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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING TRAIN USING TRAIN CONTROL SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/137826
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for controlling a train using a train control system comprises the following steps: obtaining fitting parameters according to train drive related factors (101) which are represented as parameters or coefficients related to a train drive process; acquiring train control data according to the fitting parameters and the factors (102). The method controls the train in a simple manner and prevents the train from being out of control. A device for controlling a train is also provided.

Inventors:
CHEN, Kai (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
陈凯 (中国广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼, Guangdong 9, 518129, CN)
Application Number:
CN2011/074682
Publication Date:
November 10, 2011
Filing Date:
May 26, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
华为技术有限公司 (中国广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼, Guangdong 9, 518129, CN)
CHEN, Kai (Huawei Administration Building, Bantian Longgan, Shenzhen Guangdong 9, 518129, CN)
International Classes:
B61L27/00
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Claims:
权利要求

1、 一种列控系统的控车方法, 其特征在于, 包括:

根据列车行驶相关因子获取拟合参数, 所述列车行驶相关因子为: 与列 车行驶过程相关的参数或系数;

根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获取控车数据。

2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述根据列车行驶相关因 子获取拟合参数包括: 根据所述列车行驶相关因子中的列车回转质量系数和 重力加速度获取的第一拟合参数。

3、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述根据列车行驶相关因 子中的列车回转质量系数和重力加速度获取的第一拟合参数具体为:

l + r

u = - g * 10— 3

其中, u代表第一拟合参数, r代表列车回转质量系数, g代表重力加速 度。

4、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述根据列车行驶相关因 子获取拟合参数包括: 根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第二列车类型 相关系数, 第一列车类型速度相关系数以及所述第一拟合参数获取的第二拟 合参数。

5、 根据权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 所述根据列车行驶相关因 子中的第一、 第二列车类型相关系数, 第一列车类型速度相关系数以及所述 第一拟合参数获取第二拟合参数具体为:

b + ku

P =

a

其中, p代表第二拟合参数, u代表第一拟合参数, a代表第一列车类型 相关系数, b代表第二列车类型相关系数, k代表第一列车类型速度相关系数。

6、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述根据列车行驶相关因 子获取拟合参数包括: 根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第三列车类型相关系数, 坡度千 分数、 第二列车类型速度相关系数, 轨道阻力其它因素系数以及所述第一拟 合参数获取第三拟合参数。

7、 根据权利要求 6所述的方法, 其特征在于, 所述根据列车行驶相关因 子中的第一、 第三列车类型相关系数, 坡度千分数、 第二列车类型速度相关 系数, 轨道阻力其它因素系数 X以及所述第一拟合参数获取第三拟合参数具 体为: q

a

其中, q代表第三拟合参数, a代表第一列车类型相关系数, c代表第三 列车类型相关系数, z代表坡度千分数, 1代表第二列车类型速度相关系数, u 代表第一拟合参数, X代表轨道阻力其它因素系数。

8、 根据权利要求 6所述的方法, 其特征在于, 所述坡度千分数包括如下 其一:

根据至少一条路段长度, 以及对应所述至少一条路段长度的坡度千分数 获取的坡度千分数期望值;

根据路段数量和对应其中每个路段的坡度千分数获取的坡度千分数均 值;

根据每个路段的坡度千分数获取的坡度千分数最大值。

9、 根据权利要求 6所述的方法, 其特征在于, 所述轨道阻力因素系数包 括如下其一:

根据至少一条路段长度, 以及对应所述至少一条路段长度的轨道阻力其 它因素系数获取的轨道阻力其它因素系数期望值;

根据路段数量和对应其中每个路段的轨道阻力其它因素系数获取的轨道 阻力其它因素系数均值;

根据每个路段的轨道阻力其它因素系数获取的轨道阻力其它因素系数最 大值。

10、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 当控车数据为限制数据 时, 所述根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获取控车数据包括: 根据所述列车行驶相关因子中的制动距离、 行车许可终点速度和第一列 车类型相关系数, 以及所述拟合参数中的第一拟合参数, 第二拟合参数, 第 三拟合参数通过收敛算法获取限制速度。

