一种机车自动驾驶方法、系统及设备与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种机车自动驾驶方法、系统及设备。

背景技术：

随着现代社会科技的发展，轨道列车的使用原来越广泛，轨道列车中往往设置有列车自动驾驶系统，以辅助驾驶人员运行列车。

机车自动驾驶系统旨在替代机车司机的绝大部分操作，而其目标是替代优秀司机的操作，提升司机操纵一致化水平，提升列车安全性与平稳性，提升运营效率。因此，如何能够利用优秀司机的操纵数据，提高机车自动驾驶系统的控车水平，进一步提升列车的安全性与平稳性，是现今急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机车自动驾驶方法、系统及设备，以利用检索得到的优秀司机的操纵数据，提高控车水平，提升列车的安全性与平稳性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机车自动驾驶方法，包括：

获取列车的行驶信息；其中，所述行驶信息包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号中的至少一项；

根据所述行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据；

根据所述预存操纵数据，对所述列车进行驾驶控制。

可选的，所述预存操纵数据包括区间区号数据、车站区间信息数据、侧线股道信息数据、区间通过曲线参考数据、区间起停曲线参考数据、提示信息数据、特殊区段信息数据和结束信息数据。

可选的，所述预存操纵数据的位置信息为越过站中心距离时，所述根据所述预存操纵数据，对所述列车进行驾驶控制，包括：

根据所述列车到当前站中心的相对零点距离和所述预存操纵数据的越过站中心距离，确定所述预存操纵数据的相对零点位移。

可选的，所述行驶信息包括所述交路号、当前站站号和下一站站号时，所述根据所述行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据，包括：

根据所述交路号，在对应的所述目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到所述目标站区间的车站区间信息表起始地址；

根据所述车站区间信息表起始地址，找出所述目标站区间的车站区间信息表；

根据所述车站区间信息表、当前站站号和下一站站号，检索得到所述目标站区间的信息数据；

根据所述信息数据，从所述预存操纵数据区中检索得到所述预存操纵数据。

可选的，所述根据所述交路号，在对应的所述目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到所述目标站区间的车站区间信息表起始地址之前，还包括：

根据所述交路号，判断所述预存操纵数据区中是否包含所述预存操纵数据；

若是，则执行所述根据所述交路号，在对应的所述目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到所述目标站区间的车站区间信息表起始地址的步骤。

可选的，所述信息数据包括所述目标站区间的数据起始地址信息；

对应的，所述预存操纵数据区包括所述预存操纵数据对应的数据结束标志。

可选的，所述行驶信息还包括所述车次编号时，所述根据所述交路号，在对应的所述目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到所述目标站区间的车站区间信息表起始地址之前，还包括：

根据所述车次编号，确定所述车站区间信息表起始地址索引表数据区；其中，所述车站区间信息表起始地址索引表数据区为上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区或下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

可选的，所述根据所述车次编号，确定所述车站区间信息表起始地址索引表数据区，包括：

判断所述车次编号除以2的余数是否为0；

若是，则检索得到所述上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区；

若否，则检索得到所述下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

本发明还提供了一种机车自动驾驶系统，包括：

获取模块，用于获取列车的行驶信息；其中，所述行驶信息包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号中的至少一项；

检索模块，用于根据所述行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据；

控制模块，用于根据所述预存操纵数据，对所述列车进行驾驶控制。

此外，本发明还提供了一种机车自动驾驶设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的机车自动驾驶方法的步骤。

本发明所提供的一种机车自动驾驶方法，包括：获取列车的行驶信息；其中，行驶信息包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号中的至少一项；根据行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据；根据预存操纵数据，对列车进行驾驶控制；

可见，本发明通过根据行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据，可以利用列车当前的行驶信息检索出的优秀司机的操纵数据，使机车自动驾驶系统规划运行曲线时能够实时参考某个位置点的操纵数据，可以使机车的每趟操纵数据都趋于优秀司机水平，消除了广大司机之间的操纵水平差异，降低了司机不当驾驶操作导致的机车损耗，提高了平均运营效率。此外，本发明还提供了一种机车自动驾驶系统及设备，同样具有上述有益效果。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种机车自动驾驶方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种预存操纵数据的数据组织架构；

图3为本发明实施例所提供的另一种机车自动驾驶方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的一种机车自动驾驶系统的结构图。

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做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。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种机车自动驾驶方法的流程图。该方法可以包括：

步骤101：获取列车的行驶信息；其中，行驶信息包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号中的至少一项。

可以理解的是，本步骤的目的可以为获取列车在当前的行驶信息，以利用行驶信息检索自动驾驶系统当前控车所需的预存操纵数据。具体的，对于本步骤中列车中的处理器获取的行驶信息的具体内容，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，即可以根据步骤102中检索行驶信息对应的预存操纵数据所使用的数据检索算法对应进行设置，如行驶信息可以包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号中的至少一项，只要处理器可以利用获取的行驶信息检索到对应的预存操纵数据，本实施例对此不做任何限制。

