一种列车精细化相对制动安全防护方法、设备、存储介质与流程

1.本技术涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车精细化相对制动安全防护方法、设备、存储介质。


背景技术：

2.随着我国经济飞速发展和城市化进程不断加快，城市轨道交通已经成为大中型城市公共交通的核心骨干，对于提高人民生活水平、促进国民经济持续快速健康发展和建设智慧城市方面发挥着越来越重要的作用。
3.当前，国内城轨交通的主要制式是地铁，绝大多数地铁线路是基于通信的列车运行控制系统(chinesetraincontrolsystem，cbtc)实现了基于绝对制动安全防护模型的移动闭塞追踪方式。具体来说，绝对制动安全防护理论认为在某个具体时刻，前车像一堵“硬墙”，后车在发生紧急制动的情况下也不能越过该位置。“撞硬墙”方式已经实现了较为高密度的追踪控制，但由于只考虑了前车的静态位置信息，在一定程度上限制了线路运能的释放。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术缺陷之一，本技术提供了一种列车精细化相对制动安全防护方法、设备、存储介质。
5.本技术第一个方面，提供了一种列车精细化相对制动安全防护方法，所述方法包括：
6.获取列车的性能参数；
7.获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件，其中，碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，所述列车紧急制动模型根据工况确定；
8.根据所述性能参数、所述碰撞场景和所述安全条件，确定防护速度。
9.可选地，所述安全条件为：
10.sr(t)＝s
l
(t)+s
0-sf(t)≥s
t
，且，s
t
＜s0；
11.其中，sr(t)为t时刻，所述列车车头至所述列车的前车车尾的距离，s
l
(t)为t时刻相比于初始时刻，所述列车的前车运行的距离，sf(t)为t时刻相比于初始时刻，所述列车运行的距离，s
t
为安全裕量。
12.可选地，所述工况包括牵引工况，惰行工况，常用制动工况；
13.所述列车紧急制动模型为：
14.当列车处于牵引工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程；
15.当列车处于惰行工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历紧急制动建立、紧急制动过程；
16.当列车处于常用制动工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制
动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。
17.可选地，碰撞场景划分为：
18.当列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第一场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第五场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第九场景；
19.其中，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
l1
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
；
20.第一场景中t
l1
＞0，t
f1
＞0，t
up
＝min(t
l1
，t
f1
)，t∈[t0，t
up
]，存在一个碰撞点；
[0021]
第五场景中t
l1
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f2
)，t∈[t
f1
，t
up
]，存在一个碰撞点；
[0022]
第九场景中t
l1
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f3
)，t∈[t
f2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0023]
可选地，碰撞场景划分为：
[0024]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第二场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第六场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十场景；
[0025]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
l1
，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻t
l2
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
；
[0026]
第二场景中t
l2
＞0，t
f1
＞0，t
f1
≥t
l1
，t
up
＝min(t
l2
，t
f1
)，t∈[t
l1
，t
up
]，存在一个碰撞点；
[0027]
第六场景中t
l2
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l2
，t
f2
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点；
[0028]
第十场景中t
l2
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l2
，t
f3
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0029]
可选地，碰撞场景划分为：
[0030]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第三场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第七场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十一场景；
[0031]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
l2
，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制
动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
；
[0032]
第三场景中t
l3
＞0，t
f1
≥t
l2
，t
up
＝min(t
l3
，t
f1
)，t∈[t
l2
，t
up
]，存在一个碰撞点；
[0033]
第七场景中t
l3
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l3
，t
f2
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点；
[0034]
第十一场景中t
l3
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l3
，t
f3
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0035]
可选地，碰撞场景划分为：
[0036]
当列车的前车已停车，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第四场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第八场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十二场景；
[0037]
