一种用于全自动无人驾驶的ATS自动洗车设计方法与流程

一种用于全自动无人驾驶的ats自动洗车设计方法
技术领域
1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于全自动无人驾驶的ats自动洗车设计方法。


背景技术：

2.在城市轨道交通系统中，目前的列车大部分均采用人工清洗的方式，该方式存在成本高、效率低、洗车质量不高及存在人身安全防护等缺点。
3.经过检索中国专利公开号cn106560357a公开了一种列车全自动主动洗车方法及装置，包括：根据全自动洗车装置对列车里程统计或人工启动洗车请求，列车转换为洗车模式并由存车库进入洗车机，根据洗车机的状态进入洗车区域并停在第一次洗车区域开始头端清洗，清洗完毕后，在全自动洗车装置的控制下，列车以设定速度移动并进行侧面清洗，当列车运行至第二次洗车区域时自动停车，在保持列车静止并获得确认后全自动洗车装置对列车尾端进行清洗，清洗完毕后开始发送列车模式切换命令，并同时继续侧面清洗，在获得列车模式转换确认后，停止清洗，列车运行至指定位置停车，以上列车的运动和停车均由系统全自动控制。
4.但是在无人驾驶项目中，每个车都需要配备自己洗车功能，由于每个项目的需求类似，但又不同，每次启动一个新的项目，软件开发和项目设计都要投入很大的人力，才能实现新项目的需求，因此如何来设计一套洗车流程的模板，软件开发人员无需开发软件，只需项目设计人员识别出新项目的需求，对模板进行适量的修改，就可实现项目需求，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.根据本发明的一个方面，提供了一种用于全自动无人驾驶的ats自动洗车设计方法，该方法包括以下步骤：
8.步骤(1)制作配置数据auto_wash.xml；
9.步骤(2)软件启动，读取配置数据auto_wash.xml；
10.步骤(3)在没有任何洗车作业进行时，洗车流程处于“free”状态；
11.步骤(4)在“free”状态下，洗车模块接收到洗车轨的进路消息，根据消息中的列车类型及通向站台信息，判断是否满足某个洗车流程的“entry_step”的进入条件；当某个洗车流程的进入条件满足后，洗车流程进入“busy”状态，开始进行洗车过程控制；
12.步骤(5)在“busy”状态下，需要记录当前执行的具体洗车步骤，并按照该步骤定义的动作逐步执行，在所有动作执行完成并延时设定时间后，检查该步骤的退出条件是否满足，若满足，进入下一步骤；
13.步骤(6)在所有step执行完成后，洗车流程回到“free”状态，等待新的洗车流程；
14.步骤(7)在step执行过程中，开始条件或结束条件一直无法满足，则执行超时动作，洗车流程回到“free”状态，等待新的洗车流程。
15.作为优选的技术方案，所述的配置数据中：一个洗车序列以“step”为基本单位，多个“step”按照顺序组合起来，描述洗车的全过程。
16.作为优选的技术方案，每个所述的“step”结构包括开始进入的起始条件“start_condition”，所需要执行的动作序列“actions”，以及判断已执行完毕的结束条件“stop_condition”，同时需要定义最大允许执行时间“time_out”，以及定义执行顺序的“next_step”。
17.作为优选的技术方案，所述的“start_condition”和“stop_condition”包括以下关键字：
18.route_to_platform：该关键字只能用在入口步骤“entry_step”中，用于描述向洗车线运行的列车，来启动一个洗车流程；
19.wash_type：该关键字与“route_to_platform”配套使用，只能用在入口步骤“entry_step”中，用来描述该洗车流程的类型；
20.cbi_bool：该关键字用来描述联锁条件；
21.real_stop：该关键字用来描述在洗列车的停车点；
22.timeoutactions：该关键字定义了每一个step超时之后执行的动作。
23.作为优选的技术方案，所述的route_to_platform中定义的值为洗车线的站台轨。
24.作为优选的技术方案，所述的wash_type中的洗车流程的类型包括全洗、侧洗和通过。
25.作为优选的技术方案，所述的cbi_bool通过联锁输入码位组合一个布尔表达式来描述一个“step”的起始条件或者结束条件。
26.作为优选的技术方案，所述的real_stop通过检查列车的停车点以及停稳停准状态，判断列车是否在某洗车点停准，用来描述一个步骤的进入条件或者退出条件。
27.作为优选的技术方案，所述的“actions”包括以下关键字：
