一种有轨电车控制系统及最大运行速度控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及城市有轨交通控制，尤其是涉及一种安全性较高的有轨电车控制系统及最大运行速度控制方法。
【背景技术】
[0002]现代城市交通中，地铁以准点、运量大、投资大的特点成为目前国内大城市首选交通模式，但其投资过大、造成财政负担过重等负面影响也日益显现。而有轨电车则以其投资小、建设周期短、运量适中、项目审批简单等优点，成为受广大大中城市青睐的新型轨道交通模式。
[0003]地铁是在地下全封闭的状态下运行，通过ATP技术进行实时监控，驾驶也可实现全自动无人驾驶，达到SIL4的安全等级。而有轨电车则不得不在半隔离或混行模式下在城市里行使，由此产生了一个安全驾驶的问题。虽然欧美100多年来都采用驾驶员目测驾驶，凭借驾驶员的高素质和市民的高素质以及一整套的信号及安全技术系统而没有发生特大型的事故，但和国外不同的是中国大中城市的高峰时间，十字路口(平岔道口)或人流密集段的人流量是欧美国家不能相提并论的，也是超出国外专家的想像和设计理念的。同时目前国内市民文明出行的习惯也远远没有达到国外城市市民100多年来养成的文明习惯。即使采用国外达到SIL3标准最安全的信号及安全控制系统，有轨电车在中国城市行驶还是存在巨大的安全隐患。
[0004]中华人民共和国国家知识产权局于2000年11月8日公开了公开号为CN1272436A的专利文献，名称是一种实时显示地铁运行状态的监测系统。其包括光纤、光时域反射仪(OTDR),光时域反射仪连接在光纤的任意一端,其还包括机械位移传感机构，所述的机械位移传感机构按一定的密度分布在光纤上。此方案通过机械位移传感机构将列车位置信息反应到光时域发射仪上，从而对列车进行定位，但此方案不适用于有轨电车。
【发明内容】
[0005]本发明主要是解决现有技术所存在的缺乏对有轨电车的有效安全保障系统的技术问题，提供一种安全性高、适用面广、对影响因子考虑全面的有轨电车控制系统及最大运行速度控制方法。
[0006]本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种有轨电车最大运行速度控制方法，包括以下步骤:
501、系统启动；
502、系统自检，如果有设备由于自检未通过而发出报警信号，则停机报警，否则进入步骤 S03 ；
503、判断能见度是否大于能见度阈值，如果是，则设定雾霾限制速度Vi.为基础速度W，然后进入步骤S04 ;如果能见度小于或等于能见度阈值，则根据能见度计算雾霾限制速度K/，然后进入步骤S04 ； 504、判断当天是否为霜冻天气，如果是霜冻天气则进入步骤S05;如果不是霜冻天气则设定第一中间速度Vl为基础速度W，并进入步骤S06 ；
505、判断本车是否为本线路上当天的第一趟车次，如果是则第一中间速度Vl由以下公式得出-.Vl=VOXKl, VO为基础速度，Z/为霜冻系数，然后进入步骤S06 ;如果本车不是当前线路上的第一趟车次则设定第一中间速度Vl为基础速度W，并进入步骤S06 ；
506、根据降水量调整第三中间速度K?；
507、根据车辆载重调整第四中间速度V4；
508、比较第四中间速度沒和雾霾限制速度Ki的大小，取其中的较小值为电车最大运行速度Vmax。
[0007]如果是霜冻天气，车辆在有结霜的轨道上刹车时的摩擦力会比正常情况小，所以需要降低运行速度。第一趟车经过以后轨道上的霜会被消除掉，对后续车辆不产生影响，故而只需要第一趟车减速通过。Kl取值范围是0.8-0.9。
[0008]作为优选，所述根据降水量调整电车运行速度包括以下步骤:
5061、判断2小时内是否有降水，如果是，则第二中间速度D由以下公式得出:V2=V1 XK2,K2为降水系数，然后进入步骤S062 ;如果2小时内没有降水，则设定第二中间速度K?为第一中间速度K/，然后进入步骤S063 ；
5062、判断当前环境温度是否大于O摄氏度，如果是，则进入步骤S063;如果当前环境温度小于或等于O摄氏度，则第三中间速度K?由以下公式确定U=V2XJa，K3为结冰系数，然后进入步骤S07;
5063、设定第三中间速度K?为第二中间速度C，然后进入步骤S07。
[0009]如果有降水，也会使电车与轨道摩擦力减小，从而导致刹车距离加大，所以需要降低速度上限，如果气温低于O摄氏度，会使降水在轨道上形成冰冻，进一步减小摩擦力，相应的速度上限也应当进一步降低。K2的取值范围是0.8-0.9,K3的取值范围是0.7-0.8。
[0010]作为优选，所述根据车辆载重确定电车运行最大速度具体为:
当载重量为满载时，第四中间速度沒由以下公式确定'V4=V3XK41，K41为满载系数； 当载重量为半载时，第四中间速度沒由以下公式确定:沒二为半载系数； 当载重量为半载时，设定第四中间速度沒为第三中间速度K?；
满载为电车载重量在最大负荷的75%以上，半载为电车载重量在最大负荷的25%-75% ；空载为电车载重量在最大负荷的25%以下。
[0011]车辆在载重量不同的情况下刹车距离不同，载重越大则刹车距离越长，所以需要根据载重对最大速度进行修正。K41的取值范围是0.8-0.m，K42的取值范围是0.9-0.95。
[0012]作为优选，所述雾霾限制速度Vi由以下公式确定:
Vi=1、14.44+2S/a)°-s-3.8]a
式中，^为能见度，a为电车刹车时的速度变化率。
[0013]司机在发现前方障碍以后的反应时间为ls，系统反应时间不超过1.2s，转辙设定时间为1.6s，也就是说在前方障碍出现在司机眼中开始到电车开始制动所需要的时间为ls+1.2s+l.6s=3.8s，电车运行速度为K，3.8s内经过的距离为8V,电车减速到静止所需时间为K/a，减速过程经过的距离为Z/為，为保证列车与前方障碍不发生碰撞，能见度S必须大于2 8V+f/2a,即S 彡 3.8V+f/2a
计算得出，电车运行速度[(14.44+2S/aY5-3.S^a,故雾霾限制速度Vj'= [ {14.44+2S/a)0'5-3.8]a。
[0014]从安全角度考虑，电车刹车时的速度变化率也和降水、冰冻、载重的情况挂钩，需要根据实际情况进行调整。
[0015]一种有轨电车控制系统，包括能见度检测仪、温度计、雨量计、无源信标、信标读写器、第一无线通信模块、路由器、中心服务器、红外发射器、红外接收器和第二无线通信模块，所述无源信标有若干个，无源信标设置在轨道旁；信标读写器设置在电车前部下方，所述第一无线通信模块与信标读写器连接，所述中心服务器与路由器连接，所述红外发射器设置在电车头部，所述红外接收器设置在轨道旁，所述红外接收器与第二无线通信