其中，列车的前车停车的初始时刻为t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
；
[0038]
第四场景中t
f1
＞0，t
f1
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f1
]，存在一个碰撞点；
[0039]
第八场景中t
f2
＞0，t
f2
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f2
]，存在一个碰撞点；
[0040]
第十二场景中t
f3
＞0，t
f3
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f3
]，存在一个碰撞点。
[0041]
可选地，所述根据所述性能参数、碰撞场景划分和安全条件，确定防护速度，包括：
[0042]
在所述碰撞场景中，确定所述性能参数对应的至少一个碰撞场景；
[0043]
根据所述安全条件，确定精细化相对制动安全防护模型；
[0044]
根据精细化相对制动安全防护模型，确定各对应的碰撞场景的防护速度；
[0045]
将所有对应的碰撞场景的防护速度最小值作为最终的防护速度。
[0046]
本技术第二个方面，提供了一种电子设备，包括：
[0047]
存储器；
[0048]
处理器；以及
[0049]
计算机程序；
[0050]
其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如上述第一个方面所述的方法。
[0051]
本技术第三个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行以实现如上述第一个方面所述的方法。
[0052]
本技术提供一种列车精细化相对制动安全防护方法、设备、存储介质，该方法包括：获取列车的性能参数；获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件，其中，碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，列车紧急制动模型根据工况确定；根据性能参数、碰撞场景和安全条件，确定防护速度。
[0053]
本技术引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0054]
另外，在一种实现中，通过对安全条件进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0055]
另外，在一种实现中，通过对列车紧急制动模型进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0056]
另外，在一种实现中，通过对列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0057]
另外，在一种实现中，通过对列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0058]
另外，在一种实现中，通过对列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0059]
另外，在一种实现中，通过对列车的前车已停车时的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0060]
另外，在一种实现中，根据性能参数、碰撞场景划分和安全条件，确定防护速度，实现了通过列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0061]
本技术提供的电子设备，其上计算机程序被处理器执行以引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0062]
本技术提供的计算机可读存储介质，其上的计算机程序被处理器执行以引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
附图说明
[0063]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0064]
图1为本技术实施例提供的一种列车精细化相对制动安全防护方法的流程示意图；
[0065]
图2为本技术实施例提供的相邻辆车防撞的安全条件示意图；
[0066]
图3为本技术实施例提供的针对牵引工况的列车紧急制动模型的示意图；
[0067]
图4为本技术实施例提供的针对惰行工况的列车紧急制动模型的示意图；
[0068]
图5为本技术实施例提供的针对常用制动工况的列车紧急制动模型的示意图。
具体实施方式
[0069]
为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实
施例中的特征可以相互组合。
[0070]
在实现本技术的过程中，发明人发现，绝大多数地铁线路是基于通信的列车运行控制系统实现了基于绝对制动安全防护模型的移动闭塞追踪方式。该方式只考虑了前车的静态位置信息，在一定程度上限制了线路运能的释放。
[0071]
针对上述问题，本技术实施例中提供了一种列车精细化相对制动安全防护方法、设备、存储介质，该方法包括：获取列车的性能参数；获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件，其中，碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，列车紧急制动模型根据工况确定；根据性能参数、碰撞场景和安全条件，确定防护速度。本技术引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0072]
参见图1，本实施例提供的一种列车精细化相对制动安全防护方法的实现流程为：
[0073]
101，获取列车的性能参数。
[0074]
例如，获取如下参数的一种或多种：
[0075]
1、列车牵引切除延时、列车常用制动切除延时、列车紧急制动建立延时。
[0076]
2、列车牵引特性曲线、列车常用制动特性曲线。
[0077]
3、列车最大紧急制动率、列车最小紧急制动率。
[0078]
4、速度误差。
[0079]
5、列车追踪安全裕量。
[0080]
另外，还可以获取列车的前车(为了方便描述，后续用前车代表该列车的前车)及列车的如下性能参数中的一种或多种：
[0081]
1、位置
[0082]
2、速度
[0083]
3、加速度
[0084]
4、牵引制动命令
[0085]
5、坡度
[0086]
本实施例提供的列车精细化相对制动安全防护方法可以通过本步骤获取的性能参数，进行安全考虑，使列车前车尽快停止，列车(即后车)延后停止的处理。处理方法包括但不限于下述的一种或多种：
[0087]
1、适当增大列车追踪安全裕量。
[0088]
2、适当减小列车最小制动率，适当增大列车最大制动率。
[0089]
3、制动模型中前车制动率使用最大制动率，后车使用最小制动率。
[0090]
4、对采集后的速度考虑一定的安全裕量。
[0091]
102，获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件。
[0092]
碰撞场景和安全条件均是预先确定的，本步骤仅获取碰撞场景和安全条件。
[0093]
1、安全条件
[0094]
为考虑相对制动过程中每一时刻的安全，即在相对制动的任意时刻(列车的前车不论是制动状态还是停车状态)，都需要保证后面跟踪列车(即列车，也就是后车)不与前车车尾相撞。由图2相邻辆车防撞的安全条件为：对于前车从触发紧急制动开始到列车(即后车)停车之前的任意时刻t，需要满足前后车的间隔大于等于安全裕量。即安全条件为：
[0095]
sr(t)＝s
l
(t)+s
0-sf(t)≥s
t
，且，s
t
＜s0。
[0096]
其中，sr(t)为t时刻，列车车头至列车的前车车尾的距离，s
l
(t)为t时刻相比于初始时刻，列车的前车运行的距离，sf(t)为t时刻相比于初始时刻，列车运行的距离，s
t
为安全裕量。
[0097]
通过对安全条件进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0098]