28.cbi_output：该关键字用来描述联锁控制命令，通过联锁输出码位组合一个联锁控制命令，用来完成对洗车机或联锁设备的控制；
29.atm_cmd：该关键字用来描述列车运行控制命令，通过定义移动授权命令所需的“起点、终点或运行方向”字段，组合一个运行命令，用来完成洗车过程中列车的移动控制；
30.set_route：该关键字描述办理进路；
31.set_operation_mode：该关键字用来描述列车工况模式设置命令，通过定义一个工况模式值，用来完成洗车工况的设置；
32.update_stabling：该关键字用来描述在洗车完成后，把车调回停车轨；
33.delay：该关键字用来描述一个洗车动作执行后的延时时间。
34.作为优选的技术方案，如果当前“action”后面还有其它“action”，则执行该当前“action”后，延时delay时间后，再执行下一个“action”；如果该当前“action”后没有其他“action”，则延时delay时间后，开始判断结束条件是否满足。
35.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
36.1)本发明开发出一套洗车流程的模板，软件开发人员无需开发软件，只需项目设
计人员识别出新项目的需求，对模板进行适量的修改，就可实现项目需求，因此，本发明极大地提高了项目实施效率，减少成本；
37.2)解决了每个项目都要开发软件的问题；
38.3)实现了不同项目定制化的需求；
39.4)建立了自动化洗车的模板化标准。
附图说明
40.图1为本发明的工作流程图；
41.图2为一个周期执行流程图；
42.图3为配置示意图；
43.图4为洗车过程列车运行示意图。
具体实施方式
44.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的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
45.本发明提出一种用于全自动无人驾驶的ats自动洗车设计方法，整个洗车流程是一个顺序的“条件》》动作》》条件》》动作”的序列，判断的条件和执行的动作由配置数据定义。
46.配置数据需要用到的概念：
47.一个洗车序列以“step”为基本单位，多个“step”按照顺序组合起来，描述洗车的全过程。每个“step”结构，包含开始进入的起始条件“start_condition”，所需要执行的动作序列“actions”，以及判断已执行完毕的结束条件“stop_condition”，同时需要定义最大允许执行时间“time_out”，以及定义执行顺序的“next_step”。在“time_out”超时之后，自动执行动作组“timeoutactions”，包含一系列”action”。
[0048]“start_condition”、“stop_condition”关键字：
[0049]
route_to_platform：该关键字只能用在入口步骤“entry_step”中，用于描述向洗车线运行的列车，来启动一个洗车流程，其中定义的值为洗车线的站台轨；
[0050]
wash_type：该关键字与“route_to_platform”配套使用，只能用在入口步骤“entry_step”中，用来描述该洗车流程的类型，可以支持全洗、侧洗、通过。
[0051]
cbi_bool：该关键字用来描述联锁条件，通过一些联锁输入码位组合一个布尔表达式，可以用来描述一个“step”的起始条件或者结束条件；
[0052]
real_stop：该关键字用来描述在洗列车的停车点。通过检查列车的停车点以及停稳停准状态，判断列车是否在某洗车点停准。可以用来描述一个步骤的进入条件或者退出条件；
[0053]
timeoutactions：该关键字定义了每一个step超时之后执行的动作；
[0054]“actions”关键字：
[0055]
cbi_output：该关键字用来描述联锁控制命令。通过一些联锁输出码位，组合一个
联锁控制命令，用来完成对洗车机或联锁设备的控制；
[0056]
atm_cmd：该关键字用来描述列车运行控制命令。通过定义移动授权命令所需的“起点/终点/运行方向”字段，组合一个运行命令，用来完成洗车过程中列车的移动控制；
[0057]
set_route：该关键字描述办理进路，配置“信号机名称:进路名称”；
[0058]
set_operation_mode：该关键字用来描述列车工况模式设置命令。通过定义一个工况模式值，用来完成洗车工况的设置；
[0059]
update_stabling:该关键字用来描述在洗车完成后，把车调回停车轨；
[0060]
