列车停车的控制方法、设备、列车和存储介质与流程

1.本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种列车停车的控制方法、设备、列车和存储介质。


背景技术：

2.随着城市轨道交通的发展，对地铁、城轨、云轨等轨道交通相关设备的运营安全可靠性和服务质量显得尤为重要。
3.列车自动驾驶(automatic train operation，ato)系统是列车自动控制(automatic train control，atc)系统的一个重要子系统，它能模拟完成驾驶列车的任务，通过利用地面信息实现对列车牵引、制动、自动折返等运行控制，使列车经常处于最佳运行状态，提高乘客的乘坐舒适度和列车的准点率，节约能源。另外，它还提供定点停车、车门控制和给车站反馈列车定位信息等功能。ato使列车运营降低了成本、增加运营弹性，使密集发车成为可能，是城市轨道交通进入自动化时代的可靠技术保障。
4.目前列车自动驾驶现有技术方案停车过程中存在撂闸速度过高，一闸停车时闸强/闸弱导致停车距离计算不准确，停车过程冲动大等现象，导致列车进行停车控制时的精确控制程度较低，平稳性较差。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种列车停车的控制方法、设备、列车和存储介质，以解决现有技术中列车进行停车控制时的精确控制程度较低，平稳性较差的问题。
6.针对上述问题，本发明提供了一种列车停车的控制方法，包括：
7.控制列车在多个制动阶段的制动策略下运行，直到在最后一个制动阶段完成停车；其中，在每个制动阶段的控制过程包括如下步骤：
8.获取当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息；
9.根据当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息，确定当前制动阶段的制动策略；
10.基于当前制动阶段的制动策略，控制所述列车在当前制动阶段运行。
11.进一步地，上述所述的列车停车的控制方法中，多个制动阶段依次包括电制动阶段、空气补偿制动阶段和停车制动阶段；
12.对应地，电制动阶段的车辆监控信息包括电制动阶段的起始速度和空气补偿制动阶段的起始速度；电制动阶段的路线信息包括电制动阶段的起始位置和空气补偿制动阶段的起始位置；
13.空气补偿制动阶段的车辆监控信息包括空气补偿制动阶段的起始速度、停车制动阶段的起始速度和电制力；空气补偿制动阶段的路线信息包括空气补偿制动阶段的起始位置和停车制动阶段的起始位置；
14.停车制动阶段的车辆监控信息包括停车制动阶段的起始速度、停车制动阶段的最大撂闸速度和小闸减压值；停车制动阶段的路线信息包括停车制动阶段的起始位置、停车
点位置和停车制动阶段的线路条件。
15.进一步地，上述所述的列车停车的控制方法中，根据当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息，确定当前制动阶段的制动策略，包括：
16.若所述当前制动阶段为电制动阶段，根据所述电制动阶段的起始位置、所述空气补偿制动阶段的起始位置、所述电制动阶段的起始速度和所述空气补偿制动阶段的起始速度，确定所述电制动阶段的减速度作为所述电制动阶段的制动策略；
17.若所述当前制动阶段为空气补偿制动阶段，根据所述空气补偿制动阶段的起始位置、所述停车制动阶段的起始位置、所述空气补偿制动阶段的起始速度和所述停车制动阶段的起始速度，确定所述电制动阶段的减速度，以及，根据所述电制力，确定小闸减压值作为所述电制动阶段的制动策略；其中，所述列车由空气补偿制动阶段驶入空气补偿制动阶段的起始位置时，所述电制力为0；
18.若所述当前制动阶段为停车制动阶段，根据停车制动阶段的起始速度、停车制动阶段的最大撂闸速度、小闸减压值、停车制动阶段的起始位置、停车点位置和停车制动阶段的线路条件，确定大闸撂闸位置作为所述停车制动阶段的制动策略。
19.进一步地，上述所述的列车停车的控制方法中，若所述当前制动阶段为空气补偿制动阶段，根据所述电制力，确定小闸减压值作为所述电制动阶段的制动策略，包括：
20.根据所述电制力确定电制力变化量；
21.基于电制力变化量与小闸制动力变化量相等原则，确定所述小闸减压值。
22.进一步地，上述所述的列车停车的控制方法中，若所述当前制动阶段为停车制动阶段，根据停车制动阶段的起始速度、停车制动阶段的最大撂闸速度、小闸减压值、停车制动阶段的起始位置、停车点位置和停车制动阶段的线路条件，确定大闸撂闸位置作为所述停车制动阶段的制动策略，包括：
23.根据所述小闸减压值和所述停车制动阶段的线路条件，所述停车制动阶段的减速度；
24.根据所述停车制动阶段的减速度、所述停车制动阶段的起始速度和所述停车制动阶段的最大撂闸速度，确定所述列车达到所述停车制动阶段的最大撂闸速度时对应的列车估算位置；
