一种基于区块链的列车仿真测试系统的制作方法

1.本发明涉及列车运行控制系统技术领域，具体为一种基于区块链的列车仿真测试系统。


背景技术：

2.列车，即成列的车组，分为两大类型，铁路列车：即火车，这是一般形态。公路列车：即铰接式公交车、汽车组列、公路车组体，有澳大利亚的矿山运输车组，有中国的智轨列车。其中铰接式公交车因具有容量大，载客量高特点，经常被用于快速公交系统(brt)。
3.快速公交系统(brt)相较于传统公交车系统设置有多个带有闸门式停靠站台，然而现有的快速公交系统在公交车进入站台时，需要司机凭驾驶经验把控提前制动时机和制动力度，方可使公交车门精准对齐车站闸门。但是公交车在日常运行过程中，因道路高峰平峰期变化，使得公交车的载客量和刹车频率不同，往往都会改变公交车正常制动距离，因此经常出现停靠站台时车门闸门不对齐或为对齐车门导致急刹等现象，严重影响乘客乘坐体验。
4.公交车刹车频繁会导致与地面摩擦生热量较大，据研究表明，因为橡胶温度上升时，橡胶分子由于热运动而变得更易于移动，从而减少了滞后损失，也就减小了滞后摩擦力。因此车轮胎随着自身接触面温度上升时，摩擦系数会降低。
5.因此，设计控制进站制动时机好和乘坐舒适度高的一种基于区块链的列车仿真测试系统是很有必要的。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于区块链的列车仿真测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于区块链的列车仿真测试系统，包括信息收集模块、入站制动模块和制动分析模块，所述信息收集模块用于在公交车行驶过程中采集行驶信息，所述入站制动模块用于在公交车进入站台时对驾驶司机开始制动减速提示，所述制动分析模块用于分析计算公交车进入站台时提前制动距离，所述信息收集模块与制动分析模块电连接，所述制动分析模块与入站制动模块电连接。
8.根据上述技术方案，所述信息收集模块包括摄像单元、压力感应单元、多通道计数模块和数据录入模块，所述摄像单元用于对公交车上下口拍摄成像，所述压力感应单元用于在公交车行驶过程中感应制动踏板的踩踏力度，所述多通道计数模块与摄像单元以及压力感应单元电连接，所述多通道计数单元用于对摄像单元和压力感应单元触发感应信号进行计数，所述数据录入模块与压力感应单元电连接，所述数据录入模块用于录入压力数值。
9.根据上述技术方案，所述入站制动模块包括信号发射单元、信号接收单元和提示单元，所述信号发射单元与信号接收单元通过无线电信号连接，所述信号发射单元用于以车站为基点向外发射无线电信号，所述信号接收单元用于以公交车坐标位置为基点实时接
收无线电信号，所述信号接收单元与提示单元以及数据录入模块电连接，所述提示单元用于发出音频提示音。
10.根据上述技术方案，所述制动分析模块包括分析模拟模块和制动距离计算模块，所述分析模拟模块与数据录入模块电连接，所述分析模拟模块用于分析模拟司机进入车站时的前半段习惯性刹车力度，所述制动距离计算模块与多通道计数模块电连接，所述制动距离计算模块与分析模拟模块电连接，所述制动距离计算模块用于分析计算公交车在直道额定速度行驶时根据车身情况分析计算司机按习惯性刹车力度下公交车的制动距离。
11.根据上述技术方案，所述信号发射单元包括强度控制子模块所述强度控制子模块与制动距离计算模块区块链网络连接，所述强度控制子模块用于根据制动距离结果控制信号发射单元的无线电信号的发射强度，所述多通道计数模块包括时效控制子模块，所述时效控制子模块用于计时并控制计数时效性。
12.根据上述技术方案，所述基于区块链的列车仿真测试系统的运行方法主要包括以下步骤：
13.步骤s1：在公交车行驶过程中，信息收集模块收集公交车的车况信息和当前公交车司机驾驶习惯信息，并电信号传输至制动分析模块；
14.步骤s2：制动分析模块根据车况和司机驾驶习惯信息分析计算在直道额定速度下的制动距离，并将计算结果通过网络信号传输至下一车站的信号发射单元；
