本發(fā)明涉及列車控制技術(shù)，尤其涉及一種控制列車運(yùn)行的方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)軌道交通技術(shù)的迅猛發(fā)展，軌道交通信號(hào)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。列車自動(dòng)控制系統(tǒng)ATC(Automatic Train Control)采用先進(jìn)的列車自動(dòng)控制技術(shù)，提高了列車的行車效率，因此，ATC系統(tǒng)對(duì)于我國(guó)軌道交通技術(shù)來(lái)說(shuō)是必不可少的。

在現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)是采用傳統(tǒng)的PID控制。但是，傳統(tǒng)的PID控制方法適應(yīng)性差，且沒有采用安全防護(hù)規(guī)則，使得列車運(yùn)行速度時(shí)工況轉(zhuǎn)換次數(shù)過(guò)多，控制列車工況的控制器頻繁切換，影響了控制器的使用壽命，同時(shí)不利于列車的平穩(wěn)運(yùn)行與乘坐舒適度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種控制列車運(yùn)行的方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法適應(yīng)性差、沒有采用安全防護(hù)規(guī)則造成的控制器的使用壽命不長(zhǎng)及不利于列車的平穩(wěn)運(yùn)行與乘坐舒適度的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種控制列車運(yùn)行的方法，包括：

獲取列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息；所述實(shí)時(shí)信息包括：列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息；所述目標(biāo)曲線信息包括列車運(yùn)行的目標(biāo)速度和目標(biāo)位置；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所述第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使所述狀態(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，所述第一控制信息為所述第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；

根據(jù)所述第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；

若所述第一運(yùn)行狀態(tài)和所述第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將所述第一控制信息發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使所述列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)所述第一控制信息控制列車運(yùn)行。

如上所述的方法，所述方法還包括：

若所述第一運(yùn)行狀態(tài)和所述第二運(yùn)行狀態(tài)不相同，則將第二控制信息輸入所述列車控制和管理系統(tǒng)，以使所述列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)所述第二控制信息控制列車運(yùn)行；其中，第二控制信息為列車運(yùn)行的級(jí)位為零位。

如上所述的方法，所述根據(jù)所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息、所述實(shí)時(shí)信息及所述目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，包括：

構(gòu)建列車受力模型；

根據(jù)所述受力模型、所述實(shí)時(shí)信息及所述目標(biāo)曲線信息預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)。

如上所述的方法，所述列車受力模型具體為如下公式一所示：

F＝F_B+F_S+F_C 公式一；

其中，F(xiàn)為列車所受的阻力，F(xiàn)_B為列車所受的基本阻力，F(xiàn)_S為列車當(dāng)前位置所受的坡道阻力力，F(xiàn)_C為列車當(dāng)前位置所受的彎道阻力。

如上所述的方法，列車所受的基本阻力F_B由公式二得到：

其中，n為車廂的節(jié)數(shù)，m_i為第i節(jié)車廂的質(zhì)量，f為單位質(zhì)量的車廂所受的基本阻力，f＝c₀+c₁v+c₂v²，v為列車的速度；

列車當(dāng)前位置所受的坡道力F_S由公式三得到：

其中，M為列車的總質(zhì)量，b為列車所處的坡道的個(gè)數(shù)，L為列車的長(zhǎng)度，q_j為第j個(gè)坡道的坡度，l_j為列車在第j個(gè)坡道上的長(zhǎng)度；

列車當(dāng)前位置所受的彎道阻力F_C由公式四得到：

其中，R_j為第j個(gè)坡道的曲率半徑。

如上所述的方法，所述根據(jù)所述受力模型、所述實(shí)時(shí)信息及所述目標(biāo)曲線信息預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，包括：

從當(dāng)前時(shí)間起每隔第一時(shí)間間隔預(yù)測(cè)一次列車的位置及列車的速度，直至預(yù)測(cè)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間后的列車的位置及列車的速度，具體通過(guò)公式五和公式六預(yù)測(cè)：

其中，t_u為第一時(shí)間間隔，v_k為從當(dāng)前時(shí)間算起k個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的速度，稱為預(yù)測(cè)速度，s_k為k個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的位置，v_k-1為從當(dāng)前時(shí)間算起k－1個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的速度；為第k－1個(gè)第一時(shí)間間隔內(nèi)的加速度，k為正整數(shù)，其中，第二預(yù)設(shè)時(shí)間包括K個(gè)t_u，1≤k≤K；