2、碰撞场景
[0099]
碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，列车紧急制动模型根据工况确定。
[0100]
1)工况
[0101]
工况包括牵引工况，惰行工况，常用制动工况。
[0102]
2)列车紧急制动模型：
[0103]
传统安全制动模型将紧急制动过程分为三阶段，分别是牵引切除、紧急制动建立和紧急制动。按照三阶段建立起的模型较为保守，触发紧急制动时列车不一定处于牵引状态，因此可以按照列车所处工况的不同，将安全模型进行细化。
[0104]
列车紧急制动过程可以分为三个阶段，即：
[0105]
(1)牵引切除/常用制动切除；
[0106]
(2)紧急制动建立；
[0107]
(3)紧急制动。
[0108]
处于不同工况下的列车触发紧急制动所经历的制动阶段有所不同：
[0109]
当列车处于牵引工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。即当列车处于牵引工况时触发紧急制动，列车紧急制动将经历(1)，(2)，(3)过程。
[0110]
当列车处于惰行工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历紧急制动建立、紧急制动过程。即当列车处于惰行工况时触发紧急制动，列车紧急制动将经历(2)，(3)过程。
[0111]
当列车处于常用制动工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。即列车处于常用制动工况时触发紧急制动，列车紧急制动将经历(1)，(2)，(3)过程。
[0112]
图3示出了针对牵引工况的列车紧急制动模型，图4示出了针对惰行工况的列车紧急制动模型，图5示出了针对常用制动工况的列车紧急制动模型。
[0113]
通过对列车紧急制动模型进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0114]
3)碰撞场景
[0115]
根据不同工况下的安全防护模型，前车存在牵引/制动切除、紧急制动建立、紧急制动和停车四种场景，列车(即后车)存在牵引/制动切除、紧急制动建立和紧急制动三种场景，停车场景在认为前车不会退行的假设条件下属于安全场景，故不予考虑。因此根据排列组合原因，可以划分出共计12种列车碰撞场景。
[0116]
1、前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程
[0117]
当列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程，则
[0118]
1)将列车(即后车)紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第一场
景；
[0119]
2)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第五场景；
[0120]
3)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动的过程划分为第九场景。
[0121]
其中，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
l1
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0122]
第一场景中t
l1
＞0，t
f1
＞0，t
up
＝min(t
l1
，t
f1
)，t∈[t0，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0123]
第五场景中t
l1
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f2
)，t∈[t
f1
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0124]
第九场景中t
l1
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f3
)，t∈[t
f2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0125]
通过对列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0126]
2、前车紧急制动处于紧急制动建立过程
[0127]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程，则
[0128]
1)将列车(即后车)紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第二场景；
[0129]
2)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第六场景；
[0130]
3)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十场景。
[0131]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
l1
，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻t
l2
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0132]
第二场景中t
l2
＞0，t
f1
＞0，t
f1
≥t
l1
，t
up
＝min(t
l2
，t
f1
)，t∈[t
l1
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0133]
第六场景中t
l2
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l2
，t
f2
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0134]
第十场景中t
l2
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l2
，t
f3
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0135]
通过对列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0136]
3、前车紧急制动处于紧急制动过程
[0137]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动过程，则
[0138]
1)将列车(即后车)紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第三场
景；
[0139]
2)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第七场景；
[0140]
3)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十一场景。
[0141]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
l2
，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0142]
第三场景中t
l3
＞0，t
f1
≥t
l2
，t
up
＝min(t
l3
，t
f1
)，t∈[t
l2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0143]
第七场景中t
l3
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l3
，t
f2
