ATO控车方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种ato控车方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

城市轨道交通的列车自动运行系统(automatictrainoperation系统，ato系统)，基于车载atp系统(列车自动保护系统，automatictrainprotection系统)的监控防护曲线，根据线路条件选择最优控制策略，完成列车的自动驾驶(包括牵引、巡航、惰行、制动)、精确停车及列车车门自动开关控制。

目前，常规的ato控车策略中，根据atp的防护曲线、道路限速、坡度等因素计算出ato命令速度(推荐速度)，作为ato控制列车速度的最优曲线，并将命令速度和实际速度的差值作为控制模型的输入，控制模型自动计算控制策略，输出控制级位至列车，进行列车的运行控制。但根据现有方法达到推荐速度需要较长的时间，效率较低，列车的推荐速度与实际速度相差较大，从而导致列车区间平均旅行速度不达标、舒适度不好、运行速度无法达到区间最高速度等要求，影响了信号系统实际运用过程中的运用间隔以及运营单位对于信号系统的满意度。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种ato控车方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中的控制偏差较大的缺陷，实现更准确的行车控制。

本发明实施例提供一种ato控车方法，包括：

获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度；

根据所述目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量；

根据所述速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出所述总控制量对应的级位。

根据本发明一个实施例的ato控车方法，所述根据所述目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量的具体步骤包括：

根据所述目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取所述速度与载荷控制量；

根据所述目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和所述线路的坡度信息，获取所述坡度等效控制量；

根据所述目标列车的当前速度和当前载荷，获取所述动力学阻力控制量。

根据本发明一个实施例的ato控车方法，所述根据所述目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取所述速度与载荷控制量的具体步骤包括：

根据所述目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取融合加速度；

根据所述融合加速度、所述当前速度和所述当前载荷，获取所述速度与载荷控制量。

根据本发明一个实施例的ato控车方法，所述根据所述目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和所述线路的坡度信息，获取所述坡度等效控制量的具体步骤包括：

根据所述线路的坡度信息，获取所述当前位置对应的坡度；

获取所述坡度产生的加速度；

根据所述坡度产生的加速度、所述当前速度和所述当前载荷，获取所述坡度等效控制量。

根据本发明一个实施例的ato控车方法，所述根据所述目标列车的当前速度和当前载荷，获取所述动力学阻力控制量的具体步骤包括：

根据所述目标列车的当前速度和车厢数量，获取空气动力学阻力；

根据所述空气动力学阻力、所述当前速度和所述当前载荷，获取所述动力学阻力控制量。

根据本发明一个实施例的ato控车方法，所述根据所述目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取融合加速度的具体步骤包括：

根据所述当前速度和当前载荷，获取速度与载荷对应的加速度，并根据所述当前命令速度与所述当前速度之差，获取等效加速度；

根据所述速度与载荷对应的加速度，以及所述等效加速度，获取所述融合加速度。

根据本发明一个实施例的ato控车方法，所述根据所述融合加速度、所述当前速度和所述当前载荷，获取所述速度与载荷控制量的具体步骤包括：

根据所述融合加速度、所述当前速度和所述当前载荷，查询预先获取的目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，获取所述速度与载荷控制量。

本发明实施例还提供一种ato控车装置，包括：

数据获取模块，用于获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度；

分段控制模块，用于根据所述目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量；

融合控制模块，用于根据所述速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出所述总控制量对应的级位。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述ato控车方法的步骤。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述ato控车方法的步骤。

本发明实施例提供的ato控车方法、装置、电子设备及存储介质，根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，融合速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位，能够解决输出牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，能够解决线路坡度与牵引制动命令等效的问题，能够解决动力学阻力对牵引制动命令影响的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例提供的一种ato控车方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种ato控车装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

为了克服现有技术的上述问题，本发明实施例提供一种ato控车方法、装置、电子设备及存储介质，其发明构思是，基于列车的速度和载荷，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，通过融合速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，输出总控制量对应的级位，可以更快、更高效地达到推荐速度。