根據(jù)獲取的v_k、s_k獲取所述目標(biāo)曲線上位置s_k處對(duì)應(yīng)的目標(biāo)速度v_0k：

比較v_k與v_0k，若v_0k－v_k＞e₁時(shí)，t_k＜t₁，則所述第一運(yùn)行狀態(tài)為牽引狀態(tài)，其中，t_k＝k×t_u，e₁為允許的目標(biāo)速度v_0k與預(yù)測(cè)速度v_k的差值的最大值，為正數(shù)，t₁為目標(biāo)速度v_0k與預(yù)測(cè)速度v_k達(dá)到最大值e₁時(shí)允許的時(shí)間；此時(shí)，t_k為第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

若v_k－v_0k＞e₂時(shí)，t_k＜t₂，則所述第一運(yùn)行狀態(tài)為制動(dòng)狀態(tài)，其中e₂為允許的預(yù)測(cè)速度v_k與目標(biāo)速度v_0k的差值的最大值，為正數(shù)，t₂為預(yù)測(cè)速度v_k與目標(biāo)速度v_0k的差值達(dá)到最大值e₂時(shí)允許的時(shí)間；此時(shí)，t_k為第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

若第二預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，v_0k－v_k始終小于e₁，v_k－v_0k始終小于e₂，則所述第一運(yùn)行狀態(tài)為當(dāng)前狀態(tài)；此時(shí)，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間等于所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間。

如上所述的方法，所述預(yù)設(shè)的第一預(yù)設(shè)安全防護(hù)規(guī)則包括：當(dāng)列車從牽引運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由所述牽引運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為惰行運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)惰行運(yùn)行狀態(tài)判斷是否需要轉(zhuǎn)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，若是，則由惰行運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；或者，

當(dāng)列車需要從制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為牽引運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由所述制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為惰行運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)惰行運(yùn)行狀態(tài)判斷是否需要轉(zhuǎn)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，若是，則由惰行運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為所述牽引行狀態(tài)。

如上所述的方法，在所述根據(jù)所述第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)之后，所述方法還包括：

若所述第一運(yùn)行狀態(tài)和所述第二運(yùn)行狀態(tài)相同，且所述牽引力大于第一預(yù)設(shè)閾值或所述制動(dòng)力大于第二預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)所述第一控制信息和第二安全防護(hù)規(guī)則得到第三控制信息，并將所述第三控制信息發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使所述列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)所述第三控制信息控制列車運(yùn)行；

所述第三控制信息為所述牽引力等于所述第一預(yù)設(shè)閾值或所述制動(dòng)力等于所述第二預(yù)設(shè)閾值；所述第二安全防護(hù)規(guī)則包括：所述牽引力不大于第一預(yù)設(shè)閾值，所述制動(dòng)力不大于第二預(yù)設(shè)閾值。

本發(fā)明還提供一種控制列車運(yùn)行的裝置，包括：

獲取模塊，所述獲取模塊用于獲取列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息；所述實(shí)時(shí)信息包括：列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息；所述目標(biāo)曲線信息包括列車運(yùn)行的目標(biāo)速度和目標(biāo)位置；

控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所述第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使所述狀態(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，所述第一控制信息為所述第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；

安全防護(hù)模塊，所述安全防護(hù)模塊用于根據(jù)所述第一運(yùn)行狀態(tài)、第一預(yù)設(shè)安全防護(hù)規(guī)則和所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；

發(fā)送模塊，所述發(fā)送模塊用于若所述第一運(yùn)行狀態(tài)和所述第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將所述第一控制信息發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使所述列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)所述第一控制信息控制列車運(yùn)行。

本發(fā)明提供一種控制列車運(yùn)行的方法及裝置。本發(fā)明的的控制列車運(yùn)行的方法包括：獲取列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息；實(shí)時(shí)信息包括列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息；目標(biāo)曲線信息包括列車運(yùn)行的目標(biāo)速度和目標(biāo)位置；根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將第一控制信息輸入到列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一控制信息控制列車運(yùn)行。本實(shí)施例的控制列車運(yùn)行的方法及裝置延長(zhǎng)了控制列車工況的控制器的使用壽命，有利于列車的平穩(wěn)運(yùn)行，提高了乘客的乘坐舒適度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的控制列車運(yùn)行的方法實(shí)施例一的流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的控制列車運(yùn)行的方法實(shí)施例二的流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的控制列車運(yùn)行的裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在列車運(yùn)行過(guò)程中，列車會(huì)根據(jù)行駛路線的不同隨時(shí)調(diào)整列車的運(yùn)行狀態(tài)，列車運(yùn)行狀態(tài)的改變通過(guò)控制列車工況的控制器實(shí)現(xiàn)。控制器具有一定的使用壽命，不能頻繁切換，且控制器的頻繁切換不利于列車的平穩(wěn)運(yùn)行與乘坐舒適度，但現(xiàn)有技術(shù)中控制列車運(yùn)行的方法會(huì)導(dǎo)致控制器的頻繁切換。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種控制列車運(yùn)行的方法及裝置，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明提供的控制列車運(yùn)行的方法實(shí)施例一的流程圖，如圖1所示，本實(shí)施例的方法可以包括：

