本發(fā)明涉及自動駕駛，更具體的說，涉及一種面向虛擬聯(lián)掛的電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組運(yùn)行速度的安全防護(hù)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市交通擁堵問題日益突出，多種公共交通解決方案被提出，包括地鐵、brt(快速公交系統(tǒng))、輕軌和電子導(dǎo)向膠輪列車等。其中以電子導(dǎo)向膠輪列車為核心運(yùn)載工具的智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、基礎(chǔ)設(shè)施投資小、城市適應(yīng)性高、綜合運(yùn)力強(qiáng)等優(yōu)勢特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景。

2、虛擬聯(lián)掛的電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組，通過多個獨(dú)立的電子導(dǎo)向膠輪列車形成聯(lián)掛編組，編組內(nèi)部的電子導(dǎo)向膠輪列車之間通過無線車車通信交互車輛性能和狀態(tài)信息，在協(xié)同規(guī)劃與控制策略下實(shí)現(xiàn)如同機(jī)械耦合地近間隔運(yùn)行。

3、電子導(dǎo)向膠輪列車運(yùn)行速度的安全防護(hù)對安全行駛有著重要的作用。電子導(dǎo)向膠輪列車在編組運(yùn)行時，車輛追蹤間距較小，對行駛的安全性形成了更大的挑戰(zhàn)。

4、因此，目前亟需一種面向虛擬聯(lián)掛的電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組運(yùn)行速度的安全防護(hù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種面向虛擬聯(lián)掛的電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組運(yùn)行速度的安全防護(hù)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏虛擬聯(lián)掛的電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組的行駛安全的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組運(yùn)行速度的安全防護(hù)方法，包括以下步驟：

3、步驟s1、建立列車安全制動模型，所述列車安全制動模型為安全制動曲線，所述安全制動曲線包括緊急制動曲線；

4、步驟s2、基于列車安全制動模型，分別計算電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組中領(lǐng)航車和跟隨車的緊急制動介入/觸發(fā)速度；

5、步驟s3、調(diào)整電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組中前后車的行駛速度，滿足對應(yīng)的緊急制動介入/觸發(fā)速度要求。

6、在一實(shí)施例中，所述緊急制動曲線，包括以下階段：

7、a段，即控制設(shè)備響應(yīng)階段；

8、b段，即牽引切除階段；

9、c段，即惰行階段；

10、d段，即緊急制動建立階段；

11、e段，即完全緊急制動階段。

12、在一實(shí)施例中，所述基于列車安全制動模型，計算電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組中領(lǐng)航車的緊急制動介入/觸發(fā)速度，進(jìn)一步包括：

13、基于前方目標(biāo)停車點(diǎn)，以車輛在啟動緊急制動后最長緊急制動行駛距離能達(dá)到的最遠(yuǎn)停車點(diǎn)不越過目標(biāo)停車點(diǎn)為約束條件，計算第一最大當(dāng)前速度；

14、基于頂棚速度，以車輛在啟動緊急制動后最長緊急制動行駛距離能達(dá)到的最大速度不大于頂棚速度為約束條件，計算第二最大當(dāng)前速度；

15、取第一最大當(dāng)前速度與第二最大當(dāng)前速度中的最小值，作為領(lǐng)航車的緊急制動介入/觸發(fā)速度。

16、在一實(shí)施例中，所述基于列車安全制動模型，計算電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組中跟隨車的緊急制動介入/觸發(fā)速度，進(jìn)一步包括：

17、基于前方目標(biāo)停車點(diǎn)，以車輛在啟動緊急制動后最長緊急制動行駛距離能達(dá)到的最遠(yuǎn)停車點(diǎn)不越過目標(biāo)停車點(diǎn)為約束條件，計算第一最大當(dāng)前速度；

18、基于頂棚速度，以車輛在啟動緊急制動后最長緊急制動行駛距離能達(dá)到的最大速度不大于頂棚速度為約束條件，計算第二最大當(dāng)前速度；

19、基于相對制動距離模型，以車輛在啟動緊急制動后最長緊急制動行駛距離停車終點(diǎn)不越過前車尾部為約束條件，計算第三最大當(dāng)前速度；

20、取第一最大當(dāng)前速度、第二最大當(dāng)前速度、第三最大當(dāng)前速度的最小值，作為跟隨車的緊急制動介入/觸發(fā)速度。

21、在一實(shí)施例中，所述最長緊急制動行駛距離，進(jìn)一步通過以下步驟計算：

22、采用修正系數(shù)λb和相對誤差δb對車輛基本阻力加速度ab進(jìn)行修正；

23、在ab段采用車輛最大牽引加速度atm的相對誤差上限+δatm，計算車輛最長緊急制動行駛距離；

24、在de段分別采用車輛緊急制動建立時間內(nèi)的當(dāng)量加速度abb、車輛緊急制動滿量加速度abm的相對誤差下限-δbm，計算車輛最長緊急制動行駛距離；