图1是本发明实施例提供的一种ato控车方法的流程示意图。下面结合图1描述本发明实施例的ato控车方法。如图1所示，该方法包括：步骤s101、获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度。

具体地，需要说明的是，本发明实施例提供的ato控车方法，用于车载ato控制列车运行，具体用于控制目标列车的行车。

可以按照预设的时间间隔或即时下发的指令，根据测速传感器和雷达，运用融合计算，获取目标列车的当前速度和当前位置。

根据行车信号系统与目标列车的tcms(traincontrolandmanagementsystem，列车控制管理系统)的通信，目标列车将该目标列车的当前载荷发送给ato系统。

当前载荷，可以为处于aw0、aw1、aw2、aw3的载荷情况。

aw0为空载载荷，aw1为满座载荷，aw2为额定载荷(6人/m2)，aw3为超载载荷(9人/m2)。

优选地，本发明实施例中的当前载荷可以为aw0、aw2或aw3。

根据通常的ato控车方法，可以根据atp的防护曲线、道路限速、坡度等因素计算出命令速度的曲线。

根据目标列车的当前位置和命令速度的曲线，可以获取当前位置对应的命令速度，获取当前命令速度。

步骤s102、根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量。

具体地，控制量，指牵引制动控制量，即牵引力和制动力的控制量。

根据载荷和速度的不同，列车的牵引和制动特性是不同的，并且跟速度强相关，通常的ato控车方法并未考虑载荷和速度对牵引力和制动力的影响，获得的是理想情况下的控制量，从而导致输出牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符，列车的推荐速度与实际速度相差较大。

速度与载荷控制量，是基于当前速度，利用模糊pid控制方法，获得的控制量。

与通常的ato控车方法基于当前速度，利用模糊pid控制方法，获得控制量不同的是，本发明实施例中考虑了不同速度不同载荷下列车的牵引和制动特性。

坡度等效控制量，是根据目标列车即将经过的上坡或下坡，获得的控制量。

根据线路的坡度信息获取和目标列车的当前位置，可以确定目标列车即将经过的上坡或下坡。

线路的坡度信息，可以根据车载ato系统存储的电子地图文件获取。根据电子地图文件，可以获取道路限速、应答器位置、停车点位置、轨道区段长度、轨道id对应的线路坡度等信息。

可以理解的是，列车在线路运行过程中，上坡或者下坡的坡度会对牵引和制动的牵引力具有一定的等效作用，从而影响ato输出的牵引和制动命令。

因此，在ato控制时，还要考虑坡度的影响，获取坡度等效控制量。

动力学阻力控制量，是根据目标列车的空气阻力，获得的控制量。

可以理解的是，目标列车的空气阻力与速度具有强相关的关系，空气阻力会对列车产生减速的作用，因此，在ato控制时，还要考虑空气阻力的影响，获取动力学阻力控制量。

需要说明的是，步骤s102之前，可以根据行车信号系统与目标列车签署的“车辆参数及车辆牵引制动特性”文件，确认目标列车的性能。

不同的列车不同的线路，可以获得不同的性能。

目标列车的性能，用于描述目标列车在不同速度、不同载荷下的最大牵引力和最大制动力。

目标列车的性能，可以具体可以通过目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线描述。

目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，可以为多条，对应不同的载荷和额定牵引/制动功率。每条速度、载荷与牵引制动特性曲线，描述了某一载荷和某一额定牵引/制动功率下，最大牵引力/最大制动力随速度变化的规律。

根据目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，可以对速度进行分段，获取不同速度范围(可以由初始速度和截止速度表示)、不同载荷对应的最大牵引力/最大制动力，进而获取不同速度区间、不同载荷对应的最大牵引加速度/最大制动减速度，并形成如表1和表2所示的表格。表1和表2分别描述了不同速度范围和载荷对应的最大牵引加速度，以及不同速度范围和载荷对应的最大制动减速度。