15.步骤s3：下一车站的信号发射单元根据分析计算制动距离控制信号发射强度，使得信号发射单元的电信号波及距离等于分析计算的制动距离，最终实现公交车精准对齐站台闸门。
16.根据上述技术方案，所述步骤s1进一步包括以下步骤：
17.步骤s11：在公交车的上下车门分别安装摄像单元，对公交车的上下车门处进行拍摄；
18.步骤s12：摄像单元内置有画面识别模块，当乘客上车时，上车门处摄像单元拍摄画面，画面识别模块识别到乘客经过时画面变化信息，并将每次画面变化信号转换为正向电信号传输至多通道计数模块；当乘客下车时，下车门处摄像单元相反的将乘客下车时产生的画面变化信息转换为负向电信号传输至多通道计数模块；
19.步骤s13：多通道计数模块接收摄像单元不断传输的正负向电信号，每次接收正向电信号时计数加一，负向电信号时计数减一，并在其中一个计数通道输出计数值w。
20.根据上述技术方案，所述步骤s1还进一步包括以下步骤：
21.步骤s1a：在公交车的刹车踏板面上安装压力感应单元，对刹车踏板踩踏时压力进行感应检测；
22.步骤s1b：压力感应单元检测到刹车踏板受压力后，会检测压力数值，并在司机松开刹车踏板即压力数值重新消失后，输出一次电信号至多通道计数模块，后续每次压力数值再次产生变化并重新消失后，均输出一次电信号；
23.步骤s1c：多通道计数模块的第二通道接收压力感应单元电信号并计数；
24.步骤s1d：时效控制子模块对第二通道计数过程进行周期刷新，随着计数时间推移不断删除最近时间往前一个固定周期值之前时间的计数，并最终输出多通道计数模块对压力感应单元在时效性期间内接收信号计数量q值；
25.步骤s1e：公交车上信号接收单元接收到信号发射单元发射的无线电信号后，电信号传输控制数据录入模块启动；
26.步骤s1f：数据录入模块在信号接收单元可接收到无线电信号期间内即公交车进站制动期间，实时读取压力感应单元检测到的具体压力值数据并录入储存。
27.根据上述技术方案，所述步骤s2进一步包括以下步骤：
28.步骤s21：分析模拟模块获取数据录入模块储存的公交车进站制动期间，司机踩踏刹车力度值数据；
29.步骤s22：将所有储存的刹车力度值数据整理排列，提取并判断刹车力度值频率最高的为当前司机驾驶时习惯性刹车力度值f；
30.步骤s23：制动距离计算模块通过公式：计算得出在车况和司机驾驶习惯信息已知后，直道额定速度下的制动距离值l，式中，w和q均为大于或等于1的正整数，其中w为摄像单元拍摄计数后得到在进站时公交车内乘坐人数值，当乘坐人数值w越大时，则公交车整体质量越大，惯性也越大，整体制动距离变长，因此l值变大，反之则l值变小；q为公交车在进站之间的有效周期时间内，公交司机踩踏刹车数值，当有效周期内踩踏刹车数值q越大时，则公交车轮胎与地面制动摩擦频率越高，导致轮胎摩擦生热量越大，轮胎摩擦系数减少，整体制动距离变长，因此l值变大，反之则l值变小；f为该公交车司机在进入车站时习惯性踩踏刹车力度值，与制动距离l值呈反比，在习惯性踩踏力度值f越大时，制动距离越短，因此l值变小，反之则l值变大；最终计算判断得出即将进站后的制动距离值l。
31.根据上述技术方案，所述步骤s3进一步包括：
32.步骤s31：制动距离计算模块将计算结果通过区块链网络连接提前传输至下一站的信号发射单元；
33.步骤s32：信号发射单元内的强度控制子模块输入距离计算结果；
34.步骤s33：将计算距离l值转换为对应的信号强度值；
35.步骤s34：信号发射模块根据对应信号强度值发射对应强度的无线电信号，使得无线电信号覆盖半径距离等于计算该公交车制动距离；
36.步骤s35：公交车行驶至无线电信号覆盖范围内，信号接收单元结构信号，控制提示单元开启，对司机发起提示，司机收到提示音后按照习惯性力度踩踏刹车踏板进行刹车，最终使公交车刚好停止在与站台闸门对齐；大大提高了司机对进入站台后精准制动把控，避免因载客量不同以及周期时间内刹车频率不同，导致制动距离同时因多因素变化而难以精准停车。
