[發(fā)明專利]防冒進(jìn)信號(hào)的高速列車自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810930215.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN109249959B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高士根;董海榮;寧濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B61L23/00
• 分類號(hào): B61L23/00
• 代理公司: 11255 北京市商泰律師事務(wù)所
• 代理人: 鄒芳德<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開了一種防冒進(jìn)信號(hào)的高速列車自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)及控制方法，屬于高速列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括列車運(yùn)行曲線生成模塊，用于生成高速列車的期望運(yùn)行控制曲線；列車位置耦合模塊，用于根據(jù)期望運(yùn)行控制曲線獲取列車的距離時(shí)間耦合信息；列車速度耦合模塊，用于根據(jù)期望運(yùn)行控制曲線，結(jié)合距離時(shí)間耦合信息，獲取列車的速度時(shí)間耦合信息；列車加速度控制模塊，用于根據(jù)速度時(shí)間耦合信息控制列車的加速度。本發(fā)明通過生成ATP防護(hù)曲線下的列車運(yùn)行控制曲線實(shí)現(xiàn)了高速列車的自動(dòng)運(yùn)行；同時(shí)，通過ATP和ATO數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，避免了高速列車的超速超距運(yùn)行，避免了因超速超距引發(fā)的誤報(bào)警或緊急制動(dòng)事件的發(fā)生，提高了高速列車的運(yùn)行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防冒進(jìn)信號(hào)的高速列車自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

列車自動(dòng)駕駛(Automatic Train Operation，簡(jiǎn)稱ATO)系統(tǒng)在城軌列車中已得到廣泛應(yīng)用，ATO系統(tǒng)根據(jù)列車超速防護(hù)(Automatic Train Protection，簡(jiǎn)稱ATP)系統(tǒng)生成的控制曲線，自動(dòng)生成牽引與制動(dòng)命令，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)加減速、進(jìn)站精確停車和車門/屏蔽門聯(lián)動(dòng)控制等功能。

我國(guó)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋范圍不斷擴(kuò)大、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，影響高鐵運(yùn)行的外部干擾因素多，如雨雪、大風(fēng)天氣等，同時(shí)，由于高速鐵路線路狀況、高速列車的運(yùn)行速度和設(shè)備結(jié)構(gòu)及功能復(fù)雜度均比城軌列車系統(tǒng)復(fù)雜，所以高速列車的自動(dòng)駕駛在高速鐵路中一直未得到實(shí)際應(yīng)用。在我國(guó)已運(yùn)營(yíng)的高速鐵路中，速度超過250Km/h的列車采用了CTCS-3(Chinese Train Control System Level 3)，在CTCS-3系統(tǒng)中，車載ATP設(shè)備根據(jù)地面設(shè)備發(fā)送的線路信息，實(shí)時(shí)計(jì)算允許高速列車安全運(yùn)行的最大速度和距離下運(yùn)行，當(dāng)列車速度超過最大允許速度或距離超過最大允許距離時(shí)，自動(dòng)輸出報(bào)警或制動(dòng)命令，超速超巨過多將觸發(fā)緊急制動(dòng)，使列車停止運(yùn)行。即使當(dāng)前高速列車是司機(jī)控制為主，但列車超速超距事件仍有可能發(fā)生。若高速列車運(yùn)行應(yīng)用ATO系統(tǒng)，利用ATO控制高速列車在運(yùn)行過程中避免超速超距事件的發(fā)生，將極大提高列車運(yùn)行的安全穩(wěn)定和可靠性，降低人為因素造成事故的概率，提高高速鐵路系統(tǒng)自動(dòng)化程度和鐵路勻速效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高速列車自動(dòng)駕駛，避免高速列車因超速超距造成的自動(dòng)報(bào)警或制動(dòng)事件發(fā)生，提高了高速鐵路運(yùn)輸效率的防冒進(jìn)信號(hào)的高速列車自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)及控制方法，以解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種防冒進(jìn)信號(hào)的高速列車自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

列車運(yùn)行曲線生成模塊，用于生成高速列車的期望運(yùn)行控制曲線；

列車位置耦合模塊，用于根據(jù)所述期望運(yùn)行控制曲線獲取列車的距離時(shí)間耦合信息；

列車速度耦合模塊，用于根據(jù)所述期望運(yùn)行控制曲線，結(jié)合所述距離時(shí)間耦合信息，獲取列車的速度時(shí)間耦合信息；

列車加速度控制模塊，用于根據(jù)所述速度時(shí)間耦合信息控制列車的加速度。

進(jìn)一步的，所述列車運(yùn)行曲線生成模塊根據(jù)時(shí)刻表設(shè)定的發(fā)車與停車時(shí)間、列車參數(shù)、線路特性參數(shù)、站間限速以及行駛距離，以節(jié)能和乘車舒適性為目標(biāo)，在計(jì)算資源允許的條件下，通過離散搜索最小的距離-時(shí)間間隔點(diǎn)上的速度信息，并相連所搜索的點(diǎn)以生成速度-距離-時(shí)間曲線。

進(jìn)一步的，所述列車位置耦合模塊包括：

列車定位單元，用于實(shí)時(shí)采集高速列車的實(shí)際位置，結(jié)合所述期望運(yùn)行控制曲線中的列車期望位置獲取列車位置的實(shí)際-期望誤差；

列車允許距離獲取單元，用于采集高速列車的ATP勻速位置，結(jié)合所述期望運(yùn)行控制曲線中的列車期望位置獲取列車位置的允許-期望誤差；