S101，獲取列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息；實(shí)時(shí)信息包括列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息；目標(biāo)曲線信息包括列車運(yùn)行的目標(biāo)速度和目標(biāo)位置；

S102，根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；

S103，根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；

S104，若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將第一控制信息輸入到列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一控制信息控制列車運(yùn)行。

具體地，本實(shí)施例中的目標(biāo)曲線是指理想狀態(tài)下列車的運(yùn)行狀態(tài)，即列車行駛路線中每個(gè)位置處的理想速度，在本實(shí)施例中列車行駛路線中每個(gè)位置稱為目標(biāo)位置，目標(biāo)位置處對(duì)應(yīng)的理想速度稱為目標(biāo)速度。其中目標(biāo)曲線可采用如下方法獲?。嚎刂屏熊囘\(yùn)行的系統(tǒng)中的安全計(jì)算單元根據(jù)其預(yù)先存儲(chǔ)的車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、列車時(shí)刻表數(shù)據(jù)，以及從總線上接收到的車頭信息、車廂信息、運(yùn)行交路信息、里程和速度信息等，實(shí)時(shí)計(jì)算出一條“位置－速度”曲線，計(jì)算方法可采用現(xiàn)有技術(shù)中的方法，此處不再贅述。

列車的運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息是從列車控制和管理系統(tǒng)獲取的，目標(biāo)曲線信息是從控制列車運(yùn)行的系統(tǒng)中的安全計(jì)算單元VCU獲取的，實(shí)時(shí)信息包括列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息，其中級(jí)位信息為制動(dòng)檔位信息、牽引檔位信息及零位信息。

在獲取了列車的運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息后，便可以根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息；比如，若當(dāng)前狀態(tài)為制動(dòng)檔位，當(dāng)前狀態(tài)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，若預(yù)測(cè)的第一運(yùn)行狀態(tài)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，那么就需要更換至牽引控制器，使?fàn)恳刂破鞑捎没谇梆伒姆蔷€性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息；若當(dāng)前狀態(tài)為牽引檔位，當(dāng)前狀態(tài)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，若預(yù)測(cè)的第一運(yùn)行狀態(tài)也為牽引運(yùn)行狀態(tài)，那么不更換狀態(tài)控制器，還是選擇牽引控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息；若當(dāng)前狀態(tài)為牽引檔位，當(dāng)前狀態(tài)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，若預(yù)測(cè)的第一運(yùn)行狀態(tài)為惰性運(yùn)行狀態(tài)，那么可以任意選取一個(gè)狀態(tài)控制器，比如牽引狀態(tài)控制器，得到惰性運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的第一控制信息，其中，第一控制信息為列車運(yùn)行所需的牽引力或制動(dòng)力，列車惰行運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的第一控制信息中的牽引力或制動(dòng)力為零。

狀態(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，可以避免控制列車工況的控制器頻繁切換，延長(zhǎng)了控制器的使用壽命。

當(dāng)預(yù)測(cè)完畢第一運(yùn)行狀態(tài)后，便可根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一預(yù)設(shè)安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)。

其中，第一安全防護(hù)規(guī)則如表1所示，參見表1，第一預(yù)設(shè)防護(hù)規(guī)則包括：當(dāng)列車從牽引運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由牽引運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為惰行運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)惰行運(yùn)行狀態(tài)判斷是否需要轉(zhuǎn)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，若是，則由惰行運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；或者，當(dāng)列車需要從制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為牽引運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為惰行運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)惰行運(yùn)行狀態(tài)判斷是否需要轉(zhuǎn)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，若是，則由惰行運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為牽引行狀態(tài)。

