列车紧急制动触发速度计算方法和系统与流程

本发明涉及轨道交通信号控制领域，尤其涉及一种列车紧急制动触发速度计算方法和系统。

背景技术：

车载atp(automatictrainprotection，列车自动保护装置)依据ieeel474.1tm标准规定的安全制动模型，进行列车安全防护曲线计算，保证列车在触发紧急制动触发曲线后，由减速直至静止能够在安全范围内停车。

在车载紧急制动过程中，目前常见的方法是，根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，然后取顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线的较小值作为最终的eb曲线。

由于工程线路复杂多变，不同路段的限速不一致，在目标点处，如果直接取顶棚eb与目标eb的较小值作为当前eb速度，ato控车时就会出现不必要的减速，这样既造成不必要的能量损耗，频繁的牵引制动又会给乘客带来不舒适的乘车体验。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种列车紧急制动触发速度计算方法和系统，用以解决现有技术中目标点处不必要的减速加速段的缺陷，实现在目标点处减速又升速的过程，达到列车行驶的最大效率，平稳度过目标点。

根据本发明的第一方面，提供一种列车紧急制动触发速度计算方法，包括：a，根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，所述顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线为每一个位置与对应的紧急制动触发速度之间的曲线；b，在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；c，对于任一个位置，将所述任一个位置在延伸后的顶棚eb限速曲线上对应的第一紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值确定为第一最终紧急制动触发速度；d，在任一位置以对应的第一最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例还可以作出如下改进。

可选的，还包括：当两个相邻目标点位置距离较近时，对于所述两个相邻目标点位置之间的任一个位置，将所述任一个位置在所述顶棚eb限速曲线上对应的第三紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值作为第二最终紧急制动触发速度；将第一最终紧急制动触发速度和第二最终紧急制动触发速度的较小值作为所述任一个位置的第三紧急制动触发速度；在所述任一个位置，以对应的第三最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

可选的，安全制动模型分为切除牵引阶段、惰行阶段、制动开始施加阶段和列车进入紧急制动阶段，其中，列车进入紧急制动阶段的开始速度为v2，以及切除牵引阶段的行驶时间和加速度分别为a1、t1，惰行阶段的行驶时间和加速度为a2、t2，制动开始施加阶段的行驶时间和加速度为a3、t3；通过如下方式计算顶棚eb限速曲线根据v2、a1、t1、a2、t2和a3、t3，计算得到切除牵引阶段的开始速度v3；根据v3和最大测速误差，计算得到当前位置的紧急制动触发速度；根据不同位置的紧急制动触发速度，得到顶棚eb限速曲线。

可选的，通过如下方式计算目标eb限速曲线：以制动目标点为终点，基于紧急制动曲线，计算出当前列车位置的限速值v1；计算列车从v1减速到v2走行的距离s1；列车从v3开始触发紧急制动到v2走行的距离s2+s3+s4，其中，v3为未知量；基于列车从v3开始制动到v2走行的距离等于列车从v1减速到v2走行的距离相等，令s2+s3+s4＝s1，即可求得切除牵引阶段的开始速度v3；根据v3和最大测速误差，计算得到当前顶棚eb限速当前位置的紧急制动触发速度；根据不同位置的紧急制动触发速度，得到目标eb限速曲线。

可选的，还包括：设置各个不同路段的最严格限速，得到整个路段的最严格限速曲线，所述顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线不超过所述最严格限速曲线。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种列车紧急制动触发速度计算系统，包括：计算模块，用于根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，所述顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线为每一个位置与对应的紧急制动触发速度之间的曲线；确定模块，用于在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；对于任一个位置，将所述任一个位置在延伸后的顶棚eb限速曲线上对应的第一紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值确定为第一最终紧急制动触发速度；且将在任一位置以对应的第一最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

可选的，所述确定模块还用于：当计算两个位置较近的相邻目标点的紧急制动触发速度时，对于所述两个相邻目标点之间的任一个位置，将所述任一个位置在所述顶棚eb限速曲线上对应的第三紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值作为第二最终紧急制动触发速度；将第一最终紧急制动触发速度和第二最终紧急制动触发速度的较小值确定为所述任一个位置的第三紧急制动触发速度；将在所述任一个位置，以对应的第三最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，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所述列车紧急制动触发速度计算方法的步骤。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现所述列车紧急制动触发速度计算方法的步骤。

本发明实施例提供的列车紧急制动触发速度计算方法和系统，在计算列车紧急制动触发过程的最终eb触发曲线时，通过对顶棚eb限速与目标eb限速的合理融合得到最终的eb限速，剔除正常eb计算时出现的不必要的减速段，防止在目标点处减速又升速的过程，达到列车行驶的最大效率，平稳度过目标点。比原eb触发曲线计算方法达到更佳的运行效果及更好的乘车体验。

