[發明專利]列車自動駕駛系統節能控制方法及系統

有效

• 申請號: 201110415830.7
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102424050A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 肖驍
• 申請（專利權）人: 北京交控科技有限公司
• 主分類號: B61C17/00
• 分類號: B61C17/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及列車自動駕駛技術領域，特別涉及一種列車自動駕駛系統節能控制方法及系統。

背景技術

通過國內外的大量研究，目前普遍認可列車自動駕駛系統(ATO)應采用下列駕駛策略以達到節能的目的：出站即施加最大牽引達到區間巡航速度，巡航過程中盡量保持勻速，并盡量減少制動的頻率，接近站臺時采用一次性連續制動停車。基本運行曲線如附圖1所示。

該類策略在出站牽引和進站停車階段的算法比較固定，在巡航過程中需要通過調整牽引/惰行策略兼顧節能與運行效率。

目前對于巡航過程中牽引/惰行策略的算法研究，一般使用較為先進計算方法和控制理論，如使用神經元網絡、遺傳算法等，這類算法通常能夠通過迭代過程，利用計算機的運算速度優勢，精確地找到牽引與惰行的切換點，并能實現區間運行時分的精確控制。

上述方法的缺陷是，對計算機的運算能力要求較高，通常用于理論仿真，車載ATO系統作為對運算實時性有較高要求的嵌入式系統，實現上述方法的經濟成本相對較高，不利于工程實現，同時復雜的在線算法為測試帶來了一定難度，不利于工程驗證。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何降低控制方法的復雜度，實現列車的節能自動駕駛，并利于工程實現。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種列車自動駕駛系統節能控制方法，所述方法包括以下步驟：

S1：根據區間計劃運營時間查詢數據庫，獲得對應的列車的速度上限和速度門限，所述數據庫中存有運營時間與列車的速度上限和速度門限之間的對應關系；

S2：在列車運行的過程中列車先進入加速階段，在列車運行的加速階段中，通過提供牽引力控制列車的速度到達所述速度上限，則列車運行進入巡航階段；

S3：在列車運行的巡航階段，先撤去牽引力，當列車的速度下降至所述速度門限時，再提供牽引力，使列車的速度再恢復至所述速度上限，反復提供牽引力和撤去牽引力，使列車的速度控制在所述速度上限和所述速度門限之間，直至列車進入進站制動階段；

S4：在列車運行的進站制動階段，則提供制動力控制列車速度逐漸減小，直至列車進入精確停車階段；

S5：在列車運行的精確停車階段，則提供更為穩定的制動力，并使列車在預設位置精確停穩。

優選地，步驟S1之前還包括步驟：

S0：獲取列車在當前區間內的區間計劃運營時間。

優選地，步驟S1中的運營時間與列車的速度上限和速度門限之間的對應關系通過以下步驟獲得：

S101：將當前區間內的列車的速度上限和速度門限均設為列車在當前區間內允許運行的最大速度，計算當前區間內的列車的速度上限和速度門限均等于列車在當前區間內允許運行的最大速度時，列車運行的最短運營時間，并將所述最短運營時間與列車的速度上限和速度門限之間的對應關系存入所述數據庫；

S102：將所述最短運營時間與區間標準運營時間進行比較，若所述最短運營時間小于所述區間標準運營時間，則執行步驟S103，否則不進行后續步驟；

S103：判斷所述速度門限的值是否大于零，若是，則執行步驟S104，否則將所述速度門限的值取零，并執行步驟S107；

S104：將所述速度門限減小第一預設速度間隔，并計算當前運營時間，將當前運營時間與所述區間標準運營時間進行比較，若當前運營時間小于等于所述區間標準運營時間，則執行步驟S105，否則不進行后續步驟；

S105：判斷當前運營時間與最短運營時間的差量是否為預設的時間間隔的整數倍，若是，則將當前運營時間和與其對應的列車的速度上限和速度門限存入所述數據庫，并執行步驟S106，否則執行步驟S103；

S106：判斷是否已經達到第一預設循環次數，若是，則不進行后續步驟，否則執行步驟S103；

S107：判斷所述速度上限的值是否大于零，若是，則執行步驟S108，否則，不執行后續步驟；

S108：將所述速度上限減小第二預設速度間隔，并計算當前運營時間，將當前運營時間與所述區間標準運營時間進行比較，若當前運營時間小于等于所述區間標準運營時間，則執行步驟S109，否則不執行后續步驟；

S109：判斷當前運營時間與最短運營時間的差量是否為預設的時間間隔的整數倍，若是，則將當前運營時間和與其對應的列車的速度上限和速度門限存入所述數據庫，并執行步驟S110，否則，執行步驟S107；