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0144]
第十一场景中t
l3
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l3
，t
f3
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0145]
通过对列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0146]
4、前车已停车
[0147]
当列车的前车已停车，则
[0148]
1)将列车(即后车)紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第四场景；
[0149]
2)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第八场景；
[0150]
3)将列车(即后车)紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十二场景。
[0151]
其中，列车的前车停车的初始时刻为t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0152]
第四场景中t
f1
＞0，t
f1
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f1
]，存在一个碰撞点。
[0153]
第八场景中t
f2
＞0，t
f2
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f2
]，存在一个碰撞点。
[0154]
第十二场景中t
f3
＞0，t
f3
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f3
]，存在一个碰撞点。
[0155]
通过对列车的前车已停车时的碰撞场景划分进行明确，保证了最终防护速度的准确性，进而进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0156]
综上，得到表1所示的十二种场景。
[0157]
表1
[0158][0159][0160]
103，根据性能参数、碰撞场景和安全条件，确定防护速度。
[0161]
1、在碰撞场景中，确定性能参数对应的至少一个碰撞场景。
[0162]
基于列车参数可以确定当前列车安全防护会产生哪些碰撞场景。
[0163]
2、根据安全条件，确定精细化相对制动安全防护模型。
[0164]
例如，无论工况怎么变化，将精细化相对制动安全防护模型统一为：
[0165]
y(t)＝sr(t)-s
t
＝s
l
(t)-sf(t)+s
0-s
t
＞0。
[0166]
其中，t∈[t
lo
，t
up
]。
[0167]
将s
l
(t)和sf(t)以速度、加速度展开后，上式可简化为：
[0168][0169]
其中：参数a、b和c根据不同具体场景下有不同的取值。
[0170]
δv＝v
l0-v
f0
，例外的，前车已经停车时，s
l
(t)为常值，因此有δv＝-v
f0
。
[0171]
分析y(t)可知，y(t)是一条二次曲线，对称轴为：
[0172][0173]
3、根据精细化相对制动安全防护模型，确定各对应的碰撞场景的防护速度。
[0174]
根据各对应的碰撞场景求解精细化相对制动安全防护模型，得到各对应的碰撞场景的防护速度。
[0175]
例如，对于t∈[t
lo
，t
up
](此处的[t
lo
，t
up
]为各对应的碰撞场景的t
lo
和t
up
)，y(t)可能在t＝t
lo
、t＝t
up
、t＝t
sy
处取得最小值。因此，对于不同的情况，保证最小值大于0即可。
[0176]
4、将所有对应的碰撞场景的防护速度最小值作为最终的防护速度。
[0177]
在所有场景所求得的防护速度中取最小值，即为最终所求。
[0178]
根据性能参数、碰撞场景划分和安全条件，确定防护速度，实现了通过列车运行工
况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0179]
本实施例提供的方法引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0180]
本实施例提供的列车精细化相对制动安全防护方法，收集列车性能参数，并基于安全的考虑对其进行适当处理；建立列车以相对制动追踪时的安全条件，并考虑不同工况下的列车紧急制动模型；根据列车紧急制动模型针对前后车进行碰撞场景划分，并根据安全条件分场景作精细化讨论和求解防护速度，可以进一步缩短移动闭塞追踪下的列车追踪间距，最大限度的释放系统运能，可大幅度提高后车的安全防护速度，缩小列车运行间隔，提高行车效率。
[0181]
本实施例提供一种列车精细化相对制动安全防护方法，该方法包括：获取列车的性能参数；获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件，其中，碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，列车紧急制动模型根据工况确定；根据性能参数、碰撞场景和安全条件，确定防护速度。通过引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0182]
基于列车精细化相对制动安全防护方法的同一发明构思，本实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：存储器，处理器，以及计算机程序。
[0183]
其中，计算机程序存储在存储器中，并被配置为由处理器执行以实现上述列车精细化相对制动安全防护方法。
[0184]
具体的，
[0185]
获取列车的性能参数。
[0186]
获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件，其中，碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，列车紧急制动模型根据工况确定。
[0187]
根据性能参数、碰撞场景和安全条件，确定防护速度。
[0188]
可选地，安全条件为：
[0189]
sr(t)＝s
l
(t)+s
0-sf(t)≥s
t
，且，s
t
＜s0。
[0190]
其中，sr(t)为t时刻，列车车头至列车的前车车尾的距离，s
l
(t)为t时刻相比于初始时刻，列车的前车运行的距离，sf(t)为t时刻相比于初始时刻，列车运行的距离，s
t
为安全裕量。
[0191]
可选地，工况包括牵引工况，惰行工况，常用制动工况。
[0192]
列车紧急制动模型为：
[0193]
当列车处于牵引工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。
[0194]
当列车处于惰行工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历紧急制动建立、紧急制动过程。
[0195]
当列车处于常用制动工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。
[0196]
可选地，碰撞场景划分为：
[0197]
当列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第一场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第五场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第九场景。
[0198]
其中，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
l1
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0199]
第一场景中t
l1
＞0，t
f1
＞0，t
up
＝min(t
l1
，t
f1
)，t∈[t0，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0200]