11、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 当所述控车数据为制动 距离时, 所述根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获取控车数据包括: 根据所述列车行驶相关因子中的行车起始速度、 行车许可终点速度和第一列 车类型相关系数, 以及拟合参数中的第一拟合参数, 第二拟合参数, 第三拟 合参数利用控车曲线拟合函数获取制动距离。

12、 根据权利要求 10所述的方法, 其特征在于, 所述列控系统的控车曲 线拟合函数为:

其中, s代表制动距离, "代表行车起始速度, 代表行车许可终点速 度, a代表第一列车类型相关系数, u代表第一拟合参数, p代表第二拟合参 数, q代表第三拟合参数。

13、 一种列控系统的控车装置, 其特征在于, 包括:

参数获取单元, 用于根据列车行驶相关因子获取拟合参数, 所述列车行 驶相关因子为: 与列车行驶过程相关的参数或系数;

数据获取单元, 用于根据所述参数获取单元获取的拟合参数和所述列车 行驶相关因子获取控车数据。

14、根据权利要求 13所述的装置,其特征在于, 所述参数获取单元包括: 系数和重力加速度获取的第一拟合参数;

第二参数获取模块, 用于根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第二列 车类型相关系数, 第一列车类型速度相关系数以及所述第一拟合参数获取的 第二拟合参数;

第三参数获取模块, 用于根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第三列 车类型相关系数, 坡度千分数、 第二列车类型速度相关系数, 轨道阻力因素 系数以及所述第一拟合参数获取第三拟合参数。

15、根据权利要求 13所述的装置,其特征在于, 所述数据获取单元包括: 速度获取模块, 用于根据所述列车行驶相关因子中的制动距离、 行车许 可终点速度和第一列车类型相关系数, 以及所述拟合参数中的第一拟合参数, 第二拟合参数, 第三拟合参数通过收敛算法获取限制速度; 和 /或

车许可终点速度和第一列车类型相关系数, 以及拟合参数中的第一拟合参数, 第二拟合参数, 第三拟合参数利用控车曲线拟合函数获取制动距离。

Description:
列控系统的控车方法及装置 本申请要求于 2010年 9月 10 日 提交中 国 专利局、 申请号为 201010282737. 9 , 发明名称为 "列控系统的控车方法及装置" 的中国专利申 请的优先权, 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及列控技术, 尤其涉及一种列控系统的控车方法及装置。

背景技术

在 CTCS ( Chinese Train Control System, 中国列车运行控制系统) -3级 列控系统中, 由 ATP ( Automatic Train Protection, 列车自动保护)子系统对 列车的行驶速度进行监控, ATP子系统通过最限制速度曲线上的限制速度来 监控列车运行, 根据限制速度判断列车当前行驶速度是否超速 , 若超速则进 行超速防护。

在现有技术中, 主要釆用的方法为: 反复根据 4个公式进行计算获得速 度曲线, 并根据该速度曲线中的限制速度控制车速。

但在实现根据上述速度曲线中的限制速度控制 车速的过程中, 现有技术 中至少存在如下问题:

该方法中含有很多复杂的浮点数计算, 并且该方案是按照匀减速运动进 行计算, 容易累积误差, 进而导致列车失控。

发明内容

本发明提供了一种列控系统的控车方法及装置 , 可以降低获取限制速度 等控车数据方法的难度, 提高列控系统的控车能力。

为达到上述目的, 本发明的一方面, 提供了一种列控系统的控车方法, 包括:

根据列车行驶相关因子获取拟合参数, 所述列车行驶相关因子为: 与列 车行驶过程相关的参数或系数;

根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获 取控车数据。 本发明的另一方面, 提供了一种列控系统的控车装置, 包括: 参数获取单元, 用于根据列车行驶相关因子获取拟合参数, 所述列车行 驶相关因子为: 与列车行驶过程相关的参数或系数;

