一种高速铁路改进控车方法、算法存储介质及设备

本发明涉及轨道交通和智能运输，更具体地说，它涉及一种高速铁路改进控车方法、算法存储介质及设备。

背景技术：

1、随着我国高速铁路的迅速发展，对于高速铁路的运行效率也提出了更高的要求。列车追踪间隔是影响高速铁路运行效率的重要因素，目前我国多数线路只能实现5分钟的列车追踪间隔，部分繁忙干线无法满足日益增长的客流需求。为了压缩列车追踪间隔以提高运行效率，专利zl202210644374.1提出了一种新型控车方法，即“撞软墙”和“撞硬墙”相结合的控车方法，其控车原理请参见图1所示。

2、但是，发明人研究发现，该控车方法尚存在以下问题：

3、1.当前车速度大于后车时，前车的紧急制动距离可能会大于后车的常用制动距离，导致推算得到的后车的制动点位于前车紧急制动距离范围内，不能保证行车安全问题。

4、2.高速列车运行速度快，为提高计算效率，普遍采用减速度分段的方式计算控车曲线，在满足一定约束的情况下分段越少越好。但在当前控车方法下，尚未有一个兼顾前后车速度的减速度分段方法。

5、因此，本发明针对新型控车方法的特点改进控车算法，解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请提供一种高速铁路改进控车方法、算法存储介质及设备，针对目前新型控车方法存在的不足进行改进。

2、本申请第一方面，提供一种高速铁路改进控车方法，包括：

3、当前方预设距离内存在其他列车时，获取前车速度和后车速度，分析前车速度是否大于后车速度，如大于，则采用基础控车模式，保证后车与前车保持一个前车紧急制动距离；

4、如小于，则采用第二控车模式，第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；

5、其中，所述第二控车模式的实现算法包括：

6、获取列车车型和路线参数；

7、根据所述列车车型和路线参数计算前、后列车不同速度等级下的常用制动距离和紧急制动距离；

8、根据约束条件和后车在第二控车模式下的常用制动距离计算公式确定后车减速度取值范围；

9、对后车减速度取值范围进行合并，获得前、后车车速分段对应的后车减速度取值，用于控制后车减速度。

10、采用上述技术方案，在前车速度大于后车速度时，不再进行复杂的计算，后车只需保证与前车距离一个紧急制动距离即可；在前车速度小于后车速度时，则需要计算减速度的取值，并实现减速度分段。相比于现有的新型控车方法，本方法保证前车速度大于后车时的行车安全问题，同时兼顾前后车速度实现减速度分段，提高列车运行时的控车效率。

11、在一种可能的实施方式中，对后车减速度取值范围进行合并，获得前、后车车速分段对应的后车减速度取值，用于控制后车减速度，包括：

12、step1:基于新型控车方法下常用制动减速度取范围表，从a350，350沿后车方向向上合并，合并至终止条件，停止合并，记录该减速度取值和相应的后车速度。

13、step2:沿前车方向向左搜索，即查找step1中的减速度取值在哪些前车速度对应的减速度取值范围中存在，查找结束后，记录这些速度合并。

14、step3:将已经完成合并的后车速度与前车速度进行整理，作为一个分段，减速度值即为step1中的减速度取值。

15、step4:在表格中删除已经完成合并的后车速度与前车速度部分，继续重复step1-4，直至所有速度均被删除。

16、在一种可能的实施方式中，所述终止条件为合并前后的减速度取值没有交集。

17、在一种可能的实施方式中，根据所述列车车型和路线参数计算前、后列车不同速度等级下的常用制动距离和紧急制动距离，包括：

18、计算撞硬墙控车方法下后车的常用制动距离

19、计算第二控车模式下的后车的常用制动距离

20、计算后车的紧急制动距离

21、计算前车的紧急制动距离

22、在一种可能的实施方式中，根据约束条件和后车在第二控车模式下的常用制动距离计算公式确定后车减速度取值范围，包括：

23、根据约束条件获得第二控车模式下的常用制动距离的取值范围；

24、根据第二控车模式下的常用制动距离计算公式反推后车减速度取值范围。

25、在一种可能的实施方式中，所述约束条件为：

26、

27、

28、式中，l追踪为前后列车的追踪距离，m；为前车紧急制动距离，m；v通为后车运行速度，m/s；t安全冗余为安全冗余时间，s；为撞硬墙控车方法下后车的常用制动距离，m。

29、在一种可能的实施方式中，第二控车模式下的常用制动距离的取值范围为：

30、

31、式中，为前车的紧急制动距离，m；l列为前车列车长，m；v通为后车运行速度，m/s；t安全冗余为安全冗余时间，s。

32、在一种可能的实施方式中，后车减速度取值范围为：

33、

34、

35、式中，a’常(min)和a’常(max)为后车常用制动减速度的最小值和最大值，v后为后车当前速度，m/s；为后车由于基本阻力产生的减速度，m/s2；为列车的空走时间，s。

36、本申请第二方面提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的一种高速铁路改进控车方法中的第二控车模式的实现算法。

37、本申请第三方面提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的一种高速铁路改进控车方法中的第二控车模式的实现算法。

38、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：在前车速度大于后车速度时，调整控车方式为保证后车与前车距离一个紧急制动距离，保证行车安全；提供一种兼顾前后车速度实现减速度分段的算法，使得高速列车在运行时，无需进行复杂的计算，只需获得前、后车车速即可确定后车的减速度，控制后车的行驶状态。

技术特征：

1.一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，对后车减速度取值范围进行合并，获得前、后车车速分段对应的后车减速度取值，用于控制后车减速度，包括：

3.根据权利要求2所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，所述终止条件为合并前后的减速度取值没有交集。

4.根据权利要求1所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，根据所述列车车型和路线参数计算前、后列车不同速度等级下的常用制动距离和紧急制动距离，包括：

5.根据权利要求4所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，根据约束条件和后车在第二控车模式下的常用制动距离计算公式确定后车减速度取值范围，包括：

6.根据权利要求5所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，所述约束条件为：

7.根据权利要求6所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，第二控车模式下的常用制动距离的取值范围为：

8.根据权利要求7所述的一种高速铁路改进控车方法，其特征在于，后车减速度取值范围为：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的一种高速铁路改进控车方法中的第二控车模式的实现算法。

10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的一种高速铁路改进控车方法中的第二控车模式的实现算法。

技术总结
本发明公开了一种高速铁路改进控车方法、算法存储介质及设备，涉及轨道交通和智能运输技术领域，解决了现有新型控车算法在前车速度大于后车时不能保证行车安全、尚未提供兼顾前后车速度的减速度分段方法的问题，其技术方案要点是：当前方预设距离内存在其他列车时，获取前车速度和后车速度，分析前车速度是否大于后车速度，如大于，则采用基础控车模式；如小于，则采用第二控车模式；第二控车模式的实现算法包括：获取列车车型和路线参数；计算前、后列车不同速度等级下的常用制动距离和紧急制动距离；根据约束条件确定后车减速度取值范围；对后车减速度取值范围进行合并，获得前、后车车速分段对应的后车减速度取值，用于控制后车减速度。

技术研发人员：张守帅,高前,骆泳吉,李微
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15