第五场景中t
l1
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f2
)，t∈[t
f1
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0201]
第九场景中t
l1
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f3
)，t∈[t
f2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0202]
可选地，碰撞场景划分为：
[0203]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第二场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第六场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十场景。
[0204]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
l1
，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻t
l2
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0205]
第二场景中t
l2
＞0，t
f1
＞0，t
f1
≥t
l1
，t
up
＝min(t
l2
，t
f1
)，t∈[t
l1
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0206]
第六场景中t
l2
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l2
，t
f2
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0207]
第十场景中t
l2
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l2
，t
f3
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0208]
可选地，碰撞场景划分为：
[0209]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第三场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第七场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十一场景。
[0210]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
l2
，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过
程的终止时刻为t
f3
。
[0211]
第三场景中t
l3
＞0，t
f1
≥t
l2
，t
up
＝min(t
l3
，t
f1
)，t∈[t
l2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0212]
第七场景中t
l3
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l3
，t
f2
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0213]
第十一场景中t
l3
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l3
，t
f3
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0214]
可选地，碰撞场景划分为：
[0215]
当列车的前车已停车，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第四场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第八场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十二场景。
[0216]
其中，列车的前车停车的初始时刻为t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0217]
第四场景中t
f1
＞0，t
f1
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f1
]，存在一个碰撞点。
[0218]
第八场景中t
f2
＞0，t
f2
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f2
]，存在一个碰撞点。
[0219]
第十二场景中t
f3
＞0，t
f3
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f3
]，存在一个碰撞点。
[0220]
可选地，根据性能参数、碰撞场景划分和安全条件，确定防护速度，包括：
[0221]
在碰撞场景中，确定性能参数对应的至少一个碰撞场景。
[0222]
根据安全条件，确定精细化相对制动安全防护模型。
[0223]
根据精细化相对制动安全防护模型，确定各对应的碰撞场景的防护速度。
[0224]
将所有对应的碰撞场景的防护速度最小值作为最终的防护速度。
[0225]
本实施例提供的电子设备，其上计算机程序被处理器执行以引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0226]
基于列车精细化相对制动安全防护方法的同一发明构思，本实施例提供一种计算机可其上存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行以实现上述列车精细化相对制动安全防护方法。
[0227]
具体的，
[0228]
获取列车的性能参数。
[0229]
获取碰撞场景和列车相对制动追踪时的安全条件，其中，碰撞场景根据列车紧急制动模型划分，列车紧急制动模型根据工况确定。
[0230]
根据性能参数、碰撞场景和安全条件，确定防护速度。
[0231]
可选地，安全条件为：
[0232]
sr(t)＝s
l
(t)+s
0-sf(t)≥s
t
，且，s
t
＜s0。
[0233]
其中，sr(t)为t时刻，列车车头至列车的前车车尾的距离，s
l
(t)为t时刻相比于初始时刻，列车的前车运行的距离，sf(t)为t时刻相比于初始时刻，列车运行的距离，s
t
为安全裕量。
[0234]
可选地，工况包括牵引工况，惰行工况，常用制动工况。
[0235]
列车紧急制动模型为：
[0236]
当列车处于牵引工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。
[0237]
当列车处于惰行工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历紧急制动建立、紧急制动过程。
[0238]
当列车处于常用制动工况时触发紧急制动，列车紧急制动经历牵引切除/常用制动切除、紧急制动建立、紧急制动过程。
[0239]
可选地，碰撞场景划分为：
[0240]
当列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第一场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第五场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第九场景。
[0241]
其中，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车的前车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