表1速度范围、载荷与最大牵引加速度表

表2速度范围、载荷与最大制动减速度表

可以理解的是，制动时加速度的符号为负，此时的加速度可以被称作减速度。

根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，查询目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，或者查询速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表，可以获取坡度等效控制量和动力学阻力控制量。

步骤s103、根据速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位。

具体地，总控制量可以为速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量之和，或者速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量的加权和。

需要说明的是，速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量的权重，可以预先确定，本发明实施例对各权重的具体取值不作限制。

根据总控制量，可以获取总控制量对应的级位并输出。

根据总控制量对应的级位，可以生成牵引制动命令，对目标列车的行车进行控制。

本发明实施例中，牵引阶段，目标列车的速度能够更高效的达到ato命令速度；巡航阶段，能够综合坡度、列车牵引制动性能、动力学阻力进行综合牵引制动控制量的输出，从而使目标列车的速度与ato命令速度能够贴合度更好，即更接近命令速度；制动阶段，综合车辆的性能，能够瞄准停车点进行速度的控制，从而达到最优的控制效果；从而使列车能够综合舒适度的情况下，高效启动，平稳区间运行，精准停于站台。

本发明实施例根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，融合速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位，能够解决输出牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，能够解决线路坡度与牵引制动命令等效的问题，能够解决动力学阻力对牵引制动命令影响的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

基于上述各实施例的内容，根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量的具体步骤包括：根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取速度与载荷控制量。

具体地，速度与载荷控制量，与当前载荷，以及当前速度与当前命令速度之间的速度差相关，因此，可以根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取速度与载荷控制量。

根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和线路的坡度信息，获取坡度等效控制量。

具体地，坡度等效控制量，与目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和线路的坡度信息相关，因此，可以根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和线路的坡度信息，获取坡度等效控制量。

根据目标列车的当前速度和当前载荷，获取动力学阻力控制量。

具体地，动力学阻力控制量，与目标列车的当前速度和当前载荷，相关，因此，可以根据目标列车的当前速度和当前载荷，获取动力学阻力控制量。

本发明实施例根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取速度与载荷控制量，根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和线路的坡度信息，获取坡度等效控制量，并根据目标列车的当前速度和当前载荷，获取动力学阻力控制量，能获取更准确的速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，从而能融合速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取更准确的总控制量对应的级位，能够解决输出牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，能够解决线路坡度与牵引制动命令等效的问题，能够解决动力学阻力对牵引制动命令影响的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

基于上述各实施例的内容，根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取速度与载荷控制量的具体步骤包括：根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取融合加速度。

具体地，可以在通常的ato控车方法将当前速度与当前命令速度之差作为模糊pid控制的输入的基础上，将当前速度和当前载荷对应的加速度也作为模糊pid控制的输入，将二者融合，获取融合加速度。

根据融合加速度、当前速度和当前载荷，获取速度与载荷控制量。

具体地，可以根据融合加速度、当前速度和当前载荷，基于目标列车的性能，获取速度与载荷控制量。

例如，可以根据融合加速度、当前速度和当前载荷，查询目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，或者查询速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表，获取速度与载荷控制量。

本发明实施例根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取融合加速度，根据融合加速度、当前速度和当前载荷，获取速度与载荷控制量，能够解决牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

基于上述各实施例的内容，根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和线路的坡度信息，获取坡度等效控制量的具体步骤包括：根据线路的坡度信息，获取当前位置对应的坡度。