具体的，对于本步骤中处理器获取列车的行驶信息的具体方式，可以由设计人员自行设置，如可以按预设时间间隔获取列车的行驶信息；也可以在列车出站后获取列车的行驶信息，即在当前站站号发生变化后再获取行驶信息，本实施例对此不做任何限制。

步骤102：根据行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据。

其中，本步骤中的预存操纵数据区可以为存储有全部优秀司机的操纵数据(操纵曲线数据)的数据区；本步骤中的预存操纵数据可以为预存操纵数据区中列车的行驶信息对应的操纵数据，如列车的目标站区间的预存操纵数据。

可以理解的是，本步骤的目的可以为处理器从预存操纵数据区中检索出行驶信息对应的预存操纵数据。对于本步骤中具体的检索方式，即数据检索算法的设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如可以直接利用行驶信息对预存操纵数据区中的全部预存操纵数据进行暴力检索，直至检索出行驶信息对应的预存操纵数据；还可以通过索引表的设置降低检索时间，如可以设置用于检索预存操纵数据区中目标站区间的预存操纵数据的车站区间数据地址索引表、存储有目标站区间的信息数据的车站区间信息表、以及用于检索目标站区间的车站区间信息表的车站区间信息表起始地址索引表。也就是说，处理器可以先通过车站区间信息表起始地址索引表，检索到目标站区间的车站区间信息表；再通过该车站区间信息表，检索到目标站区间的信息数据；从而利用该信息数据，通过车站区间数据地址索引表检索到目标站区间的预存操纵数据。如行驶信息包括交路号、当前站站号和下一站站号时，本步骤可以包括根据交路号，在对应的目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到目标站区间的车站区间信息表起始地址；根据车站区间信息表起始地址，找出目标站区间的车站区间信息表；根据车站区间信息表、当前站站号和下一站站号，检索得到目标站区间的信息数据；根据信息数据，从预存操纵数据区中检索得到预存操纵数据。只要处理器可以利用行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据，本实施例对此不做任何限制。

对应的，为了进一步方便预存操纵数据的检索，本实施例中预存操纵数据的数据组织架构可以采用图2所示的方式，即可以将上述车站区间数据地址索引表、车站区间信息表(车站区间信息)和车站区间信息表起始地址索引表分别按照列车的上行和下行分为两个，如车站区间数据地址索引表可以分为上行交路车站区间数据地址索引表和下行交路车站区间数据地址索引表。即本步骤还可以包括确定列车是上行还是下行的步骤，以查找到对应的索引表和车站区间信息表，如可以利用行驶信息中的车次编号或上下行标志，确定列车的上下行。

进一步的，为了避免无效检索，本步骤还可以包括确定预存操纵数据区中是否包含预存操纵数据的步骤，如可以利用行驶信息中目标站区间的交路号，判断预存操纵数据区中是否包含预存操纵数据。

需要说明的是，为了方便预存操纵数据区中的预存操纵数据的检索和使用，本步骤中的预存操纵数据可以包括区间区号数据、车站区间信息数据、侧线股道信息数据、区间通过曲线参考数据、区间起停曲线参考数据、提示信息数据、特殊区段信息数据和结束信息数据。也就是说，处理器在预存操纵数据的存储过程中，可以将预存操纵数据模块化，共分8个模块：区间区号数据模块、车站区间信息数据模块、侧线股道信息数据模块、区间通过曲线参考数据模块、区间起停曲线参考数据模块、提示信息数据模块、特殊区段信息数据模块和结束信息数据模块。

步骤103：根据预存操纵数据，对列车进行驾驶控制。

可以理解的是，本步骤可以为列车中的处理器利用检索得到的预存操纵数据，对列车进行驾驶控制(控车)。对于本步骤中处理器根据预存操纵数据，对列车进行驾驶控制的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如处理器可以直接按照预存操纵数据规划当前或之后某个点的运行曲线，实现自动驾驶；也可以将预存操纵数据与当前或之后的原始运行曲线进行比较分析，从而确定规划更加合适的运行曲线。本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，为了定位机车，基于lkj2000基础线路数据的自动驾驶系统电子地图子系统将数据进行了统一参考点零点的处理，为了减小距离累计误差参考零点周期性变化，本实施例中预先存储的操纵数据可以不直接采用相对零点位移对数据的位置信息进行描述，而是采用稳定不变的越过站中心距离进行描述，这样就会出现lkj线路数据与预存操纵数据不能在同一坐标体系中使用的问题，因此需要将预存操纵数据的越过站中心距离属性转换成相对零点位移属性。

