一种列车运行控制设备和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及列车运行控制技术，具体地，涉及一种列车运行控制设备和方法。
【背景技术】
[0002]列车(特别是重载列车)的站间运行时间数据固化在车载设备上，只有在线路条件发生变化时才会对其进行调整，所以只有司机根据经验行车来满足站间运行时间的要求。在列车接近或到达一个站台时，地面调度员会通过无线电的方式告诉司机该列车是否满足站间运行时间的要求，如果列车运行时间超过了运行时间的要求，地面调度员就会要求司机加快运行速度，如果由于某种原因导致列车的站间运行时间偏移计划运行时间，就只能更改调度计划。
[0003]然而，不同司机的驾驶习惯和经验往往有很大的差别，目前也没有统一的运行曲线来规范司机的操作，这会导致列车无法按照规划的站间运行时间行车，从而会影响整条线路的运行计划。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种列车运行控制设备和方法，用于解决使列车满足站间运行时间要求的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种列车运行控制设备，该列车运行经过两个站点形成的限速段，该限速段包括一个或多个限速区间，该设备包括:接收器，用于接收各个限速区间的区间长度、列车加速度、和所述列车的初始速度和在各个限速区间的限制速度;控制器，用于根据所述限制速度来计算所述列车在各个限速区间的惰行速度，使得根据所述区间长度、所述列车加速度、所述初始速度和该惰行速度得到的所述列车的站间运行时间处于预定时间范围内，并根据所计算的惰行速度控制所述列车的运行。
[0006]相应地，本发明还提供了一种列车运行控制方法，该列车运行经过两个站点形成的限速段，该限速段包括一个或多个限速区间，该方法包括:接收各个限速区间的区间长度、列车加速度、和所述列车的初始速度和在各个限速区间的限制速度;根据所述限制速度来计算所述列车在各个限速区间的惰行速度，使得根据所述区间长度、所述列车加速度、所述初始速度和该惰行速度得到的所述列车的站间运行时间处于预定时间范围内，并根据所计算的惰行速度控制所述列车的运行。。
[0007]通过上述技术方案，本发明通过计算列车在各个限速区间的惰行速度，并据此计算列车的站间运行时间，通过判断所计算的站间运行时间是否处于预定时间范围来确定列车的运行速度，从而保证列车的实际运行时间满足运行时间的要求。
[0008]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0009]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0010]图1是本发明提供的列车运行控制设备的框图；
[0011]图2是本发明提供的限制区间分类图示；
[0012]图3是本发明提供的最短站间运行时间的运行曲线示意图；
[0013]图4是本发明提供的第一次迭代后的站间运行曲线示意图；
[0014]图5是本发明提供的根据第一站间运行曲线30计算得到的站间运行时间大于预定时间范围的上限的情况下进行第二次迭代后得到的站间运行曲线示意图；
[0015]图6是本发明提供的根据第一站间运行曲线30计算得到的站间运行时间小于预定时间范围的下限的情况下进行第二次迭代后得到的站间运行曲线示意图；
[0016]图7是本发明【具体实施方式】提供的迭代计算的示例的图示；以及
[0017]图8是本发明提供的列车运行控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019]图1是本发明提供的列车运行控制设备的框图，如图1所示，该设备包括接收器和控制器。其中，接收器用于接收各个限速区间的区间长度、列车加速度、和列车的初始速度和在各个限速区间的限制速度;控制器用于根据限Φ随度来计算列车在各个限速区间的惰行速度，使得根据区间长度、列车加速度、初始速度和该惰行速度得到的列车的站间运行时间处于预定时间范围内，并根据所计算的惰行速度控制所述列车的运行。