l1
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0242]
第一场景中t
l1
＞0，t
f1
＞0，t
up
＝min(t
l1
，t
f1
)，t∈[t0，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0243]
第五场景中t
l1
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f2
)，t∈[t
f1
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0244]
第九场景中t
l1
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l1
，t
up
＝min(t
l1
，t
f3
)，t∈[t
f2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0245]
可选地，碰撞场景划分为：
[0246]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第二场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第六场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十场景。
[0247]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
l1
，列车的前车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻t
l2
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0248]
第二场景中t
l2
＞0，t
f1
＞0，t
f1
≥t
l1
，t
up
＝min(t
l2
，t
f1
)，t∈[t
l1
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0249]
第六场景中t
l2
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l2
，t
f2
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0250]
第十场景中t
l2
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l2
，t
f3
≥t
l1
，t
lo
＝max(t
l1
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l2
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0251]
可选地，碰撞场景划分为：
[0252]
当列车的前车紧急制动处于紧急制动过程，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第三场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第七场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十一场景。
[0253]
其中，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
l2
，列车的前车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0254]
第三场景中t
l3
＞0，t
f1
≥t
l2
，t
up
＝min(t
l3
，t
f1
)，t∈[t
l2
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0255]
第七场景中t
l3
＞0，t
f2
＞0，t
f1
≤t
l3
，t
f2
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f1
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f2
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0256]
第十一场景中t
l3
＞0，t
f3
＞0，t
f2
≤t
l3
，t
f3
≥t
l2
，t
lo
＝max(t
l2
，t
f2
)，t
up
＝min(t
l3
，t
f3
)，t∈[t
lo
，t
up
]，存在一个碰撞点。
[0257]
可选地，碰撞场景划分为：
[0258]
当列车的前车已停车，则将列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除的过程划分为第四场景，将列车紧急制动处于紧急制动建立的过程划分为第八场景，将列车紧急制动处于紧急制动的过程划分为第十二场景。
[0259]
其中，列车的前车停车的初始时刻为t
l3
，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的初始时刻为t0，列车紧急制动处于牵引切除/常用制动切除过程的终止时刻t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的初始时刻为t
f1
，列车紧急制动处于紧急制动建立过程的终止时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的初始时刻为t
f2
，列车紧急制动处于紧急制动过程的终止时刻为t
f3
。
[0260]
第四场景中t
f1
＞0，t
f1
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f1
]，存在一个碰撞点。
[0261]
第八场景中t
f2
＞0，t
f2
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f2
]，存在一个碰撞点。
[0262]
第十二场景中t
f3
＞0，t
f3
≥t
l3
，t∈[t
l3
，t
f3
]，存在一个碰撞点。
[0263]
可选地，根据性能参数、碰撞场景划分和安全条件，确定防护速度，包括：
[0264]
在碰撞场景中，确定性能参数对应的至少一个碰撞场景。
[0265]
根据安全条件，确定精细化相对制动安全防护模型。
[0266]
根据精细化相对制动安全防护模型，确定各对应的碰撞场景的防护速度。
[0267]
将所有对应的碰撞场景的防护速度最小值作为最终的防护速度。
[0268]
本实施例提供的计算机可读存储介质，其上的计算机程序被处理器执行以引入列车运行工况的动态信息，将列车追踪运行划分为多个场景从而精细化地考虑不同运行场景下的安全防护，可以进一步缩小列车运行间隔，提升行车效率。
[0269]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产
品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0270]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0271]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0272]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0273]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0274]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。