25.若所述列车估算位置和所述停车点位置之间的距离小于或等于预设距离，将所述列车估算位置作为所述大闸撂闸位置，并将所述大闸撂闸位置作为所述停车制动阶段的制动策略。
26.进一步地，上述所述的列车停车的控制方法，还包括：
27.若所述列车估算位置和所述停车点位置之间的距离大于预设距离，将施加牵引力的周期和施加牵引力的大小作为所述停车制动阶段的制动策略。
28.进一步地，上述所述的列车停车的控制方法中，所述电制动阶段的起始速度为接收到停车信号时所述列车的速度；所述电制动阶段的起始位置接收到停车信号时所述列车的位置；
29.所述空气补偿制动阶段的起始速度、所述空气补偿制动阶段的起始位置、所述停车制动阶段的起始速度、所述停车制动阶段的起始位置和所述停车制动阶段的最大撂闸速度均为机务段的规定的，或者，根据前方线路条件、列车监控信息和当前空气制动信息确定
的。
30.本发明还提供一种列车停车的控制设备，包括存储器和控制器；
31.所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器执行时实现如上所述列车停车的控制方法的步骤。
32.本发明还提供一种列车，设置有如上所述的列车停车的控制设备。
33.本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述列车停车的控制方法的步骤。
34.与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
35.本发明的列车停车的控制方法、设备、列车和存储介质，在每个制动阶段获取当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息；根据当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息，确定当前制动阶段的制动策略；基于当前制动阶段的制动策略，控制所述列车在当前制动阶段运行，实现了降低停车过程中施加大闸时的速度，避免了高速撂闸由于工况转换产生的冲击和由于空气制动特性导致的停车位置不准确，并通过调节小闸，弥补电制力由于速度降低产生的衰减，使总制动力平稳过渡，避免了制动力突变引起的冲动。采用本发明的技术方案，能够提高停车过程的安全性、平稳性和停车精度。
36.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
37.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，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
38.图1为本发明的列车停车的控制方法实施例的流程图；
39.图2为本发明的列车停车的流程图；
40.图3为本发明的列车停车的控制设备实施例的结构示意图。
具体实施方式
41.以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
42.实施例一
43.为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种列车停车的控制方法。
44.图1为本发明的列车停车的控制方法实施例的流程图，本实施例的列车停车的控制方法具体可以包括如下步骤：控制列车在多个制动阶段的制动策略下运行，直到在最后一个制动阶段完成停车。如图1所示，本实施例的列车停车的控制方法在每个制动阶段的控制过程包括如下步骤：
45.100、获取当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息；
46.在一个具体实现过程中，多个制动阶段依次包括电制动阶段、空气补偿制动阶段和停车制动阶段。其中，电制动阶段通过电制动降低列车运行速度，与现有技术方案中可能出现的高速条件下施加大闸一闸停车的方法相比，避免了高速撂闸由于工况转换产生的冲动和由于空气制动特性导致的停车位置不准确，提高了停车过程的安全性、平稳性和停车精度。空气补偿制动阶段，电制力遵循牵引/制动特性曲线，在低速时列车能施加的电制力大小迅速衰减，此时调节小闸，通过小闸产生的空气制动力弥补电制力的衰减，使总制动力平稳过渡，避免了制动力突变引起的冲动和工况转换的不连续，提高了停车过程的安全性和平稳性。停车制动阶段根据列车前方线路条件和停车点位置等因素，判断是否需要施加牵引力，若需要，以脉冲的方式施加小幅牵引力并实时反馈，使列车平稳、低速地接近停车点，在距离和速度满足条件的情况下，施加大闸停车，避免了低速条件下的提前停车，提高了停车过程的停车精度。