具体地，根据线路的坡度信息获取和目标列车的当前位置，可以确定目标列车即将经过的上坡或下坡。

根据线路的坡度信息，获取目标列车即将经过的上坡或下坡的坡度，作为当前位置对应的坡度。

获取坡度产生的加速度。

具体地，坡度与牵引制动的速度对应的关系，具体为

下坡坡度(-n‰)产生的加速度为-n*10^-2m/s²；

上坡坡度(n‰)产生的加速度为n*10^-2m/s²。

根据坡度产生的加速度、当前速度和当前载荷，获取坡度等效控制量。

具体地，可以根据坡度产生的加速度、当前速度和当前载荷，基于目标列车的性能，获取坡度等效控制量，以通过施加坡度等效控制量克服坡度产生的加速度。

例如，可以根据坡度产生的加速度、当前速度和当前载荷，查询目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，或者查询速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表，获取坡度等效控制量。

牵引制动控制量对应的加速度＝最大牵引制动加速度*当前ato输出的牵引制动控制量/ato能够输出的最大牵引制动控制量

坡度产生的加速度，即牵引制动控制量对应的加速度；最大牵引制动加速度，可以根据速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表获取；ato能够输出的最大牵引制动控制量，可以根据速度、载荷与牵引制动特性曲线获取。

当前ato输出的牵引制动控制量，即坡度等效控制量。

本发明实施例根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和线路的坡度信息，获取坡度等效控制量，以克服坡度产生的加速度，能够解决线路坡度与牵引制动命令等效的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

基于上述各实施例的内容，根据目标列车的当前速度和当前载荷，获取动力学阻力控制量的具体步骤包括：根据目标列车的当前速度和车厢数量，获取空气动力学阻力。

具体地，根据目标列车的当前速度和车厢数量，获取空气动力学阻力的具体公式为

空气动力学阻力＝(1.652+0.572n)v²

其中，n表示目标列车的车厢数量；v表示目标列车的当前速度。

根据空气动力学阻力、当前速度和当前载荷，获取动力学阻力控制量。

具体地，可以根据空气动力学阻力、当前速度和当前载荷，基于目标列车的性能，获取动力学阻力控制量，以通过施加动力学阻力控制量抵消空气动力学阻力。

例如，可以根据空气动力学阻力、当前速度和当前载荷，查询目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，或者查询速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表，获取动力学阻力控制量。

牵引制动控制量对应的加速度＝最大牵引制动加速度*当前ato输出的牵引制动控制量/ato能够输出的最大牵引制动控制量

牵引制动控制量对应的加速度，可以基于牛顿第二定律，根据空气动力学阻力和目标列车的当前载荷获取；最大牵引制动加速度，可以根据速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表获取；ato能够输出的最大牵引制动控制量，可以根据速度、载荷与牵引制动特性曲线获取。

当前ato输出的牵引制动控制量，即动力学阻力控制量。

本发明实施例根据目标列车的当前速度和当前载荷，获取动力学阻力控制量，以抵消空气动力学阻力，能够解决动力学阻力对牵引制动命令影响的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

基于上述各实施例的内容，根据目标列车的当前速度、当前载荷和当前命令速度，获取融合加速度的具体步骤包括：根据当前速度和当前载荷，获取速度与载荷对应的加速度，并根据当前命令速度与当前速度之差，获取等效加速度。

具体地，根据当前速度和当前载荷，可以查询速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表，获取速度与载荷对应的加速度。

将速度与载荷对应的加速度、以及当前命令速度与当前速度之差作为模糊pid控制的输入，获取等效加速度。

根据速度与载荷对应的加速度，以及等效加速度，获取融合加速度。

具体地，将速度与载荷对应的加速度，与等效加速度进行融合，获取融合加速度。

本发明实施例根据当前速度和当前载荷，获取速度与载荷对应的加速度，并根据当前命令速度与当前速度之差，获取等效加速度，将速度与载荷对应的加速度，与等效加速度进行融合，获取融合加速度，从而能根据融合加速度获取速度与载荷控制量，进而能够解决牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

基于上述各实施例的内容，根据融合加速度、当前速度和当前载荷，获取速度与载荷控制量的具体步骤包括：根据融合加速度、当前速度和当前载荷，查询预先获取的目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，获取速度与载荷控制量。

