[發明專利]列車安全防護方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 202011534905.9
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112590871B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張蕾;周橋
• 申請（專利權）人: 交控科技股份有限公司
• 主分類號: B61L23/18
• 分類號: B61L23/18
• 代理公司: 北京新知遠方知識產權代理事務所(普通合伙) 11397
• 代理人: 馬軍芳;張艷

1.一種列車安全防護方法，其特征在于，應用于列車安全防護系統，所述列車安全防護系統用于對虛擬編組列車進行安全防護，所述虛擬編組列車包括領車和跟隨車，所述方法包括：

采集所述虛擬編組列車中的跟隨車在當前時刻的運行數據，其中，所述跟隨車在當前時刻的運行數據包括與所述領車之間的間距、與所述領車之間的相對速度、加速度、速度及加速度變化率；

根據所述運行數據預測所述跟隨車在下一時刻的加速度；

根據所述跟隨車在下一時刻的加速度從多個不同的安全防護模型中確定目標安全防護模型，其中，所述多個不同的安全防護模型對應不同的安全速度上限值；

根據所述安全速度上限值限制所述跟隨車的運行速度，以將所述跟隨車與所述領車之間的運行距離控制在安全距離范圍。

2.根據權利要求 1所述的方法，其特征在于，所述根據所述運行數據預測所述跟隨車在下一時刻的加速度，包括：

根據所述跟隨車的運行數據分別預測所述跟隨車在當前時刻后的預設時間段內的各個時刻的運行狀態；

分別對所述跟隨車在所述預設時間段內各個時刻的運行狀態進行運算獲得所述跟隨車在各個時刻的預測運動狀態向量；

通過優化函數對所述跟隨車在預設時間段內各個時刻的預測運動狀態向量進行運算，獲得所述跟隨車在當前時刻的下一時刻的加速度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據跟隨車的運行數據分別預測所述跟隨車在當前時刻后的預設時間段內的各個時刻的運行狀態，包括：

根據所述跟隨車在當前時刻的運行數據獲得所述跟隨車在當前時刻的運動狀態向量；

根據公式x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)+Gw(k)計算跟隨車在當前時刻后的預設時間段內的各個時刻的運動狀態向量，其中，x(k)為所述跟隨車在k時刻的運動狀態向量，x(k+1)為跟隨車在k+1時刻的運動狀態向量，A為模型預測控制算法狀態變量系數，B為模型預測控制算法輸出向量系數，u(k)為所述跟隨車在k時刻的加速度，G為模型預測控制算法擾動量系數，w(k)為所述跟隨車在k時刻的外部擾動項。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述分別對所述跟隨車在所述預設時間段內各個時刻的運行狀態進行運算獲得所述跟隨車在各個時刻的預測運動狀態向量，包括：

根據公式y(k)＝Cx(k)-Z計算所述跟隨車在各個時刻的預測運動狀態向量，其中，x(k)為所述跟隨車在k時刻的運動狀態向量，y(k)為所述跟隨車在k時刻的預測運動狀態向量，C為預測運動狀態向量的變量系數，Z為常數。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過優化函數對所述跟隨車在預設時間段內各個時刻的預測運動狀態向量進行運算，獲得所述跟隨車在當前時刻的下一時刻的加速度，包括：

根據優化函數f(u)＝∑(預測運動狀態向量-參考值)²+∑u*u計算在當前時刻后的預設時間段內的各個時刻的加速度函數值，獲得多個加速度函數值，其中，u為加速度值，預測運動狀態向量為y(k)，參考值為0，f(u)為加速度函數值；

獲取多個所述加速度函數值中最小的函數值對應的加速度值，將所述加速度值確定所述跟隨車在當前時刻的下一時刻的加速度。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述跟隨車在下一時刻的加速度從多個不同的安全防護模型中確定目標安全防護模型，包括：

判斷所述加速度是否大于0；

若大于0，則選擇牽引-緊急制動防護曲線作為目標安全防護模型；

若不大于0，則判斷所述加速度是否等于0；

若等于0，則選擇惰性-緊急制動防護曲線作為目標安全防護模型；

若不等于0，則選擇制動-緊急制動防護曲線作為目標安全防護模型。