專利名稱：軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法，特別是涉及一種軌道交通列車運行路徑中的各個限速區(qū)段的制動點確定方法。
背景技術：
軌道交通列車運行路徑的制動點的確定方法是列車運行策略有效實施的重要保障，是固定閉塞、準移動閉塞和移動閉塞信號系統(tǒng)工程設計、運行能力分析的基礎之一。目前采用的列車運行路徑中的制動點的確定方法主要分為兩類。第一類是列車運行計算的簡化試湊方法。該方法技術原理是在滿足限速區(qū)段限速條件的前提下，按照列車運行策略，根據列車啟動位置和限速區(qū)段限速條件中的ATP(Automatic Train Protection,列車自動防護)限速計算列車牽引運行曲線。如果相鄰的下一限速區(qū)段的ATP限速小于列車當前運行限速區(qū)段的ATP限速，將相鄰的下一限速區(qū)段入口處設為一類列車制動限制點，根據相鄰的下一限速區(qū)段的ATP限速值倒推計算列車制動曲線。對于最高運行效率的列車運行策略而言，如果列車牽引運行曲線與列車制動曲線有交匯點，則將所述交匯點作為制動點，而所述制動點既作為列車牽引運行的終點又作為列車制動的觸發(fā)點，但是若列車牽引運行曲線與列車制動曲線無交匯點，則默認列車在兩曲線間作勻速運行。第二類是列車運行計算的定步長試湊算法，該方法技術原理是在滿足限速區(qū)段限速條件的前提下，根據列車啟動位置和限速區(qū)段限速條件中的ATP限速計算列車牽引運行曲線，然后每間隔一個固定距離步長，計算列車制動曲線。對于最高運行效率的列車運行策略而言，如果列車制動曲線在相鄰的下一限速區(qū)段入口處的列車速度小于或等于該限速區(qū)段的ATP限速，則默認列車在該固定距離步長內作勻速運行。如果大于該限速區(qū)段的ATP限速，則取前一個固定距離步長終點作為制動的觸發(fā)點，再根據所述觸發(fā)點計算相應的列車制動曲線。上述方法中第一類方法屬于理想狀態(tài)下的列車運行理論計算，大多采用平均坡度計算的方式對坡度阻力進行了簡化計算，未考慮列車牽引啟動阻力、基本阻力、隧道空氣阻力、曲線阻力以及列車切斷牽引、惰行、保障緊急制動建立時延等眾多因素，列車運行計算結果與實際列車運行結果相比，計算誤差較大，可用性較差。與第一類方法相比，第二類方法更多的考慮了列車實際運行過程中受到的各種影響因素，但是列車運行計算的時延受到定步長取值的影響。如果定步長取值較小，那么對于較長的軌道交通線路而言，列車運行計算面臨的將是海量數據處理，無法實現實時計算；如 果定步長取值較大，列車運行計算的誤差較大，例如在實際運營過程中，站臺側通常設置屏蔽門系統(tǒng)，如果列車停站計算位置與實際列車停站設定位置誤差較大，列車車門將無法打開。第一類和第二類方法都存在列車制動曲線采用常用制動曲線而未采用列車保障緊急制動曲線的情況，在列車制動力部分失效的情況下，列車制動距離會相應增加，至相鄰的下一個限速區(qū)段入口處時，列車速度會高于相鄰的下一個限速區(qū)段的ATP限速，導致運營安全事故的發(fā)生
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的簡化試湊方法和定步長試湊算法計算誤差大，需要處理的數據量大的缺陷，消除運營安全事故風險，提供一種軌道交通列車運行路徑中的制動點確定方法，通過采用迭代逼近的方式，通過有限次的運算得到滿足任意精確度的限速區(qū)段中的制動曲線，從而精確并快速地確定所述限速區(qū)段中的制動點。本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的本發(fā)明提供了一種軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法，其特點是所述軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法包括以下步驟S1、確定列車的運行路徑，并獲取所述運行路徑中各個限速區(qū)段中的限速速度和區(qū)段長度；S2、沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次檢測各個限速區(qū)段是否存在制動點，從而得到需要設定制動點的限速區(qū)段；S3、沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次將需要設定制動點且未處理得到制動點的限速區(qū)段作為當前限速區(qū)段，并基于相鄰的前一個限速區(qū)段的限速速度和當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線確認列車的最高運行速度和列車的牽引距離；S4、沿列車在所述運行路徑上的運行方向，若所述最高運行速度等于當前限速區(qū)段的限速速度，則將牽引距離末端設為制動觸發(fā)點，進入步驟S5，若所述最高運行速度小于當前限速區(qū)段的限速速度則進入步驟S8 ；S5、根據制動觸發(fā)點，通過當前限速區(qū)段內列車的保障緊急制動速度曲線和最高運行速度得到列車由制動觸發(fā)點至相鄰的下一個限速區(qū)段限速速度的保障緊急制動距離；S6、若所述牽引距離和保障緊急制動距離的和與所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度的差值絕對值大于誤差閾值，則進入步驟S7，若所述差值為負且所述差值絕對值小于誤差閾值，則進入步驟S11 ；S7、若所述牽引距離和保障緊急制動距離的和小于所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度，在列車牽引距離和保障緊急制動距離間增加所述差值絕對值一半的一段最高運行速度的勻速運行距離，并沿列車在所述運行路徑上的運行方向，將勻速運行距離末端設為制動觸發(fā)點，進入步驟S5。若所述牽引距離和保障緊急制動距離的和大于所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度，將所述牽引距離減少步驟S6中所述差值絕對值的一半，并將基于當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線和所述減少后的牽引距離得到的運行速度作為所述最高運行速度，沿列車在所述運行路徑上的運行方向，將所述減少后的牽引距離末端設為制動觸發(fā)點，進入步驟S5 ；此外若所述牽引距離、增加的勻速運行距離和保障緊急制動距離的和大于所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度，將所述勻速運行距離減少S6中所述差值絕對值的一半，沿列車在所述運行路徑上的運行方向，將所述減少后的勻速運行距離末端設為制動觸發(fā)點，進入步驟s5。S8、將最高運行速度減少最高運行速度和相鄰的后一個限速區(qū)段的限速速度的差值的一半，并將基于當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線和所述減少后的最高運行速度得到的運行距離作為牽引距離，沿列車在所述運行路徑上的運行方向，將牽引距離末端設為制動觸發(fā)點S9、通過當前限速區(qū)段內列車的保障緊急制動速度曲線和所述減少后的最高運行速度得到列車由制動觸發(fā)點至相鄰的下一個限速區(qū)段限速速度的保障緊急制動距離的制動距離；Sltl、若所述牽引距離和制動距離的和與所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度的差值絕對值大于誤差閾值，則進入步驟S7，若差值為負且差值絕對值小于誤差閾值，則進入步驟S11 ；Sn、沿列車在所述運行路徑上的運行方向，將距離所述限速區(qū)段的列車駛出端等于所述制動距離處作為所述限速區(qū)段中制動點，然后檢測所述需要設定制動點的限速區(qū)段是否全部處理得到制動點，若是，則流程結束，否則返回步驟s3。較佳地，所述步驟S2為沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次將各個限速區(qū)段作為目標限速區(qū)段，并檢測所述目標限速區(qū)段的限速速度是否大于相鄰的后一個限速區(qū)段的限速速度，若是，則所述目標限速區(qū)段是需要設定制動點的限速區(qū)段。較佳地，步驟S11中還包括以下步驟將所述限速區(qū)段中距離所述限速區(qū)段的列車駛入端所述牽引距離處和所述制動點之間的距離設置為勻速運行距離，其中列車在所述勻速運行距離中以包含所述勻速運行距離的所述限速區(qū)段的最大運行速度勻速運行。較佳地，所述限速區(qū)段的限速速度均大于等于零。從而可以進一步地確認停車點所對應的制動點。較佳地，所述牽引速度曲線至少隨牽引啟動阻力、基本阻力、曲線阻力、坡道阻力和隧道空氣阻力變化。較佳地，所述制動速度曲線至少隨最大列車負載、最小軌道粘著系數、列車轉向架保障失效數量和最大設計順風變化。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明的軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法，依據列車保障緊急制動曲線，在保證列車在某限速區(qū)段中存在制動點，使得列車制動后至下一相鄰限速區(qū)段入口處的列車速度至少恰好滿足下一相鄰限速區(qū)段的限速速度，從而不會引發(fā)運行安全事故的前提下，通過采用迭代逼近的方式，通過有限次的運算得到滿足任意精確度的限速區(qū)段中的制動曲線，所以提高了計算精度和收斂速度，實現與列車實際運行全過程的緊密貼合的精確計算，并能夠滿足信號系統(tǒng)不同功能配置的實時運行計算需求。為固定閉塞、準移動閉塞和移動閉塞工程設計等提供了精細化分析依據，突顯了軌道交通線路客流預測與運營能力之間的支撐紐帶作用。