37.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有信息收集模块、入站制动模块和制动分析模块，可以对公交车进行测试在不同车况环境下和不同司机制动力度习惯下的进站制动距离，从而控制公交车进站开始刹车制动时机，使得公交车车门可以精准对齐车站闸门停靠，有效避免司机停靠时闸门与车门不对齐和司机为控制对齐时而操作紧急制动的可能，实现了提高列车运行舒适度的作用。
附图说明
38.附图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，与本发明的实
施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
39.图1是本发明的系统模块组成示意图。
具体实施方式
40.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于区块链的列车仿真测试系统，包括信息收集模块、入站制动模块和制动分析模块，信息收集模块用于在公交车行驶过程中采集行驶信息，入站制动模块用于在公交车进入站台时对驾驶司机开始制动减速提示，制动分析模块用于分析计算公交车进入站台时提前制动距离，信息收集模块与制动分析模块电连接，制动分析模块与入站制动模块电连接；通过设置有信息收集模块、入站制动模块和制动分析模块，可以对公交车进行测试在不同车况环境下和不同司机制动力度习惯下的进站制动距离，从而控制公交车进站开始刹车制动时机，使得公交车车门可以精准对齐车站闸门停靠，有效避免司机停靠时闸门与车门不对齐和司机为控制对齐时而操作紧急制动的可能，实现了提高列车运行舒适度的作用。
42.信息收集模块包括摄像单元、压力感应单元、多通道计数模块和数据录入模块，摄像单元用于对公交车上下口拍摄成像，压力感应单元用于在公交车行驶过程中感应制动踏板的踩踏力度，多通道计数模块与摄像单元以及压力感应单元电连接，多通道计数单元用于对摄像单元和压力感应单元触发感应信号进行计数，数据录入模块与压力感应单元电连接，数据录入模块用于录入压力数值。
43.入站制动模块包括信号发射单元、信号接收单元和提示单元，信号发射单元与信号接收单元通过无线电信号连接，信号发射单元用于以车站为基点向外发射无线电信号，信号接收单元用于以公交车坐标位置为基点实时接收无线电信号，信号接收单元与提示单元以及数据录入模块电连接，提示单元用于发出音频提示音。
44.制动分析模块包括分析模拟模块和制动距离计算模块，分析模拟模块与数据录入模块电连接，分析模拟模块用于分析模拟司机进入车站时的前半段习惯性刹车力度，制动距离计算模块与多通道计数模块电连接，制动距离计算模块与分析模拟模块电连接，制动距离计算模块用于分析计算公交车在直道额定速度行驶时根据车身情况分析计算司机按习惯性刹车力度下公交车的制动距离。
45.信号发射单元包括强度控制子模块强度控制子模块与制动距离计算模块区块链网络连接，强度控制子模块用于根据制动距离结果控制信号发射单元的无线电信号的发射强度，多通道计数模块包括时效控制子模块，时效控制子模块用于计时并控制计数时效性。
46.基于区块链的列车仿真测试系统的运行方法主要包括以下步骤：
47.步骤s1：在公交车行驶过程中，信息收集模块收集公交车的车况信息和当前公交车司机驾驶习惯信息，并电信号传输至制动分析模块；
48.步骤s2：制动分析模块根据车况和司机驾驶习惯信息分析计算在直道额定速度下的制动距离，并将计算结果通过网络信号传输至下一车站的信号发射单元；
49.步骤s3：下一车站的信号发射单元根据分析计算制动距离控制信号发射强度，使得信号发射单元的电信号波及距离等于分析计算的制动距离，最终实现公交车精准对齐站台闸门。
50.步骤s1进一步包括以下步骤：