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列车紧急制动触发速度计算方法的流程示意图；

图2为列车安全制动模型曲线示意图；

图3为最严格限速曲线、目标不可突破曲线、顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线的示意图；

图4为将顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线的较小值作为最终eb限速曲线存在的缺陷示意图；

图5为对图4处理后得到的第一最终eb限速曲线的示意图；

图6为采用图5的第一最终eb限速曲线存在的缺陷示意图；

图7为第二最终eb限速曲线示意图；

图8为第一最终eb限速曲线示意图；

图9为根据图7和图8得到的最终eb限速曲线示意图；

图10为本发明实施例的一种列车紧急制动触发速度计算系统结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种电子设备实体结构图。

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。

参见图1，提供了一种列车紧急制动触发速度计算方法，包括：a，根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线为每一个位置与对应的紧急制动触发速度之间的曲线；b，在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；c，对于任一个位置，将所述任一个位置在延伸后的顶棚eb限速曲线上对应的第一紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值确定为第一最终紧急制动触发速度；d，在任一位置以对应的第一最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

可以理解的是，参照ieee1474标准进行分析，只考虑紧急制动触发，则列车的安全制动模型如图2所示。图2中，ab为切除牵引阶段，时间为atp反应时间与列车切除牵引反应时间之和；bc为惰行阶段，时间为车辆切除牵引后到车辆施加紧急制动的时间；cd为制动开始施加阶段，时间为车辆从紧急制动开始施加到制动力施加到90％大小所需时间；从cd段以后到列车停稳为列车进入紧急制动后的曲线。verr表示车载设备的最大测速误差。pnow到pmax的距离为列车最大的定位误差，即最大欠读误差。

在车辆的实际参数中，有可能不存在惰行阶段，切除牵引与制动开始施加阶段重叠等情况，需要根据实际参数对各阶段时间取值，原则为导向安全侧。以上四个阶段的加/减速率均需叠加坡度，为保证安全，坡度取最小安全后端至ma范围内的最大下坡。

基于图2中的列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，其中，顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线表示了列车紧急制动过程中在任一个位置与该位置对应的紧急制动触发速度之间的关系曲线，即通过曲线可得到每一个位置的紧急制动触发速度。在传统方法中，在任一个位置，将顶棚eb限速曲线上的紧急制动触发速度和目标eb限速曲线上的紧急制动触发速度的较小值作为最终紧急制动触发速度，根据每一个位置与其对应的最终紧急制动触发速度形成所有位置的最终eb限速曲线，按照最终eb限速曲线来作为列车运行过程中的eb触发曲线，这样在目标点处，ato控车时就会出现不必要的减速，这样既造成不必要的能量损耗，频繁的牵引制动又会给乘客带来不舒适的乘车体验。

基于此，本发明实施例在根据列车安全制动模型计算顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线后，在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；将延伸后的顶棚eb限速曲线上的紧急制动触发速度和目标eb限速曲线上的紧急制动触发速度的较小值作为第一最终紧急制动触发速度，不同位置对应的第一最终紧急制动触发速度形成第一最终eb限速曲线。根据第一最终eb限速曲线来进行列车的紧急制动，在安全范围内，尽可能减少不必要的减速，增大系统的应用性和乘车体验舒适度。

作为一种可能的实施方式，可参见图2，列车的安全制动模型分为切除牵引阶段、惰行阶段、制动开始施加阶段和列车进入紧急制动阶段，其中，列车进入紧急制动阶段的开始速度为v2，以及切除牵引阶段的行驶时间和加速度分别为a1、t1，惰行阶段的行驶时间和加速度为a2、t2，制动开始施加阶段的行驶时间和加速度为a3、t3。

列车不考虑坡度作用下，切除牵引阶段牵引力减弱；惰行阶段牵引/制动力均为0；制动开始施加阶段开始减速；制动完全施加阶段减速率为最小紧急制动减速率。

紧急制动触发速度(eb速度)的计算包括两种类型，一种为恒速区顶棚限速，另一种为降速区目标限速。

其中，顶棚限速的计算方式为，根据v2、a1、t1、a2、t2和a3、t3，计算得到切除牵引阶段的开始速度v3；根据v3和最大测速误差，计算得到当前位置的紧急制动触发速度，根据不同位置的紧急制动触发速度，得到顶棚eb限速曲线。

目标eb限速曲线的计算方式为，以制动目标点为终点，基于紧急制动曲线，计算出当前列车位置的限速值v1；计算列车从v1减速到v2走行的距离s1；列车从v3开始触发紧急制动到v2走行的距离s2+s3+s4，其中，v3为未知量；基于列车从v3开始制动到v2走行的距离等于列车从v1减速到v2走行的距离相等，令s2+s3+s4＝s1，即可求得切除牵引阶段的开始速度v3；根据v3和最大测速误差，计算得到当前位置的紧急制动触发速度；根据不同位置的紧急制动触发速度，得到目标eb限速曲线。