也就是说，检索得到的预存操纵数据的位置信息为越过站中心距离时，本步骤可以包括：根据列车到当前站中心的相对零点距离和预存操纵数据的越过站中心距离，确定预存操纵数据的相对零点位移的步骤，以使如基于lkj-2000型监控设备的列车的自动驾驶处理器可以正常使用检索得到的预存操纵数据。

本实施例中，本发明实施例通过根据行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据，可以利用列车当前的行驶信息检索出的优秀司机的操纵数据，使机车自动驾驶系统规划运行曲线时能够实时参考某个位置点的操纵数据，可以使机车的每趟操纵数据都趋于优秀司机水平，消除了广大司机之间的操纵水平差异，降低了司机不当驾驶操作导致的机车损耗，提高了平均运营效率。

请参考图3，图3为本发明实施例所提供的另一种机车自动驾驶方法的流程图。该方法可以包括：

步骤201：获取列车的行驶信息；其中，行驶信息包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号。

其中，本步骤与步骤101相似，在此不再赘述。

步骤202：根据交路号，判断预存操纵数据区中是否包含对应的预存操纵数据；若是，则进入步骤203。

可以理解的是，本步骤的目的可以为处理器利用获取的目标站区间的交路号，确定预存操纵数据区中是否包含对应的预存操纵数据，即是否能够从预存操纵数据区中查找到对应的预存操纵数据，以在预存操纵数据区中不包含对应的预存操纵数据的情况下，避免继续检索。

具体的，对于本步骤中处理器根据交路号，判断预存操纵数据区中是否包含对应的预存操纵数据的具体方式，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如图2所示处理器可将目标站区间的交路号作为本步骤检索的关键字，利用该关键字在数据交路有效标志数据区检索该交路号的有效性。例如该目标站区间的交路号为jr，而有效交路集合为j＝{ji，ji+1，ji+2，，，}(i＝0，1，2...),检索的结果可以用来表示，如果jr与j交集不为空，则该步骤检索结果为有效，可以进入步骤203继续检索；如果交集为空，则检索失败不必继续检索。

对应的，数据交路有效标志数据区中的有效交路集合中可以包括预存操纵数据区中每个预存操纵数据对应的交路号。

步骤203：根据车次编号，确定车站区间信息表起始地址索引表数据区。

其中，车站区间信息表起始地址索引表数据区为上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区或下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

可以理解的是，本步骤的目的可以为处理器利用列车的车次编号，确定列车是上行还是下行，即确定列车的行别，从而确定接下来检索需要使用的车站区间信息表起始地址索引表数据区，即确定车站区间信息表起始地址索引表数据区是上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区还是下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

具体的，对于本步骤中根据车次编号，确定车站区间信息表起始地址索引表数据区的具体方式，即确定列车上行或下行的具体方式，可以设计人员自行设置，例如车次编号为n，处理器可通过确定目标站区间的上下行标志(updownflag)是上行(route_up)还是下行(route_down)，从而在得到上下行标志后，可以检索到目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区(上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区或下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区)。

也就是说，本步骤可以为判断车次编号除以2的余数是否为0；若是，则检索得到上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区；若否，则检索得到下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

步骤204：根据交路号，在对应的目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到目标站区间的车站区间信息表起始地址。

其中，本步骤的目的可以为利用目标站区间的交路号，检索车站区间信息表起始地址。例如目标站区间的交路号为jr时，依据数据组织架构的顺序存储原则及每个起始地址所占的字节数，若起始地址所占的字节数为4，则可以检索出在车站区间信息表起始地址索引表数据区内字节位置偏移为jr·4至jr·4+3的数据即为车站区间信息表起始地址。

步骤205：根据车站区间信息表起始地址，找出目标站区间的车站区间信息表。

可以理解的是，本步骤的目的利用得到的车站区间信息表起始地址，检索出目标站区间的车站区间信息表。具体的，对于本步骤中利用车站区间信息表起始地址检索出对应的车站区间信息表的具体方式，可以采用与现有技术中的数据查找相同或相似的方式实现，本实施例对此不做任何限制。

步骤206：根据车站区间信息表、当前站站号和下一站站号，检索得到目标站区间的信息数据。

可以理解的是，本步骤的目的可以为根据得到的车站区间信息表，检索目标站区间的信息数据，检索关键字为当前站站号和下一站站号。例如该交路该行别的所有站区间的当前站站号的集合为tc＝{tc1，tc2，tc3，，，}，与当前站站号一一对应的下一站站号依次为tc1n，tc2n，tc3n，，，，目标区间的当前站站号为tci，下一站站号为tcin，假设tci与集合tc交集不为空且交集元素为tcr，则该元素对应的下一站站号为tcrn，检索结果可以用来表示，即当tci与集合tc交集不为空，且tcrn与tcin相等时，检索有效，结果为目标站区间的信息数据，不满足其中任何某一条件，检索失败。