数据获取单元, 用于根据所述参数获取单元获取的拟合参数和 所述列车 行驶相关因子获取控车数据。

本发明实施例的技术方案具有如下有益效果: 釆用根据拟合参数和列车 行驶相关因子获取控车数据的方法, 可避免复杂的浮点数运算, 不仅可降低 对列控系统的设备要求, 而且还可提高获取控车数据的效率, 故而降低了列 车失控的危险, 改善了列控系统的控车能力; 并且在方案中无需反复使用过 多的公式进行计算, 因此无需占用大量的列车日志保存多个公式产 生的中间 数据; 且无需按勾减速运动计算, 可减少累积误差的产生, 进而有效提高了 控车数据的准确性, 加强了列控系统的控车性能。

附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 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简 单地介绍, 显而易见地, 下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为现有技术中一种列控方法的速度曲线示意 ;

图 2为本发明实施例 1中列控系统的控车方法的流程示意图;

图 3为本发明实施例 2中列控系统的控车方法的流程示意图;

图 4为本发明实施例 3中列控系统的控车方法的流程示意图;

图 5为本发明实施例 4中列控系统的控车装置的结构示意图;

图 6为本发明实施例 4中另一列控系统的控车装置的结构示意图。

具体实施方式 一种列控方法, 包括: 假设每 lm路程为匀减速运动, 并釆用如下公式计 算速度曲线:

其中, Vn代表第 n点位置上的限制速度, s代表制动距离; α "-ι代表第 η-1 点位置上的减速度, 并且 α "- 其中, 第 η-1点位置上的列车纯制动力引发的减速度 α "-ι'通过下式计算 n_i =kv n _ x +l; (2 );

公式(2) 中, V是第 n-1点位置上列车的行驶速度; k、 1均为系数, k、 1的值与列车类型和速度相关。

第 n-1点位置上基本阻力和坡道阻力引发的减速度 ""-1"通过下式计算 a ,, = — '+, ) *10- 3

α"~ ι ~ (3);

公式(3) 为第 n-1点位置上的列车单位基本阻力; 7 为制动低端的加 速坡度千分数; g为重力加速度, 且 g« 9 . 8 lm/s 2 r 为列车回转质量系数。

公式(3) 中的 17 通过下式计算:

ν"-ι为第 n-1点位置上列车的行驶速度; a、 b、 c均为系数, 且 a、 b、 c的 值与列车类型相关。

根据上述各公式, 若在制动距离为 32km, 且一个周期为 20毫秒的情况 下, 每 0.5m的路程均需要运用公式(1)、 (2)、 (3)、 (4)计算四次曲线, 如 图 1所示, 包括 1条 EBP ( Emergency Braking Profile, 紧急制动曲线), 3条 NBP ( Normal Braking Profile , 常用制动曲线), 对于每条曲线, 现有方案是 从末端 EOA (End of Authority, 行车许可终点)开始计算, 该点的限制速度 为 V— EOA (即 n=l时的 vl ),取步长 s=0.5m, 利用公式( 1 )、 ( 2 )、 ( 3 )、 (4) 往左迭代地计算推出 v2, 即当前计算出的结果 v2 作为下一次计算时的 vl, 每次推算都要执行公式( 1 )、 ( 2 )、 ( 3 )、 (4), 那么 32km则需要一共推算六 万多次, 现有四条曲线, 则需要计算共二十多万 (4 * 3.2/0.5=25.6万)个点, 相当于每周期内有二十多万次的浮点数乘、 除、 开根号等计算, 并且还需要 全部日志的 92%以上来保存该二十多万个点的数据信息。

在本发明的各实施例中将结合一种用于列控系 统的曲线拟合函数作为获 取控车数据的基础进行描述, 该曲线拟合函数是结合公式 + V l ( I )· n_i =kv n _ x +l; (2 );