具体地，目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，可以为多条，对应不同的载荷和额定牵引/制动功率。每条速度、载荷与牵引制动特性曲线，描述了某一载荷和某一额定牵引/制动功率下，最大牵引力/最大制动力随速度变化的规律。

因此，可以根据融合加速度、当前速度和当前载荷，确定相应的一条速度、载荷与牵引制动特性曲线。

获取该条速度、载荷与牵引制动特性曲线上，当前速度对应的最大牵引力/最大制动力。

根据最大牵引力/最大制动力，以及融合加速度，获取速度与载荷控制量。

牵引制动控制量对应的加速度＝最大牵引制动加速度*当前ato输出的牵引制动控制量/ato能够输出的最大牵引制动控制量

融合加速度，即牵引制动控制量对应的加速度；最大牵引制动加速度，可以根据速度范围、载荷与最大牵引加速度表和速度范围、载荷与最大制动减速度表获取；ato能够输出的最大牵引制动控制量，可以根据速度、载荷与牵引制动特性曲线获取。

当前ato输出的牵引制动控制量，即速度与载荷控制量。

本发明实施例根据融合加速度、当前速度和当前载荷，查询预先获取的目标列车的速度、载荷与牵引制动特性曲线，获取速度与载荷控制量，能够解决牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

下面对本发明实施例提供的ato控车装置进行描述，下文描述的ato控车装置与上文描述的ato控车方法可相互对应参照。

图2为根据本发明实施例提供的ato控车装置的结构示意图。基于上述各实施例的内容，如图2所示，该装置包括数据获取模块201、分段控制模块202和融合控制模块203，其中：

数据获取模块201，用于获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度；

分段控制模块202，用于根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量；

融合控制模块203，用于根据速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位。

具体地，数据获取模块201、分段控制模块202和融合控制模块203电连接。

数据获取模块201可以按照预设的时间间隔或即时下发的指令，根据测速传感器和雷达，运用融合计算，获取目标列车的当前速度和当前位置。

数据获取模块201还可以接收目标列车发送的该目标列车的当前载荷。

数据获取模块201还可以根据目标列车的当前位置和命令速度的曲线，可以获取当前位置对应的命令速度，获取当前命令速度。

分段控制模块202可以根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量。

融合控制模块203可以获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量之和，或者获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量的加权和，作为总控制量；根据总控制量，可以获取总控制量对应的级位并输出。

本发明实施例提供的ato控车装置，用于执行本发明上述各实施例提供的ato控车方法，该ato控车装置包括的各模块实现相应功能的具体方法和流程详见上述ato控车方法的实施例，此处不再赘述。

该ato控车装置用于前述各实施例的ato控车方法。因此，在前述各实施例中的ato控车方法中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各执行模块的理解。

本发明实施例根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，融合速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位，能够解决输出牵引制动命令与列车牵引力/制动力特性不符的问题，能够解决线路坡度与牵引制动命令等效的问题，能够解决动力学阻力对牵引制动命令影响的问题，使列车运行过程中与ato命令速度贴合度更好，使控制列车速度消除静差，更准确地贴近ato命令速度，能减小控制的偏差、进行更准确的行车控制，能提升平均旅行速度。

图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302和总线303；其中，处理器301和存储器302通过总线303完成相互间的通信；处理器301用于调用存储在存储器302中并可在处理器301上运行的计算机程序指令，以执行上述各方法实施例供的ato控车方法，该方法包括：获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度；根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量；根据速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位。

此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的ato控车方法，该方法包括：获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度；根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量；根据速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位。

又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的ato控车方法，该方法包括：获取目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷和当前命令速度；根据目标列车的当前速度、当前位置、当前载荷、当前命令速度和线路的坡度信息，获取速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量；根据速度与载荷控制量、坡度等效控制量和动力学阻力控制量，获取总控制量，输出总控制量对应的级位。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式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。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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