delay：该关键字用来描述一个洗车动作执行后的延时时间。如果该“action”后面还有其它“action”，则执行该“action”后，延时delay时间后，再执行下一个“action”。如果该“action”后没有其他“action”，则延时delay时间后，开始判断结束条件是否满足。
[0061]
自动洗车以“状态机”管理的模式实现，定义空闲“free”、工作“busy”两个状态，具体包括以下步骤：
[0062]
(1)制作配置数据auto_wash.xml。
[0063]
(2)软件启动，读取配置数据auto_wash.xml。
[0064]
(3)在没有任何洗车作业进行时，洗车流程处于“free”状态。
[0065]
(4)在“free”状态下，洗车模块判断到洗车轨的进路消息，根据消息中的列车类型及通向站台信息，判断是否满足某个洗车流程的“entry_step”的进入条件。当某个洗车流程的进入条件满足后，洗车流程进入“busy”状态，开始进行洗车过程控制；
[0066]
(5)在“busy”状态下，需要记录当前执行的具体洗车步骤，并按照该步骤定义的动作逐步执行，在所有动作执行完成并完成延时时间后，检查该步骤的退出条件是否满足，并进入下一步骤，循环执行；
[0067]
(6)在所有step执行完成后(即next_step为空)，洗车流程回到“free”状态，等待新的洗车流程。
[0068]
(7)在step执行过程中，开始条件或结束条件一直无法满足，则执行超时动作，洗车流程回到“free”状态，等待新的洗车流程。
[0069]
在成都9号线，上海15号线、18号线均已应用，只开发一套软件代码，多个项目灵活运用，满足不同的项目需求。
[0070]
下面结合成都9号线项目对本发明进行详细描述：
[0071]
步骤101，制作数据如图3所示；
[0072]
步骤102，读取步骤101做好的配置，如图3所示；
[0073]
步骤103，列车设置到洗车轨1bg的头码跑车，图3中route_to_platform＝"1bg"说明了洗车轨的位置；
[0074]
步骤104，当进路排列到1bg，信号机s1开放，此时自动开始洗车流程，洗车状态＝busy,进入图3中step name＝"entry_wash_plant"，发送控制码位action cbi_output＝"xcqqa
‑
def"，设置工况模式为洗车set_operation_mode＝"7"；如果超过time_out＝"600"秒时间，列车的停车点仍不是real_stop＝"110"，则说明这个step超时了，执行timeoutactions
‑
>action cbi_output＝"zaq
‑
def",然后洗车结束；如果在time_out＝"600"秒时间内，列车的停车点是real_stop＝"110"，即ssp1,则执行下一个step，进入next_step＝"front_wash"；
[0075]
步骤105，执行step name＝"front_wash"，开始洗车头，发送cbi_output＝"qdxcqqa
‑
def"命令，在停止条件stop_condition cbi_bool＝"(！xcwxy
‑
r) (xcqqj
‑
y)满足后，执行下一步next_step＝"ssp1_to_ssp2"；
[0076]
步骤106，执行step name＝"ssp1_to_ssp2"，发送列车运行命令atm_cmd＝"110:111:1"，授权列车从ssp1运行到ssp2；在列车运行过程洗车身，列车在ssp2停准停稳后，满足停止条件stop_condition real_stop＝"111"，执行下一步next_step＝"rear_wash"；
[0077]
步骤107，执行step name＝"rear_wash"，开始洗车尾，发送cbi_output＝"wdxcqqa
‑
def"命令；在停止条件stop_condition cbi_bool＝"！xcwxy
‑
r"满足后，执行下一步next_step＝"ssp2_to_ssp3"；
[0078]
步骤108，执行step name＝"ssp2_to_ssp3"，发送列车运行命令<action atm_cmd＝"111:57:1"，授权列车从ssp2运行到ssp3；列车在ssp3停准停稳后，满足停止条件stop_condition real_stop＝"57"，执行下一步next_step＝"depart_ssp3"；
[0079]
步骤109，执行step name＝"depart_ssp3"，设置列车下线工况set_operation_mode＝"4"；给列车设置运行到停车列检库的头码；到此，洗车结束，如图1，洗车状态＝free；等待下一个洗车任务。
[0080]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。