25、車輛在指定安全功能失效時，車輛緊急制動建立時間內(nèi)的當(dāng)量加速度abb、車輛緊急制動滿量加速度abm衰減為原來的β。

26、在一實(shí)施例中，所述第一最大當(dāng)前速度，對應(yīng)的表達(dá)式為：

27、

28、其中，δvm為車輛測速相對誤差上限；

29、δsm為車輛位置測量絕對誤差上限；

30、sc為車輛檢測到當(dāng)前與前方目標(biāo)停車點(diǎn)的距離；

31、p0、p1、p2為緊急制動曲線的第一加速度參數(shù)、第二加速度參數(shù)和第三加速度參數(shù)。

32、在一實(shí)施例中，所述頂棚速度為最小的安全速度限制值，取車輛自身結(jié)構(gòu)限速、車輛故障情況下限制速度、線路靜態(tài)限制速度、線路臨時限制速度、授權(quán)移動范圍內(nèi)危險點(diǎn)對應(yīng)的限制速度的最小值。

33、在一實(shí)施例中，所述第二最大當(dāng)前速度，滿足以下約束條件：

34、在上坡或平坡行駛場景下，c段的初始車速均不高于最小的安全速度限制值；

35、在下坡行駛場景下，d段的車速在緊急制動力與彎道阻力和坡道阻力的合力相等時達(dá)到最大，車輛做近似勻加加速運(yùn)動。

36、在一實(shí)施例中，所述第二最大當(dāng)前速度，對應(yīng)的表達(dá)式為：

37、

38、其中，δvm為車輛測速相對誤差上限；

39、vlim為最小的安全速度限制值；

40、atm為車輛最大牽引加速度；

41、aα為坡道阻力加速度；

42、aρ為道路彎曲阻力加速度；

43、ttrm為車輛牽引切除時間；

44、trsp為車輛vobc(vehicle?on-board?controller，車載控制器)的最大響應(yīng)時間；

45、γa為沖擊率；

46、tidl為車輛惰行時間。

47、δatm為atm的最相對誤差上限。

48、在一實(shí)施例中，所述相對制動距離模型，進(jìn)一步包括：

49、計算前車最短緊急制動行駛距離；

50、計算前車最長緊急制動行駛距離。

51、在一實(shí)施例中，所述計算前車最短緊急制動行駛距離，進(jìn)一步包括：

52、基于前車當(dāng)前車速按列車安全制動模型中的de段計算前車的最短緊急制動行駛距離；

53、前車在d段的起始位置通過當(dāng)前制動氣壓值pfr、空載緊急制動最大氣壓值pem_fr進(jìn)行估算；

54、前車在d段做近似勻加加速運(yùn)動；

55、在d段，基于前車當(dāng)前速度vfr的相對誤差δv_fr，采用vfr的相對誤差下限-δvm_fr，計算車輛的最短緊急制動距離；

56、在de段，基于前車緊急制動加速度abb_fr、abm_fr的相對誤差δb_fr，分別采用abb_fr、abm_fr的相對誤差上限+δbm_fr，計算車輛的最短緊急制動距離。

57、在一實(shí)施例中，所述第三最大當(dāng)前速度，對應(yīng)的表達(dá)式為：

58、

59、其中，tcdm為最大車車通信延遲；

60、sm0為跟隨車與前車的靜態(tài)安全距離；

61、dcm為當(dāng)前跟隨車與前車的測量間距；

62、sem_fr為前車緊急制動行駛距離；

63、p0、p1、p2為緊急制動曲線的第一加速度參數(shù)、第二加速度參數(shù)和第三加速度參數(shù)。

64、本發(fā)明提供一種電子導(dǎo)向膠輪列車靜態(tài)編組運(yùn)行速度的安全防護(hù)方法，考慮領(lǐng)航車與跟隨車的緊急制動介入/觸發(fā)(emergency?brake?intervention，ebi)速度的安全防護(hù)，使電子導(dǎo)向膠輪列車前后車在虛擬聯(lián)掛協(xié)同控制運(yùn)行過程中的行駛速度低于ebi速度，前后車的行駛速度維持在安全速度內(nèi)，避免車輛發(fā)生碰撞，保證行車的安全性。