在獲得移動(dòng)授權(quán)后,右ΑΤΟ 兩足啟動(dòng)條件,則控制ATO啟動(dòng)并駛出折返位直。無人駕駛模式下的通信狀態(tài)監(jiān)督自動(dòng)控制折返模式下,ATP需要與ATS、地面ATP、車輛管理系統(tǒng)持續(xù)保持通信狀態(tài),以接收運(yùn)行調(diào)度、移動(dòng)授權(quán)、牽引制動(dòng)施加狀態(tài)等關(guān)鍵運(yùn)行信息。若出現(xiàn)通信超時(shí)、通信報(bào)文無效等通信故障,則退出無人駕駛模式。同時(shí)ATP向ATS、地面ATP、車輛管理系統(tǒng)持續(xù)匯報(bào)無人駕駛模式的狀態(tài)信息。無人駕駛模式下的自動(dòng)發(fā)車無人駕駛模式下,ATO判斷停站時(shí)間結(jié)束等非安全的發(fā)車條件,ATP判斷移動(dòng)授權(quán)、站臺(tái)屏蔽門關(guān)閉等安全的發(fā)車條件,當(dāng)ATP、ATO的發(fā)車條件全部滿足時(shí),由ATP向ATO發(fā)送發(fā)車命令,由ATO控制列車自動(dòng)發(fā)車。
無人駕駛模式下的精確停車無人駕駛模式下,ATO保證在進(jìn)站停車、折返、回段時(shí)的精確停車,從而確保停站作業(yè)、折返作業(yè)、回段作業(yè)的正常進(jìn)行。若因意外情況致使列車沒有精確停車,ATO控制列車以較低速度(例如5km/h)再次嘗試精確停車,若仍然無法停準(zhǔn),則向ATP匯報(bào)“精確停車位置偏差過大”故障,并通過人機(jī)交互系統(tǒng)告知駕駛員進(jìn)行手動(dòng)停車。根據(jù)實(shí)際線路運(yùn)行情況調(diào)整無人駕駛模式的自動(dòng)化程度無人駕駛模式的建立條件和故障判斷條件可根據(jù)實(shí)際線路運(yùn)行情況進(jìn)行配置,以滿足不同線路對(duì)于設(shè)備配置和自動(dòng)化程度的不同需要。例如,配置無人駕駛模式的建立條件和故障判斷條件為不檢查首尾端開關(guān)門方式,則在實(shí)際運(yùn)營中可將開關(guān)門方式設(shè)為“手動(dòng)開門且手動(dòng)關(guān)門”或“自動(dòng)開門且手動(dòng)關(guān)門”,以滿足大運(yùn)量線路停站期間乘客上下較多,人工控制關(guān)門時(shí)間以確保乘客上下車安全的需要。例如,配置無人駕駛模式的建立條件和故障判斷條件為不檢查ATO啟動(dòng)條件,同時(shí)ATP不控制ATO啟動(dòng),則在實(shí)際運(yùn)營中仍由司機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)ΑΤ0,以滿足非完全封閉線路確保出站安全、通過人工延長停站時(shí)間調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃等需要。例如,配置無人駕駛模式的建立條件和故障判斷條件為不檢查與ATS狀態(tài),則在實(shí)際運(yùn)營中允許ATS無需與車載設(shè)備保持通信,車載設(shè)備在未與ATS通信時(shí),以之前獲得的最新運(yùn)行計(jì)劃駕駛列車,結(jié)合人工延長停站時(shí)間調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃,降低了對(duì)通信實(shí)時(shí)性的要求,以滿足部分線路降低投入成本或分段開通的需要。本發(fā)明有如下優(yōu)勢(shì)1.本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了列車在運(yùn)營全過程中的全自動(dòng)駕駛,無需人工參與,乘務(wù)人員只有在設(shè)備故障或緊急災(zāi)害情況才需要對(duì)列車駕駛進(jìn)行人工干預(yù)。同時(shí)兼容列車的既有設(shè)備的有人手動(dòng)駕駛和有人自動(dòng)駕駛模式,正線運(yùn)營期間,可在無人駕駛模式與其他駕駛模式之間快速切換,保證了故障情況下能夠以降級(jí)模式繼續(xù)運(yùn)行;2.部分無人駕駛建立和故障判斷條件可裁剪,用于調(diào)節(jié)無人駕駛的自動(dòng)化水平和對(duì)線路設(shè)備配置的要求,以滿足國內(nèi)高密度大運(yùn)量列車運(yùn)營的實(shí)際線路運(yùn)營的需要。3.舒適、高效、節(jié)能,可根據(jù)ATS提供的線路實(shí)際運(yùn)行情況實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)區(qū)間行駛策略,在保證正點(diǎn)率的前提下,最大程度利用惰行節(jié)能的特性,同時(shí)提高乘客舒適度。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明,而并非對(duì)本發(fā)明的限制,有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,還可以做出各種變化和變型,因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇,本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種列車無人駕駛系統(tǒng),包括傳感器,用于檢測(cè)列車的狀態(tài)信息,并將所述狀態(tài)信息發(fā)送給列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng);和所述傳感器連接的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),用于對(duì)所述狀態(tài)信息進(jìn)行分析并向列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)發(fā)送控制指令;和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的車載記錄系統(tǒng),用于記錄所述狀態(tài)信息;和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng),用于根據(jù)所述控制指令控制列車按照設(shè)定程序運(yùn)行;和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的人機(jī)交互系統(tǒng),用于顯示列車運(yùn)行狀態(tài)信息,并根據(jù)人機(jī)交互信息控制列車。
2.一種利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的列車無人駕駛方法,其特征是,該方法包括以下步驟S1:所述傳感器測(cè)量列車的狀態(tài)信息,將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述列車自動(dòng)防護(hù)系S2:所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述車載記錄系統(tǒng);S3:所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)對(duì)所述狀態(tài)信息進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制,所述人機(jī)交互系統(tǒng)顯示列車的所述狀態(tài)信息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述步驟S3具體為當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),啟動(dòng)所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制a、列車速度為零,列車車門關(guān)閉且閉鎖;b、列車當(dāng)前處于手動(dòng)駕駛模式;c、列車的所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)無故障;d、列車當(dāng)前的設(shè)置允許所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),列車立即實(shí)施緊急制動(dòng),故障排除前人機(jī)交互系統(tǒng)持續(xù)顯示故障信息,故障排除后緊急制動(dòng)緩解,緊急制動(dòng)緩解后,在所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)滿足啟動(dòng)條件時(shí),所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)再次啟動(dòng)a、列車移動(dòng)授權(quán)回撤山、列車在站臺(tái)區(qū)域收到站臺(tái)屏蔽門打開或緊急停車按鈕按下。