„ _(w n _ l +i ] )*g*lQ- 3

a- 1 _ ^ (3); w n _, =av +bv n _, +c (4 ) , 通过微分方程求解得到的, 为了便于该曲线拟 合函数在下述各个实施例中应用, 在此先介绍一下该曲线拟合函数的推导过 程。

设在某一范围的加速度内公式(2) 中的 k, 1不变, 即有如下公式:

ds =—dv

dv

v

-dv

a +a

(5)

将公式( 2 )、 (3)代入式( 5 )获得如下

/M 1 T . 2 2, P M ^

=—<—m\m +n | arctg—— hC >

a [2 2n n J

将上式的 m, n用表达式代入, 即获得 在( 8 )式中, C是一个常数,因为终点速度 已知, 且此时的 s为 0 故而可得: p ? 1

= ! , arctg ) 一 - In|v SOA + pv EOA + q\

(9)

将上述式( 9 )代入式( 8 ), 获得:

其中, s代表制动距离, 代表行车起始速度, 代表行车许可终点速 度, a代表第一列车类型相关系数, u代表第一拟合参数, p代表第二拟合参 数, q代表第三拟合参数。 1 + r b + ku c + i . + lu + x

u = - p = - q =

且 g*io a a

其中, 各字母为列车在运行过程中的系数, r代表列车回转质量系数, g 代表重力加速度; a, b, c分别代表第一、 第二、 第三列车类型相关系数, 且 a, b, c的值与列车类型相关; k, 1分别代表第一、 第二列车类型速度相关系数, 且 、 1的值与列车类型和速度相关; z 代表坡度千分数; X代表轨道阻力其它 因素系数, 可以是 0或多个阻力变量组成的表达式; 需要说明的是: 该轨道阻 力其它因素系数是指除上述 k, 1, a, b, c以外的轨道阻力的因素系数, 例如 在以后的控车过程中可能需要考虑的隧道阻力 因素系数, 或者弯道阻断因素 系数等。

需要说明的是, 本发明实施例釆用的曲线拟合函数包括但并不 限于公式 ( 10 ), 还可以为其它的曲线拟合函数, 例如: 将公式( 10 )经过等效变换后 的函数形式, 如下式

又或者是基于本发明上述理论获取曲线拟合函 数, 但将上述 a, b, c等系 数用其它的字母或表达式表示的曲线函数等。 具体形式在此不赘述, 但是, 因为这些变换都是基于上述描述内容可以获知 或推导出来的方案, 因此也应 在本发明的保护范围内。

下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 , 都属于本发明保护的范围。 并且, 以下各实施例均为本发明的可选方案, 实施例的排列顺序及实施例的 编号与其优选执行顺序无关。

实施例 1

本实施例提供一种列控系统的控车方法, 如图 2所示, 该方法包括: 步骤 101 , 根据列车行驶相关因子获取拟合参数;

其中, 该拟合参数是指适用于本实施例中提供的用于 列控系统曲线拟合 函数的参数。 并且该拟合参数包括第一拟合参数, 第二拟合参数, 以及第三 在本实施例以及下述各实施例中, 该列车行驶相关因子包括如下中的一 种, 或几种组合:

列车回转质量系数 r , 重力加速度 g, 第一列车类型相关系数 a, 第二列 车类型相关系数 b, 第三列车类型相关系数 c, k代表第一列车类型速度相关 系数, 第二列车类型速度相关系数 1, 坡度千分数^ 轨道阻力其它因素系数 X, 行车起始速度 v start , 行车许可终点速度 v EOA , 制动距离 s。

步骤 102, 根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获 取控车数据。 其中, 所述控制数据可以是列车的制动距离 s, 也可以是在某一位置上用 于确定列车行驶速度是否超速的限制速度 v start

本实施例提供的方法是根据拟合参数获取控车 数据, 因此无需进行复杂 的浮点数计算, 降低获取限制速度等控车数据方法的难度, 也降低了对获取 限制速度等控制数据的设备要求, 提高了控制数据的准确性, 进而加强了列 控系统的控车能力。