步骤207：根据信息数据，从预存操纵数据区中检索得到对应的预存操纵数据。

需要说明的是，本步骤中处理器利用检索得到的目标站区间的信息数据，从预存操纵数据区中检索得到对应的预存操纵数据的具体方式可以由设计人员自行设置，如信息数据包括目标站区间的数据起始地址信息时，预存操纵数据区可以包括目标站区间的预存操纵数据对应的数据结束标志；也就是说，由于该信息数据包含目标站区间的数据起始地址信息，处理器可以找到数据起始地址，并结合站区间的数据结束标志，即可得到目标站区间的所有操纵数据(预存操纵数据)。

步骤208：根据列车到当前站中心的相对零点距离和预存操纵数据的越过站中心距离，确定预存操纵数据的相对零点位移。

可以理解的是，为了使机车位置信息坐标系与预存操纵数据元素位置信息坐标系统一，本实施例中检索得到的预存操纵数据的位置信息采用了越过站中心距离描述。对应的，列车(如基于lkj-2000型监控设备的列车)需要使用预存操纵数据时，可以通过本步骤确定预存操纵数据的相对零点位移，即将检索得到的预存操纵数据的位置信息改为相对零点位移描述。

具体的，假设某个预存操纵数据的越过站中心距离为disi，那么该预存操纵数据的相对零点位移dis0i可以通过计算获取的列车到当前站中心的相对零点距离dis0与该预存操纵数据的越过站中心距离disi之和得到，即dis0i＝dis0+disi。

对应的，对于本步骤中列车到当前站中心的相对零点距离的具体方式，即自动驾驶系统控制的机车到当前站中心的相对零点距离的具体方式，可以由设计人员自行设置，如可以从lkj线路数据中获取列车到当前站中心的相对零点距离。只要可以保证处理器能够在本步骤中使用列车到当前站中心的相对零点距离，本实施例对此不做任何限制。

步骤209：根据预存操纵数据，对列车进行驾驶控制。

可以理解的是，本步骤的目的可以为处理器利用位置信息为相对零点位移的预存操纵数据，对列车进行驾驶控制。

对应的，由于本步骤与步骤103相似，在此不再赘述。

本实施例中，本发明实施例中使用更加合理的数据检索算法，提高了预存操纵数据的检索效率；通过根据列车到当前站中心的相对零点距离和预存操纵数据的越过站中心距离，确定预存操纵数据的相对零点位移，避免了lkj线路数据与预存操纵数据不能在同一坐标体系中使用的问题。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种机车自动驾驶系统的结构图。该系统可以包括：

获取模块100，用于获取列车的行驶信息；其中，行驶信息包括目标站区间的交路号、车次编号、当前站站号和下一站站号中的至少一项；

检索模块200，用于根据行驶信息，从预存操纵数据区中检索出对应的预存操纵数据；

控制模块300，用于根据预存操纵数据，对列车进行驾驶控制。

可选的，预存操纵数据的位置信息为越过站中心距离时，控制模块300，可以包括：

坐标调整子模块，用于根据列车到当前站中心的相对零点距离和预存操纵数据的越过站中心距离，确定预存操纵数据的相对零点位移。

可选的，行驶信息包括交路号、当前站站号和下一站站号时，检索模块200，包括：

第一检索子模块，用于根据交路号，在对应的目标站区间的车站区间信息表起始地址索引表数据区，检索得到目标站区间的车站区间信息表起始地址；

第二检索子模块，用于根据车站区间信息表起始地址，找出目标站区间的车站区间信息表；

第三检索子模块，用于根据车站区间信息表、当前站站号和下一站站号，检索得到目标站区间的信息数据；

第四检索子模块，用于根据信息数据，从预存操纵数据区中检索得到预存操纵数据。

可选的，检索模块200，还可以包括：

判断子模块，用于根据交路号，判断预存操纵数据区中是否包含预存操纵数据；若是，向第一检索子模块发送启动信号。

可选的，行驶信息还包括车次编号时，检索模块200，还可以包括：

第五检索子模块，用于根据车次编号，确定车站区间信息表起始地址索引表数据区；其中，车站区间信息表起始地址索引表数据区为上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区或下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

可选的，第五检索子模块，可以包括：

判断单元，用于判断车次编号除以2的余数是否为0；

第一检索单元，用于若余数为0，则检索得到上行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区；

第二检索单元，用于若余数不为0，则检索得到下行交路车站区间信息表起始地址索引表数据区。

此外，本发明实施例还提供了一种机车自动驾驶设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序时实现如上述任一实施例所提供的机车自动驾驶方法的步骤。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统及设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种机车自动驾驶方法、系统及设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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