[發明專利]一種列車下坡運行控制方法、系統

有效

• 申請號: 202210046600.6
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114348068B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 葛鷺明;王佳;陳志強;江明;汪知宇;王祺;王鵬
• 申請（專利權）人: 北京全路通信信號研究設計院集團有限公司
• 主分類號: B61L27/20
• 分類號: B61L27/20
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發明提出一種列車下坡運行控制方法、系統，通過設計重載列車運行控制策略并生成目標速度曲線；使列車在通過長大下坡線路時，降低列車和線路的磨損，避免車鉤拉斷；在跟蹤目標速度曲線時，將實際跟蹤速度與目標速度的誤差控制在合理的范圍內，實現對列車的速度跟蹤控制。本發明的方法首先通過設計線路數據的描述形式確定列車運行前方最嚴格的目標速度和位置；其次，根據最嚴格的目標速度和位置，結合線路坡度完成對長大下坡參考速度曲線設計，實現長大下坡區間列車提前降速，保證ATO速度在安全范圍內；最后，根據充風和放風時間以及下坡坡度值調節空氣制動施加和撤銷的速度下界，保證空氣制動輸出的平緩性。

技術領域

本發明屬于列車控制領域，特別涉及一種列車下坡運行控制方法、系統。

背景技術

列車自動運行(ATO，Automatic Train Operation)系統利用地面信息實現對列車的牽引、制動控制以及列車自動折返。ATO系統實現列車自動駕駛，在列車自動防護(ATP，Automatic Train Protection)的防護下完成列車自動駕駛控制，實現對車輛的牽引、制動、巡航等控制。

在長大下坡上運行時，對機車受力分析發現沿坡道方向的重力分力增大，導致機車前進方向的加速度變大，運行速度必須通過空氣制動來調節。在使用空氣制動的同時，空氣壓力不斷變小導致制動力依次衰減。特別是采用較大空氣減壓量進行制動時，空氣量消耗較大，需要通過機車緩解制動來進行充風以滿足下次制動。機車惰行過程中速度不斷增加直至再次接近區間限速，此時再進行空氣制動來調節速度，如此循環直至機車駛出長大下坡道。這就是機車在長大下坡道上特有的循環制動。

循環制動時，每次空氣制動消耗的壓縮空氣必須在下次制動前得到補充，即“再充風”，如果再充風不足，將影響下次空氣制動的制動力。隨著制動的持續，機車閘瓦的溫度也在不斷上升，這不僅會加劇機車閘瓦的損耗，也會對后續制動造成影響，因此單次制動時間不宜過長，在兩次制動間也需要足夠的時間以滿足閘瓦的降溫。

機車空氣制動包括制動和緩解兩個階段，并且相鄰兩次空氣制動之間應滿足緩解再充風約束，才能保證第二次空氣制動的制動效果。針對貨運機車在長大下坡道空氣制動無法恒速且相鄰兩次空氣制動之間需滿足緩解再充風約束的特點，以司機實際操縱中普遍采用的50～70kPa減壓調速為依據,建立貨運機車的最優控制問題。根據充風和放風時間以及下坡坡度值調節巡航下界保證級位輸出的平緩性；長大下坡提前降速設計，由于空氣制動延時響應時間較長，在遇到長大下坡之前需提前降速，保證ATO速度在安全范圍內。

重載機車不同于普通機車，其載重大、編組長。且隨著機車的牽引重量的不斷增大，縱向沖動也越來越明顯。重載機車在運行過程中，若產生的縱向沖動過大，會導致機車間的車鉤磨損嚴重甚至斷裂，列車脫軌等安全事故。尤其是當機車在路況復雜的長大下坡道行駛時，由于線路坡度較大，使得機車之間會產生較為劇烈的沖撞，此時如何對列車進行操控顯得極為關鍵。重載機車長大下坡道的安全運行問題受到人們的廣泛關注。

在重載列車自動駕駛技術的研發過程中，為了保證重載列車長大下坡道的安全運行，故需設計一種重載列車長大下坡運行控制方法、系統。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種列車下坡運行控制方法，所述方法包括：

確定列車運行前方最嚴格目標速度和最嚴格目標位置；

根據所述最嚴格目標速度和所述最嚴格目標位置確定參考速度曲線；

根據所述參考速度曲線，調節恒速或減速時的空氣制動，控制列車運行。

進一步的，所述空氣制動調節包括施加和撤銷。

進一步的，確定列車運行前方最嚴格目標速度和最嚴格目標位置包括以下步驟：

確定線路數據曲線；

根據線路數據曲線確定目標速度和目標位置；