圖I為本發(fā)明的軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法的較佳實施例的流程圖。
圖2為本發(fā)明的較佳實施例的制動點計算的示意圖。圖3為本發(fā)明的較佳實施例的制動點計算的示意圖。圖4為本發(fā)明的較佳實施例的制動點計算的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。實施例 本實施例的軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法是根據當前的限速區(qū)段的列車的制動曲線或牽引曲線相對于列車駛出端的位移或速度間距，采用間距取半的變步長移動量取值原則，計算制動點相對于所述當前的限速區(qū)段的列車駛出端的位移，并改變制動點的位置，從而通過多次循環(huán)迭代計算，將所述位移間距縮小在位置允許誤差門限值范圍內，并通過位置允許誤差門限值調整，有效控制列車停站精度、列車運行計算精度和效率，實現與列車實際運行全過程的密貼合精確計算。所以本實施例的軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法包括以下步驟步驟1，確定列車的運行路徑，并獲取所述運行路徑中各個限速區(qū)段中的限速速度和區(qū)段長度。步驟2，沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次將各個限速區(qū)段作為目標限速區(qū)段，并檢測所述目標限速區(qū)段的限速速度是否大于相鄰的后一個限速區(qū)段的限速速度，若是，則所述目標限速區(qū)段是需要設定制動點的限速區(qū)段。即列車需要在限速區(qū)段中設定一制動點，列車制動后至下一相鄰的限速區(qū)段入口處的列車速度至少恰好滿足下一相鄰限速區(qū)段的限速速度，不會引發(fā)運行安全事故。按照列車運行路徑，例如對于任意依次連接的三個限速區(qū)段XZl、XZ2和XZ3中，如果限速區(qū)段XZl的限速速度Vl小于限速區(qū)段XZ2的限速速度V2，即Vl <V2，則列車在XZl中不需要設定制動點，列車牽引運行至限速速度Vl后勻速運行即可；對于限速區(qū)段XZ2和XZ3，如果限速區(qū)段XZ2的限速速度V2大于限速區(qū)段XZ3的限速速度V3，即V2 > V3，那么列車在XZ2中需要設定制動點，從而制動至XZ3入口處時，至少使得限速速度V2等于限速速度V3。所以僅僅在限速區(qū)段中滿足V2 > V3時，需要在限速區(qū)段XZ2中計算制動點，其他的任意情況，由于在限速區(qū)段XZ2中僅僅存在牽引曲線和勻速曲線，所以不需要設定制動點。步驟3，沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次將需要設定制動點且未處理得至帷慟點的限速區(qū)段作為當前限速區(qū)段，并基于相鄰的前一個限速區(qū)段的限速速度和當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線確認列車的最高運行速度和列車的牽引距離。例如建立列車的所述牽引速度曲線時，為實現與列車實際運行全過程的密貼合精確計算，列車牽引運行計算公式如下式I、式2和式3所示
權利要求
1.一種軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法，其特征在于，所述軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法包括以下步驟 51、確定列車的運行路徑，并獲取所述運行路徑中各個限速區(qū)段中的限速速度和區(qū)段長度； 52、沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次檢測各個限速區(qū)段是否需要設定制動點，從而得到需要設定制動點的限速區(qū)段； 53、將需要設定制動點的限速區(qū)段中未處理得到制動點的一限速區(qū)段作為當前限速區(qū)段，并基于相鄰的前一個限速區(qū)段的限速速度和當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線確認列車的最高運行速度和列車的牽引距離； 