实施例 2

本实施例具体结合该控制数据是制动距离时, 一种列控系统的控车方法。 如图 3所示, 该方法包括:

步骤 201 , 根据列车行驶相关因子获取拟合参数;

其中, 列车行驶相关因子包括如下中的一种, 或几种组合: 列车回转质量系数 r , 重力加速度 g, 第一列车类型相关系数 a, 第二列 车类型相关系数 b, 第三列车类型相关系数 c, k代表第一列车类型速度相关 系数, 第二列车类型速度相关系数 1, 坡度千分数^ 轨道阻力其它因素系数 X, 行车起始速度 v start , 行车许可终点速度 v EOA , 制动距离 s。

根据获取的拟合参数的不同, 需要利用的列车行驶相关因子也不同, 具 体包括:

根据所述列车行驶相关因子中的列车回转质量 系数和重力加速度获取的 第一拟合参数。

例如: 该第一拟合参数可通过如下公式(11 )获取:

_ l + r

Μ 10 - 3 ( 11 )

其中, u代表第一拟合参数, r代表列车回转质量系数, g代表重力加速 度。

根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第二列车类型相关系数, 第一列 车类型速度相关系数以及所述第一拟合参数获 取的第二拟合参数。

例如: 该第二拟合参数可通过如下公式(12 )获取:

b + ku

p =

a ( 12 )

其中, p代表第二拟合参数, u代表第一拟合参数, a代表第一列车类型 相关系数, b代表第二列车类型相关系数, k代表第一列车类型速度相关系数。

根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第三列车类型相关系数, 坡度千 分数、 第二列车类型速度相关系数, 轨道阻力因素系数以及所述第一拟合参 数获取第三拟合参数。

例如: 该第三拟合参数可通过如下公式(13 )获取: q

a ( 13 )

其中, q代表第三拟合参数, a代表第一列车类型相关系数, c代表第三 列车类型相关系数, 代表坡度千分数, 1代表第二列车类型速度相关系数, u 代表第一拟合参数, X代表轨道阻力其它因素系数。

需要说明的是: 上述第一、 第二、 第三拟合参数的获取过程不分先后顺 序, 甚至可以同时执行第一、 第二、 第三拟合参数的获取过程; 并且第一、 第二以及第三拟合参数的计算公式包括但不限 于公式(11 )、 (12 )、 ( 13 ), 通 过一些手段对公式(11 )、 (12 )、 ( 13 ) 进行的等效变换或变形的表达式也可 以获取到第一、 第二以及第三拟合参数, 具体形式在此不赘述。 此外, 因为在公式( 13 ) 中的坡度千分数 lj 跟整个轨道路程中各路段的 环境有很大关系, 故而为了提高在列车行驶时加速度的准确度或 安全度, 且 不加大计算量的情况下, 公式(13 ) 中的 一, 可用其期望值代替。 即计算前方轨道路程 S Q 的坡度千分数 ^的期望 值。 具体方法为: 根据至少一条路段长度, 以及对应所述至少一条路段长度 的坡度千分数获取的坡度千分数期望值; 举例来说, 假设前方 S。 的规定路程共有 N个不同坡度的路段; 该 N个路段的长度为: ! en k 对应该 N路段的坡度千分数为: ; 则该 S Q 的规定路程的坡度千分数期望值为: i * len

其中, 代表坡度千分数的期望值, k=l , 2, 3 , ....N。 根据公式(14 ) 将其结合到公式(13 ) 中即可。 二, 可用 的坡度千分数平均值代替。 即计算前方轨道路程 S Q 的坡度千 分数 ^的均值。 具体包括: 根据路段数量和对应其中每个路段的坡度千分 数 获取的坡度千分数均值;

举例来说, 假设前方 So的路程共有 N个不同坡度的路段;

对应该 N路段的坡度千分数为: ;