顶棚eb速度根据最小安全后端至最大安全前端所有限速段的最小值计算，目标eb速度根据最大安全前端处最严格目标点计算。由于列车受到顶棚区和目标点的双重限制，因此紧急制动触发速度需要考虑顶棚eb速度和目标eb速度。将顶棚eb速度和目标eb速度取较小值作为当前eb速度，就可以保证安全。其中，设置各个不同路段的最严格限速，得到整个路段的最严格限速曲线，目标不可突破曲线中的任何一个位置处的速度不可突破最严格限速，顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线不超过所述最严格限速曲线。最严格限速曲线、目标不可突破曲线、顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线的关系如图3所示。

现有传统技术中将顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线的较小值作为最终eb限速曲线，由于工程线路复杂多变，不同路段的限速不一致，在目标点处，如果直接取顶棚eb与目标eb的较小值作为当前eb速度，ato控车时就会出现不必要的减速，如图4椭圆所示，在目标点处出现降速又急剧升速的过程，这样既造成不必要的能量损耗，频繁的牵引制动又会给乘客带来不舒适的乘车体验。

为了消除不必要的减速，将目标点后的顶棚eb速度反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸的顶棚eb限速曲线，将延伸后的顶棚eb限速曲线与目标eb限速曲线的较小值作为第一最终eb限速曲线，根据第一最终eb限速曲线来作为实际列车紧急制动触发速度，如图5第一最终eb限速曲线所示。

作为一种可能的实施方式，还包括：当两个相邻目标点位置距离较近时，对于两个相邻目标点位置之间的任一个位置，将任一个位置在顶棚eb限速曲线上对应的第三紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值作为第二最终紧急制动触发速度；将第一最终紧急制动触发速度和第二最终紧急制动触发速度的较小值作为任一个位置的第三最终紧急制动触发速度；在任一个位置，以对应的第三最终紧急制动触发速度作为列车的紧急制动触发速度。

可以理解的是，根据图5中的最终eb限速曲线，当线路数据中两个目标点距离较近时，会出现图6椭圆中紧急制动触发速度突降的情况。为解决图6中的缺陷，在两个目标点之间，将原始的未延伸的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线取较小值作为第二最终eb限速曲线，参见图7，图7中的第二最终eb限速曲线与图8中的最终eb限速曲线(即为图8中的eb限速1)取两个最终eb限速曲线中的较小值，即可以避免原始eb计算中不必要的减速，又可以避免方法1中限速突降，如图9所示。

参见图10，提供了一种列车紧急制动触发速度计算系统，包括：

计算模块101，用于根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，所述顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线为每一个位置与对应的紧急制动触发速度之间的曲线。

确定模块102，用于在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；对于任一个位置，将所述任一个位置在延伸后的顶棚eb限速曲线上对应的第一紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值确定为第一最终紧急制动触发速度；且将在任一位置以对应的第一最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

其中，确定模块102还用于：当计算两个位置较近的相邻目标点的紧急制动触发速度时，对于两个相邻目标点之间的任一个位置，将任一个位置在顶棚eb限速曲线上对应的第三紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值作为第二最终紧急制动触发速度；将第一最终紧急制动触发速度和第二最终紧急制动触发速度的较小值确定为所述任一个位置的第三最终紧急制动触发速度；将在任一个位置，以对应的第三最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

图11示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图11所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1101、通信接口(communicationsinterface)1102、存储器(memory)1103和通信总线1104，其中，处理器1101，通信接口1102，存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信。处理器1101可以调用存储器1103中的逻辑指令，以执行如下方法：根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，所述顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线为每一个位置与对应的紧急制动触发速度之间的曲线；在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；对于任一个位置，将所述任一个位置在延伸后的顶棚eb限速曲线上对应的第一紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值确定为第一最终紧急制动触发速度；在任一位置以对应的第一最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

此外，上述的存储器1103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。

本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：根据列车安全制动模型，计算列车紧急制动触发过程中的顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线，所述顶棚eb限速曲线和目标eb限速曲线为每一个位置与对应的紧急制动触发速度之间的曲线；在目标点处将顶棚eb限速曲线反向延伸至与目标eb限速曲线相交，得到延伸后的顶棚eb限速曲线；对于任一个位置，将所述任一个位置在延伸后的顶棚eb限速曲线上对应的第一紧急制动触发速度和在目标eb限速曲线上对应的第二紧急制动触发速度的较小值确定为第一最终紧急制动触发速度；在任一位置以对应的第一最终紧急制动触发速度作为列车紧急制动触发速度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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。

本发明实施例提供一种列车紧急制动触发曲线计算方法、系统、电子设备即存储介质，在计算列车紧急制动时最终eb触发曲线时，通过对顶棚eb限速与目标eb限速的合理融合得到最终的eb限速，剔除正常eb计算时出现的不必要的减速段，防止在目标点处减速又升速的过程，达到列车行驶的最大效率，平稳度过目标点。比原eb触发曲线计算方法达到更佳的运行效果及更好的乘车体验。

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。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除