[0020]其中，列车在运行过程中往往会经过多个站点，每两个站点之间的线路称为一个限速段，由于地形等原因，每个限速段又会包括一个或多个限速区间，对于一个限速段包括一个限速区间的情况，容易理解在该限速段中的限制速度相同，对于一个限速段包括多个限速区间的情况，每个限速区间的限制速度不相同。一般情况下，限速区间按照限制速度的不同可以划分为上弓形、下弓形、上阶形、下阶形四种区间类型，如图2所示，图2是本发明提供的限制区间分类图示。
[0021]在列车从一个站点出发时，初始速度为O，这种情况出现在列车启动之前或是启动同时来计算站间运行时间，当然，如果控制器是在列车运行过程中开始计算站间运行时间，那么初始速度就为列车的当前运行速度。
[0022]其中，列车加速度是一个矢量，在列车加速时，该列车加速度为正值，在列车减速时，该列车加速度为负值。
[0023]以上所描述的控制器计算列车的站间运行时间一般是每间隔一段时间就要计算一次，应当理解的是，假设整个限速段的预定时间范围为20分钟至22分钟，如果在列车运行至一半的情况下所耗费的时间为15分钟，这表示列车在前一半限速段的速度太慢，这样计算得到列车在后一半限速段的惰行速度就会比在列车启动之前所计算的后一半限速段的惰行速度要快，因为这样才能保证站间运行时间处于预定时间范围内。
[0024]为了防止列车超速，各个限速区间的限制速度分别为各个限速区间的最大速度与速度安全余量之差，本领域技术人员可以根据需要自行设定该速度安全余量。
[0025]其中，控制器还用于根据各个限速区间的限制速度和预先设定的初始值通过二分法迭代计算得到列车在各个限速区间的惰行速度。也就是说，通过二分法迭代来计算惰行速度，根据计算得到的惰行速度并结合区间长度、列车加速度、初始速度来计算列车的站间运行时间，直至所计算的站间运行时间处于预定时间范围内才停止迭代计算，并根据所计算的与站间运行时间处于预定时间范围内相对应的惰行速度来控制列车的运行。惰行速度是列车在一个限速区间的非加速、非减速阶段的行驶速度，例如，列车在一个限速区间的行驶速度从O开始加速，最终以行驶速度为O停止运行，那么该列车从O开始加速直至达到惰行速度，在快到终点时再减速至O，这种情况下，惰行速度就是该限速区间的最大速度。
[0026]下面对以上所描述的通过二分法迭代计算惰行速度进行详细阐述。
[0027]图3是本发明提供的最短站间运行时间的运行曲线20示意图，在图3中，A站到B站是一个限速段10，该限速段10包括5个限速区间，分别为第I限速区间、第2限速区间、第3限速区间、第4限速区间、第5限速区间，在图3中分别以1、2、3、4、5进行标识。如果希望得到最短站间运行时间，其运行速度就应当保持最大，然而，为了保证安全，这里的限制速度Vcx(x标识限速区间的标识，例如，Vu表示第I限速区间的限制速度)与限制速度之间应当保证一个速度安全余量AVο在图3及本发明其他实施例中，在列车需要进行加速减速时，均以最大加速度V.和最大减速度V—进行加速和减速。
[0028]如果列车以图3所示的最短站间运行时间的运行曲线20运行，那么列车在A站与B站之间的运行时间也是最短的，即最短站间运行时间，然而，如果该最短站间运行时间仍大于预定时间范围的上限，那么已经没有迭代空间，列车就以该最短站间运行时间的运行曲线20运行。然而，如果该最短站间运行时间处于预定时间范围内(即大于或等于预定时间范围的下限并小于或等于预定时间范围的上限)，也不需要进行迭代，列车就以该最短站间运行时间的运行曲线20运行。
[0029]然而，如果该最短站间运行时间小于预定时间范围的下限，那么就需要对列车的惰行速度进行迭代计算。图4是本发明提供的第一次迭代后的站间运行曲线30示意图，在第一次迭代中，最大值Vmax = Vcx，最小值Vmin = O (本领域技术人员应当理解，在第一次迭代中的最小值也可以不是0，具体参数可以根据实际情况自行设定)，第一次迭代所计算的惰行速度Vcx，= ( Vmax+Vmin )/2 = Vcx/2o根据计算得到的第一站间运行曲线30来计算站间运行时间，在该站间运行时间处于预定时间范围内的情况下，迭代结束，控制器根据所计算的惰行速度和由此得到