则该 S Q 的规定路程的坡度千分数均值为: j—average

其中, 代表坡度千分度均值, k = ' 2 " N , 根据公式(15)将其 结合到公式(13) 中即可。 三, 可用 ^的坡度千分数最大值代替。 计算前方轨道路程 SO的坡度千分 数 ^的最大值, 具体方法包括: 根据每个路段的坡度千分数获取的坡度千分 数最大值。

举例来说, 假设前方 S Q 的规定路程共有 N个不同坡度的路段; 对应该 N路段的坡度千分数为: ; 则该 S Q 的规定路程的坡度千分数最大值为: x =max{ } ( 16 ) 其中, ^匪代表坡度千分数最大值, k = ' 2 " N , 根据公式(16)将其 代入到公式(13) 中即可。

步骤 202, 根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获 取制动距离。 在某些场景下,例如需要做测量时, 列控系统需要获知列车的速度从 v start 达到 V EOA 时制动距离 S 的值, 那么在此测量过程中 V star ^o v EOA 就均为已知 量。 故而, 该步骤 202具体可通过如下方式实现:

根据所述列车行驶相关因子中的行车起始速度 v start , 行车许可终点速度 v EOA 和第一列车类型相关系数 a, 以及拟合参数中的第一拟合参数 u, 第二拟 合参数 p, 第三拟合参数 q利用控车曲线拟合函数获取制动距离 s。

例如: 通过公式(10 ) 的控车曲线拟合函数获取

s = ( 10 )

其中, s代表制动距离, "代表行车起始速度, 代表行车许可终点速 度, a代表第一列车类型相关系数, u代表第一拟合参数, p代表第二拟合参 数, q代表第三拟合参数。

本实施例提供的方法, 可根据拟合参数利用曲线拟合函数进行计算, 从 该曲线拟合函数的表达式中可知, 无需进行浮点数的乘、 除, 开根号等复杂 的运算, 明显降低了获取控车数据的复杂度, 降低了对列控系统设备的要求, 且方法简单, 效率高, 准确度强, 没有累积计误差, 可提高列控系统的控车 能力。 另外, 由于有曲线拟合函数的存在, 因此无需记录计算过程中的几十 万个点的数据信息, 故而还可取得节约日志空间, 减少日志打印了量的技术 效果。

实施例 3

本实施例具体结合该控制数据是限制速度时, 一种列控系统的控车方法。 如图 4所示, 该方法包括:

步骤 301 , 根据列车行驶相关因子获取拟合参数;

其中, 列车行驶相关因子可以为如下中的一种, 或几种组合:

列车回转质量系数 r , 重力加速度 g, 第一列车类型相关系数 a, 第二列 车类型相关系数 b , 第三列车类型相关系数 c , k代表第一列车类型速度相关 系数, 第二列车类型速度相关系数 1, 坡度千分数^ 轨道阻力其它因素系数 X , 行车起始速度 v start , 行车许可终点速度 v EOA , 制动距离 s。

根据获取的拟合参数的不同, 需要利用的列车行驶相关因子也不同, 具 体包括:

根据所述列车行驶相关因子中的列车回转质量 系数和重力加速度获取的 第一拟合参数。

根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第二列车类型相关系数, 第一列 车类型速度相关系数以及所述第一拟合参数获 取的第二拟合参数。

根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第三列车类型相关系数, 坡度千 分数、 第二列车类型速度相关系数, 轨道阻力因素系数以及所述第一拟合参 数获取第三拟合参数。

上述具体获取第一、 第二、 第三拟合参数的实例可参考实施例 2 中对应 的公式(11 ), ( 12 )、 ( 13 ), 在此不赘述。 此外, 在本实施例中的坡度千分数 ^同样也跟整个轨道路程中各路段的 环境有很大关系, 故而为了提高在列车行驶时加速度的准确度或 安全度, 且 不加大计算量的情况下, 公式(13 ) 中的 可用 ^的期望值, 均值, 或最 大值代替。 具体计算过程可对应参考实施例 2中的公式(14 )、 (15 )、 ( 16 ), 在此不赘述。