54、若所述最高運行速度等于當前限速區(qū)段的限速速度則進入步驟S5，若所述最高運行速度小于當前限速區(qū)段的限速速度則進入步驟S8 ； 55、通過當前限速區(qū)段內列車的制動速度曲線和最高運行速度得到列車的制動距離； 56、若所述牽引距離和制動距離的和與所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度的差值的絕對值大于誤差閾值，則進入步驟S7;若所述差值為負且所述差值的絕對值小于誤差閾值，則進入步驟S11 ； 57、若所述差值為負，沿列車在所述運行路徑上的運行方向，在所述牽引距離和所述制動距離之間增加一勻速運行距離，所述勻速運行距離為所述差值的絕對值一半，并且在所述勻速運行距離中列車以最高運行速度運行，然后返回步驟S5;若所述差值為正，將所述牽引距離或増加的勻速運行距離減少所述差值的一半，并將基于當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線和所述牽引距離得到的運行速度作為所述最高運行速度； 58、將最高運行速度減少最高運行速度和相鄰的后一個限速區(qū)段的限速速度的差值的一半，并將基于當前限速區(qū)段內列車的牽引速度曲線和所述最高運行速度得到的運行距離作為牽引距離； 59、通過當前限速區(qū)段內列車的制動速度曲線和所述最高運行速度得到列車的制動距離； Sltl、若所述牽引距離和制動距離的和與所述當前限速區(qū)段的區(qū)段長度的差值的絕對值大于誤差閾值，則進入步驟S7;若所述差值為負且所述差值的絕對值小于誤差閾值，則進入步驟S11 ； Sn、將所述限速區(qū)段中距離所述限速區(qū)段的列車駛出端所述制動距離處作為制動點，然后檢測所述需要設定制動點的限速區(qū)段是否全部處理得到制動點，若是，則流程結束，否則返回步驟s3。
2.如權利要求I所述的軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法，其特征在于，所述步驟S2為 沿列車在所述運行路徑上的運行方向，依次將各個限速區(qū)段作為目標限速區(qū)段，并檢測所述目標限速區(qū)段的限速速度是否大于相鄰的前一個限速區(qū)段的限速速度并還大于相鄰的后一個限速區(qū)段的限速速度，若是，則所述目標限速區(qū)段是需要設定制動點的限速區(qū)段。
3.如權利要求I所述的軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法，其特征在于，所述步驟S11中還包括以下步驟將所述限速區(qū)段中距離所述限速區(qū)段的列車駛入端所述牽引距離處和所述制動點之間的距離設置為勻速運行距離，其中列車在所述勻速運行距離中以包含所述勻速運行距離的所述限速區(qū)段的最高運行速度勻速運行。
4.如權利要求1-3中任一項所述的軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法，其特征在于，所述限速區(qū)段的限速速度均大于等于零。
5.如權利要求4所述的軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法，其特征在于，所述牽引速度曲線至少隨牽引啟動阻力、基本阻力、曲線阻力、坡道阻力和隧道空氣阻カ變化。
6.如權利要求4所述的軌道交通的列車運行路徑的制動點確定方法，其特征在于，所述制動速度曲線至少隨最大負載、最小軌道粘著系數、列車轉向架保障失效數量和和最大設計順風變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌道交通列車運行路徑的制動點確定方法，其包括以下步驟確定列車運行路徑；依次確認需要設定制動點的限速區(qū)段；確定列車最高運行速度和牽引距離；若所述最高運行速度等于限速速度則得到列車制動距離；若距離差值大于誤差閾值，將所述牽引或勻速運行距離相應改變所述差值的一半，重復上述步驟；若所述最高運行速度小于限速速度則將最高運行速度減少差值的一半，計算列車牽引和制動距離；若距離差值大于誤差閾值，轉而采用最高運行速度等于限速速度情況的處理方式進行重復計算；最后檢測是否全部處理得到制動點。本發(fā)明通過迭代逼近方式，通過有限次運算得到滿足任意精度的制動曲線并確認制動點。
文檔編號B61L27/00GK102649438SQ20121015332
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權日2012年5月16日
發(fā)明者丁建中, 劉循, 張瓊燕, 洪海珠, 牛振宇, 趙霞, 鄧瀚, 陸曉地, 馬能藝 申請人:上海申通地鐵集團有限公司