51.步骤s11：在公交车的上下车门分别安装摄像单元，对公交车的上下车门处进行拍摄；
52.步骤s12：摄像单元内置有画面识别模块，当乘客上车时，上车门处摄像单元拍摄画面，画面识别模块识别到乘客经过时画面变化信息，并将每次画面变化信号转换为正向电信号传输至多通道计数模块；当乘客下车时，下车门处摄像单元相反的将乘客下车时产生的画面变化信息转换为负向电信号传输至多通道计数模块；
53.步骤s13：多通道计数模块接收摄像单元不断传输的正负向电信号，每次接收正向电信号时计数加一，负向电信号时计数减一，并在其中一个计数通道输出计数值w。
54.步骤s1还进一步包括以下步骤：
55.步骤s1a：在公交车的刹车踏板面上安装压力感应单元，对刹车踏板踩踏时压力进行感应检测；
56.步骤s1b：压力感应单元检测到刹车踏板受压力后，会检测压力数值，并在司机松开刹车踏板即压力数值重新消失后，输出一次电信号至多通道计数模块，后续每次压力数值再次产生变化并重新消失后，均输出一次电信号；
57.步骤s1c：多通道计数模块的第二通道接收压力感应单元电信号并计数；
58.步骤s1d：时效控制子模块对第二通道计数过程进行周期刷新，随着计数时间推移不断删除最近时间往前一个固定周期值之前时间的计数，并最终输出多通道计数模块对压力感应单元在时效性期间内接收信号计数量q值；
59.步骤s1e：公交车上信号接收单元接收到信号发射单元发射的无线电信号后，电信号传输控制数据录入模块启动；
60.步骤s1f：数据录入模块在信号接收单元可接收到无线电信号期间内即公交车进站制动期间，实时读取压力感应单元检测到的具体压力值数据并录入储存。
61.步骤s2进一步包括以下步骤：
62.步骤s21：分析模拟模块获取数据录入模块储存的公交车进站制动期间，司机踩踏刹车力度值数据；
63.步骤s22：将所有储存的刹车力度值数据整理排列，提取并判断刹车力度值频率最高的为当前司机驾驶时习惯性刹车力度值f；
64.步骤s23：制动距离计算模块通过公式：计算得出在车况和司机驾驶习惯信息已知后，直道额定速度下的制动距离值l，式中，w和q均为大于或等于1的正整数，其中w为摄像单元拍摄计数后得到在进站时公交车内乘坐人数值，当乘坐人数值w越大时，则公交车整体质量越大，惯性也越大，整体制动距离变长，因此l值变大，反之则l值变小；q为公交车在进站之间的有效周期时间内，公交司机踩踏刹车数值，当有效周期内踩踏刹车数值q越大时，则公交车轮胎与地面制动摩擦频率越高，导致轮胎摩擦生热量越大，轮胎摩擦系数减少，整体制动距离变长，因此l值变大，反之则l值变小；f为该公交车司机在进入车
站时习惯性踩踏刹车力度值，与制动距离l值呈反比，在习惯性踩踏力度值f越大时，制动距离越短，因此l值变小，反之则l值变大；最终计算判断得出即将进站后的制动距离值l。
65.步骤s3进一步包括：
66.步骤s31：制动距离计算模块将计算结果通过区块链网络连接提前传输至下一站的信号发射单元；
67.步骤s32：信号发射单元内的强度控制子模块输入距离计算结果；
68.步骤s33：将计算距离l值转换为对应的信号强度值；
69.步骤s34：信号发射模块根据对应信号强度值发射对应强度的无线电信号，使得无线电信号覆盖半径距离等于计算该公交车制动距离；
70.步骤s35：公交车行驶至无线电信号覆盖范围内，信号接收单元结构信号，控制提示单元开启，对司机发起提示，司机收到提示音后按照习惯性力度踩踏刹车踏板进行刹车，最终使公交车刚好停止在与站台闸门对齐；大大提高了司机对进入站台后精准制动把控，避免因载客量不同以及周期时间内刹车频率不同，导致制动距离同时因多因素变化而难以精准停车。
71.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
72.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。