47.本实施例中，电制动阶段的车辆监控信息包括电制动阶段的起始速度v和空气补偿制动阶段的起始速度v1；电制动阶段的路线信息包括电制动阶段的起始位置x和空气补偿制动阶段的起始位置x1；空气补偿制动阶段的车辆监控信息包括空气补偿制动阶段的起始速度v1、停车制动阶段的起始速度v2和电制力fb(x)；空气补偿制动阶段的路线信息包括空气补偿制动阶段的起始位置x1和停车制动阶段的起始位置x2；停车制动阶段的车辆监控信息包括停车制动阶段的起始速度v2、停车制动阶段的最大撂闸速度v3和小闸减压值y；停车制动阶段的路线信息包括停车制动阶段的起始位置x2、停车点位置和停车制动阶段的线路条件。假设停车点位置为0，则每个阶段的起始位置与停车点位置的距离依次为x、x1和x2。
48.其中，电制动阶段的起始速度v为接收到停车信号时列车的速度；电制动阶段的起始位置接收到停车信号时列车的位置x；空气补偿制动阶段的起始速度v1、空气补偿制动阶段的起始位置x1、停车制动阶段的起始速度v2、停车制动阶段的起始位置x2和停车制动阶段的最大撂闸速度v3均为机务段的规定的，或者，根据前方线路条件、列车监控信息和当前空气制动信息确定的。
49.在一个具体实现过程中，可以根据前方线路信息、前方信号机类型、车站股道号、股道长度和车站规定等因素，自动驾驶系统判断停车类型和停车点位置，判断是否需要停车，并在判断需要停车时通过自动驾驶系统读取列车当前位置与停车点位置的距离。其中，列车当前位置即为电制动阶段的起始位置x。
50.例如，可以根据前方信号机编号、类型和信号颜色判断是否需要高精度停车。例如三显示信号制式的线路，列车运行监控装置中的安全防护曲线按照绿灯-黄灯-红黄灯设计，闭口在红黄灯之前，前方第一架信号机为绿灯，自动驾驶系统假设后一架信号机信号颜色为第一架信号机信号颜色降一级，即为黄灯，再后一架信号假设为红黄灯。若黄灯信号机的类型为进站信号机，红黄灯信号机的类型为出站信号机，则表明停车区域在进站和出站信号机之间，即停在站内。
51.本实施例中，还可以根据机务段的规定，确定空气补偿制动阶段的起始速度v1、空气补偿制动阶段的起始位置x1、停车制动阶段的起始速度v2、停车制动阶段的起始位置x2和停车制动阶段的最大撂闸速度v3。例如，机务段规定部分站点停车过程中距离前方信号机300米速度不能超过10km/h。
52.本实施例中，还可以根据前方线路条件、列车监控信息和当前空气制动信息，确定空气补偿制动阶段的起始速度v1、空气补偿制动阶段的起始位置x1、停车制动阶段的起始速度v2、停车制动阶段的起始位置x2和停车制动阶段的最大撂闸速度v3。例如，设计一个基准速度和基准距离前方信号机距离，假设为10km/h和400米，该速度为前方平坡，空气制动充风时间已满足，列车达速运行的情况。若前方为大上坡(大于千分之八的上坡)，大上坡降速较快，因此考虑大上坡的速度提高，距离缩短，假设为20km/h和350m，空气补偿制动阶段的起始速度v1为15km/h，x1为350m减去自动驾驶规划停车点到前方信号机的距离。v2为机务段允许的施加小闸的最高运行速度，通常为5km/h；x2基准为180米左右减去自动驾驶规划停车点到前方信号机的距离；v3基准为3km/h左右，此时列车低速运行，靠近规划停车点时，施加大闸停车。
53.101、根据当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息，确定当前制动阶段的制动策略；
54.本实施例中，若当前制动阶段为电制动阶段，根据电制动阶段的起始位置、空气补偿制动阶段的起始位置、电制动阶段的起始速度和空气补偿制动阶段的起始速度，确定电制动阶段的减速度作为电制动阶段的制动策略。其中，电制动阶段的减速度由如下计算式求得：
55.若当前制动阶段为空气补偿制动阶段，根据空气补偿制动阶段的起始位置、停车制动阶段的起始位置、空气补偿制动阶段的起始速度和停车制动阶段的起始速度，确定电制动阶段的减速度，以及，根据电制力，确定小闸减压值作为电制动阶段的制动策略。具体地，可以根据电制力确定电制力变化量；基于电制力变化量与小闸制动力变化量相等原则(δfb＝δfa，δfb为电制力变化量，δfa为小闸制动力变化量)，确定小闸减压值。其中，列车由空气补偿制动阶段驶入空气补偿制动阶段的起始位置时，电制力为0；电制动阶段的减速度根据如下计算式求得：
56.若当前制动阶段为停车制动阶段，根据停车制动阶段的起始速度、停车制动阶段的最大撂闸速度、小闸减压值、停车制动阶段的起始位置、停车点位置和停车制动阶段的线路条件，确定大闸撂闸位置作为停车制动阶段的制动策略。
57.具体地，根据小闸减压值和停车制动阶段的线路条件，停车制动阶段的减速度；根据停车制动阶段的减速度、停车制动阶段的起始速度和停车制动阶段的最大撂闸速度，确定列车达到停车制动阶段的最大撂闸速度时对应的列车估算位置；若列车估算位置和停车点位置之间的距离小于或等于预设距离，将列车估算位置作为大闸撂闸位置，并将大闸撂闸位置作为停车制动阶段的制动策略。
58.在实际应用中，若列车估算位置和停车点位置之间的距离大于预设距离，将施加牵引力的周期和施加牵引力的大小作为停车制动阶段的制动策略。其中，牵引力的周期和施加牵引力的大小由前方线路坡度和小闸减压量确定，每施加一个牵引力脉冲，记录列车当前速度和距离停车点距离，根据速度、距离、小闸减压量和前方坡道信息判断是否需要再次施加牵引力脉冲。如此循环，直至不需要施加牵引力列车即可停在指定停车点位置为止。