步骤 302, 根据所述拟合参数和所述列车行驶相关因子获 取限制速度。 该限制速度即是用来确定列车的行使速度是否 超速的标准。 列控系统通 过将行使速度控制在限制速度以内的方式防止 列车失控。

在列车行驶过程中, 列控系统可通过用于测量距离的信号测量出当 前列 车的位置, 并且该列车将要行驶的轨道路程 So (如从北京开往上海的轨道 路程)也是已知的, 因此可以计算出制动距离 S。 进一步, 因为制动距离 S是 从当前列车的位置到终点的距离, 所以到达终点时 v EOA 的值可按 0计算。 故而, 该步骤 302具体可通过如下方式实现:

根据所述列车行驶相关因子中的制动距离 s、行车许可终点速度 v EOA 和第 一列车类型相关系数 a, 以及所述拟合参数中的第一拟合参数 u, 第二拟合参 数 p, 第三拟合参数 q通过收敛算法获取限制速度。

例 ¾口: 已知 s, v EOA , u, p, q, a, 再才艮据公式(10 )

的曲线拟合函数通过正割(Secant )算法或二分法等收敛算法, 即可获取 到当前列车的位置对应的 v start ,该 v start 即为当前列车的位置对应的限制速度。

其中, 因为本实施例中已经给出的公式( 10 ), 并且 Secant算法或二分法 已是本领域技术人员所熟知的内容, 故而根据公式(10 )通过 Secant算法或 二分法获取 v start 的计算过程是本领域技术人员根据上述内 容可以轻易获知的, 因此具体计算过程在此不赘述了。 釆用本实施例提供的方法, 当制动距离为 32km测试计算机硬件环境为: 计算机 Intenl® Pentium® Dual CPU E2180 2.00GHz, 1.99GB的内存物理地址扩 展时, 经该计算机测试出的数据参见表一:

由表一的内容可知, 现有技术的方法存在严重的累计误差, 还需要保存 整个曲线上的每个点速度,导致栈内存开销到 达 10M多, 并且该测试是在 CPU 计算能力如此高的硬件情况下得出的, 但耗时乃为 342毫秒多, 何况 ATP的 cpu 是 386型号, 浮点运算性能相当落后, 根本无法在规定的 20毫秒内完成动态曲 线的计算, 容易导致无法安全控车, 乘客的生命安全得不到保障。 但是, 本 实施例提供的方法累计误差小, 基本可以忽略不计, 并且方法简单, 避免了 复杂的浮点数运算, 计算耗时仅为 0.0012毫秒, 该值也基本可以忽略, 故而提 高了控制数据的准确度, 有助于提供列控系统的控车能力, 保证列车的行驶 安全; 进一步的, 本实施例的方法也无需多余的用来保存每个点 速度数据的 栈内存, 故而节约了栈空间, 减少了日志打印量。

实施例 5

本实施例继续提供当该控制数据是限制速度时 , 一种列控系统的控车方

14

替换页(细则第 26 ) 法。 本实施例中的方法与实施例 3 的不同之处主要在于, 为了进一步提高获 取的限制速度的准确度, 可以在获取到拟合参数后, 可某一位置开始, 如从 行车许可终点开始, 根据公式(10 )计算依次每段坡度路程中的 v start , 迭代 的计算出从行车许可终点开始到当前列车的位 置时,对应的 v start ,即限制速度。

例如:假设前方 S Q 的规定路程共有 N个不同坡度的路段,依次根据各路 段的 1 』'代入公式( 10 )计算路程 v start , 即: 该 N个路段的长度为: len k 对应 该 N个路段的坡度千分数为: 。

\ργΐ、

先根据 k jk 代入公式( 10 )通过 Secant算法或二分法计算出第 k段 初始的限制速度 Vstart - k ; 将该计算出的 Vstart - k 的值看做下一路段的 ν , 再 根据 fe +1 1 V rt (即 及公式 (10 ) Secant 算法或二分法计算出