4.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述步驟S3還包括當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下任一條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)立即退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)中斷所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)列車的自動(dòng)控制;b、所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)或所述傳感器出現(xiàn)故障;c、列車車門無法正常關(guān)閉;d、列車當(dāng)前的設(shè)置不允許所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制;e、列車系統(tǒng)向列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)匯報(bào)列車無法繼續(xù)行駛的故障;f、站臺(tái)停車精度無法滿足列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)控制的要求;g、當(dāng)天列車運(yùn)營任務(wù)全部結(jié)束; 當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車折返前退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、列車尾端的駕駛模式不是無人駕駛;b、列車尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)或列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)設(shè)備故障;c、列車尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)與列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通信故障;當(dāng)所述狀態(tài)信息滿足以下條件時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車下一站退出對(duì)列車的自動(dòng)控制,并通過所述人機(jī)交互系統(tǒng)通知駕駛員a、與自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)通信故障;b、 停車位置偏差過大。
5.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述步驟S3還包括通過所述狀態(tài)信息判斷列車的位置,當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車停在指定乘客乘降位置,經(jīng)過Tl秒后列車門打開,在所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車啟動(dòng)的前T2秒車門關(guān)閉,所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)自動(dòng)控制列車駛出車站并使列車以設(shè)定速度行駛。
6.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述步驟S3還包括列車行駛至折返位置停穩(wěn)后進(jìn)行折返換端操作,換端前的列車首端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將列車運(yùn)行狀態(tài)信息通過列車首尾通信移交至列車尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),所述尾端的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)在接收到移交信息后完成列車控制權(quán)的交接,在獲得移動(dòng)授權(quán)后,若滿足啟動(dòng)條件,則控制所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)啟動(dòng)并駛出折返位置。
7.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征是,列車停在所述指定乘客乘降位置的時(shí)刻和所述列車駛出車站的時(shí)刻之間為設(shè)定時(shí)間。
8.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征是,所述進(jìn)站位置和所述指定乘客乘降位置之間設(shè)定有至少一個(gè)位置參考點(diǎn),所述位置參考點(diǎn)用于所述列車自動(dòng)駕駛系控制列車速度。
9.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征是,當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制列車停在指定乘客乘降位置具體為當(dāng)列車經(jīng)過進(jìn)站位置時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)查詢當(dāng)前車站的進(jìn)站位置和指定乘客乘降位置之間的距離,并檢測(cè)列車當(dāng)前速度,按設(shè)定加速度使所述列車當(dāng)前速度在所述指定乘客乘降位置為零。
10.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征是,所述指定乘客乘降位置和列車的實(shí)際停止位置之間的距離大于設(shè)定距離時(shí),所述列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)自動(dòng)控制列車重新進(jìn)入所述指定乘客乘降位置,直到所述指定乘客乘降位置和列車的停止位置之間的距離小于設(shè)定距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了交通控制領(lǐng)域中的一種列車無人駕駛系統(tǒng)及方法。本發(fā)明包括傳感器、和所述傳感器連接的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)、和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的車載記錄系統(tǒng)、和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng),以及和所述列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)連接的人機(jī)交互系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車無人駕駛運(yùn)行過程的精確控制,減少了人為因素的誤操作,抗干擾性好,降低了駕駛員的工作強(qiáng)度,提高了列車運(yùn)行的安全性;縮短了列車的發(fā)車間隔,提高了列車線路的運(yùn)行效率。
文檔編號(hào)B61C17/12GK103010230SQ20121057687
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者牛英明, 肖驍, 寶曉光, 婁玥童 申請(qǐng)人:北京交控科技有限公司