59.102、基于当前制动阶段的制动策略，控制列车在当前制动阶段运行。
60.若当前制动阶段为电制动阶段，根据前方线路信息，实时调节电制力，确保本区间
的平均减速度为a1，控制列车运行至空气补偿制动阶段的起始位置x1时，达到空气补偿制动阶段的起始速度v1。若当前制动阶段为空气补偿制动阶段，根据δfb＝δfa，实时调节电制力和小闸压力值，控制列车运行至停车制动阶段的起始位置x2时，达到停车制动阶段的起始速度v2。
61.若当前制动阶段为停车制动阶段，当列车靠近停车点位置，且速度低于最大撂闸速度v3时，调节大闸，列车停车，完成停车过程。
62.本实施例的列车停车的控制方法，在每个制动阶段获取当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息；根据当前制动阶段的车辆监控信息和线路信息，确定当前制动阶段的制动策略；基于当前制动阶段的制动策略，控制所述列车在当前制动阶段运行，实现了降低停车过程中施加大闸时的速度，避免了高速撂闸由于工况转换产生的冲击和由于空气制动特性导致的停车位置不准确，并通过调节小闸，弥补电制力由于速度降低产生的衰减，使总制动力平稳过渡，避免了制动力突变引起的冲动。采用本发明的技术方案，能够提高停车过程的安全性、平稳性和停车精度。
63.本实施例的具体流程可以参照图2，图2为本发明的列车停车的流程图，如图2所示，本实施例的列车停车的方法具体可以包括如下步骤：
64.200、确定线路信息、车辆状态、停车信息；
65.201、确定停车位置；
66.202、确定停车类型；
67.203、确定停车位置节点x1、x2，速度节点v1、v2、v3；
68.204、阶段一，通过电制力降速；
69.205、阶段二，电制力衰减同时调节小闸，δfb＝δfa，使制动力平缓过渡；
70.206、阶段三，判断是否需要施加周期为tp、幅值为fp的脉冲牵引力；
71.207、阶段三，列车靠近停车点且速度v《v3时，大闸停车。
72.需要说明的是，本发明实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本发明实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成的方法。
73.实施例二
74.为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种列车停车的控制设备。
75.图3为本发明的列车停车的控制设备实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例的，包括存储器30和控制器31；
76.所述存储器30上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器31执行时实现上述实施例的列车停车的控制方法的步骤。
77.实施例三
78.为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种列车。该列车设置有上述实施例的列车停车的控制设备。
79.实施例四
80.为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种存储介质。
81.本实施例的存储介质，上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述实施例的列车停车的控制方法的步骤。
82.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
83.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
84.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
85.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
86.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
87.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块32中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
88.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
89.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
90.虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。