Vstart ; 再将该^^-^ 1 作为下一路段的 , 依次类推, 可以迭代地计算 出当前列车位置的 v start

其中, k = 2 ., W 。 因为铁路在短距离内不会出现波澜起伏, 所以 N的 值在多数情况下是 1~3 , 此时, 性能可以忽略不计。

通过本实施例提供的方法可以较准确的获取到 当前列车位置 (也可以看 做为目的位置) 的限制速度, 可有效提高列控系统的控车能力, 为安全行车 带来保证, 并且方法简单, 无需进行复杂的浮点数运算, 对于列控系统硬件 设备的要求低。

需要说明的是,本发明提高的上述各施例都是 在略了其他阻力 X的情况下 进行描述的, 当然也可以将其它阻力 X加入计算中, 此时 X可以用如下其一: 根据至少一条路段长度, 以及对应所述至少一条路段长度的轨道阻力因 素系数获取的轨道阻力其它因素系数 X期望值; 根据路段数量和对应其中每个路段的轨道阻力 因素系数获取的轨道阻力 其它因素系数 X均值;

根据每个路段的轨道阻力因素系数获取的轨道 阻力其它因素系数 X最大 值; 即: X的期望值, X的均值, 或 X最大值来代替, 具体计算方法可参考实 施例 2中 3种计算 ^的方法来计算 X , 具体过程在此不赘述。 实施例 5

本实施例提供一种列控系统的控车装置, 如图 5 所示, 该装置包括: 参 数获取单元 41 , 数据获取单元 42。

参数获取单元 41 , 用于根据列车行驶相关因子获取拟合参数; 数据获取 单元 42,用于根据所述参数获取单元 41获取的拟合参数和所述列车行驶相关 因子获取控车数据。

此为, 在本发明另一实施例中, 列控系统的控车装置如图 6所示, 其中, 参数获取单元 41 包括: 第一参数获取模块 411 , 第二参数获取模块 412 , 第 三参数获取模块 413。

第一参数获取模块 411 ,用于根据所述列车行驶相关因子中的列车回 质 量系数和重力加速度获取的第一拟合参数;

第二参数获取模块 412, 用于根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第二 列车类型相关系数, 第一列车类型速度相关系数以及所述第一拟合 参数获取 的第二拟合参数;

第三参数获取模块 413 , 用于根据所述列车行驶相关因子中的第一、 第三 列车类型相关系数, 坡度千分数、 第二列车类型速度相关系数, 轨道阻力因 素系数以及所述第一拟合参数获取第三拟合参 数。

如图 6所示, 数据获取单元 42包括: 速度获取模块 421 , 距离获取模块

422。

速度获取模块 421 , 用于根据所述列车行驶相关因子中的制动距离 、行车 许可终点速度和第一列车类型相关系数, 以及所述拟合参数中的第一拟合参 数, 第二拟合参数, 第三拟合参数通过收敛算法获取限制速度; 和 /或 行车许可终点速度和第一列车类型相关系数, 以及拟合参数中的第一拟合参 数, 第二拟合参数, 第三拟合参数利用控车曲线拟合函数获取制动 距离。

本实施例提供的装置可以根据拟合参数和列车 行驶相关因子获取控车数 据, 并且对于任意位置的制动距离均可通过 Secant算法或者二分法获取限制 速度, 无需进行复杂的浮点数乘、 除、 开根号等计算, 没有累计误差, 进而 有效控车性能, 且可避免在火车行驶过程中频繁出现弱制动的 现象, 同时无 需保存每个点的数据信息, 减少了日志打印量, 节约了栈空间。

通过以上的实施方式的描述, 所属领域的技术人员可以清楚地了解到本 发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式 来实现, 当然也可以通过硬件, 但很多情况下前者是更佳的实施方式。 基于这样的理解, 本发明的技术方案 本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以 以软件产品的形式体现出来, 该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中 , 如计算机的软盘, 硬盘或光 盘等, 包括若干指令用以使得一台设备(可以是计算 机等)执行本发明各个 实施例所述的方法。

以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限 于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内, 可轻易 想到变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此, 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。