也就是說(shuō)制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)與牽引運(yùn)行狀態(tài)之間不能相互轉(zhuǎn)換，若步驟102中當(dāng)前狀態(tài)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后需要采用的第一運(yùn)行狀態(tài)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，只能先由牽引運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為惰行運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)的惰行運(yùn)行狀態(tài)為第二運(yùn)行狀態(tài)，然后采用步驟S102中相同的預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后的第一運(yùn)行狀態(tài)，若仍然需要轉(zhuǎn)換為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，則更換至制動(dòng)狀態(tài)控制器進(jìn)行控制以得到第一控制信息，若不需要轉(zhuǎn)換為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，則仍然采用當(dāng)前的狀態(tài)控制器進(jìn)行控制以得到第一控制信息。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白：根據(jù)第一安全防護(hù)規(guī)則，若當(dāng)前狀態(tài)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，第一運(yùn)行狀態(tài)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，那么惰行運(yùn)行狀態(tài)為第二運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)不相同；若當(dāng)前狀態(tài)為惰行運(yùn)行狀態(tài)，第一運(yùn)行狀態(tài)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，那么第二運(yùn)行狀態(tài)也為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同；也就是說(shuō)，當(dāng)需要牽引與制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)不相同，當(dāng)需要牽引運(yùn)行狀態(tài)或制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)與惰行運(yùn)行狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同。

采用第一安全防護(hù)規(guī)則，可以防止列車突然從牽引運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)造成列車運(yùn)行不平穩(wěn)，乘客的乘坐舒適度下降的現(xiàn)象發(fā)生。

表1

在第一運(yùn)行狀態(tài)與第二運(yùn)行狀態(tài)均獲得之后，判斷第一運(yùn)行狀態(tài)與第二運(yùn)行狀態(tài)是否相同，若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將第一控制信息輸入到列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一控制信息控制列車運(yùn)行；若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)不相同，則將第二控制信息輸入列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第二控制信息控制列車運(yùn)行；其中，第二控制信息為列車運(yùn)行的級(jí)位為零位。也就是說(shuō)第二控制信息指示的第二運(yùn)行狀態(tài)為惰行運(yùn)行狀態(tài)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，當(dāng)列車根據(jù)第一控制信息或者第二控制信息運(yùn)行后，列車根據(jù)第一控制信息或者第二控制信息運(yùn)行后的運(yùn)行信息便為實(shí)時(shí)信息和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息，然后根據(jù)此時(shí)的實(shí)時(shí)信息和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息開始下一階段的預(yù)測(cè)過(guò)程，也就是重復(fù)執(zhí)行行“步驟S102：根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；S103，根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；S104，若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將第一控制信息輸入到列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一控制信息控制列車運(yùn)行?！奔安襟E“若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)不相同，則將第二控制信息輸入列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第二控制信息控制列車運(yùn)行；其中，第二控制信息為列車運(yùn)行的級(jí)位為零位。也就是說(shuō)第二控制信息指示的第二運(yùn)行狀態(tài)為惰行運(yùn)行狀態(tài)”。

本實(shí)施例的控制列車運(yùn)行的方法包括：獲取列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息；實(shí)時(shí)信息包括列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息；目標(biāo)曲線信息包括列車運(yùn)行的目標(biāo)速度和目標(biāo)位置；根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將第一控制信息輸入到列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一控制信息控制列車運(yùn)行。本實(shí)施例的控制列車運(yùn)行的方法延長(zhǎng)了控制列車工況的控制器的使用壽命，有利于列車的平穩(wěn)運(yùn)行，提高了乘客的乘坐舒適度。

下面采用具體的實(shí)施例，對(duì)圖1所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖2為本發(fā)明提供的控制列車運(yùn)行的方法實(shí)施例二的流程圖，如圖2所示，本實(shí)施例的方法是對(duì)上實(shí)施例中的步驟“根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)”的具體說(shuō)明，本實(shí)施的方法可以包括：

S201、構(gòu)建列車受力模型；

S202、根據(jù)受力模型、實(shí)時(shí)信息及目標(biāo)曲線信息預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)。

在實(shí)際過(guò)程中，本實(shí)施例中的受力模型是以列車惰行運(yùn)行狀態(tài)為前提構(gòu)建的，即不論列車當(dāng)前是何種運(yùn)行狀態(tài)，均認(rèn)為列車不受牽引力或制動(dòng)力，列車所受的合力即為阻力；具體地，列車受力模型具體為如下公式一所示：

F＝F_B+F_S+F_C 公式一；

其中，F(xiàn)為列車所受的阻力，F(xiàn)_B為列車所受的基本阻力，F(xiàn)_S為列車當(dāng)前位置所受的坡道阻力力，F(xiàn)_C為列車當(dāng)前位置所受的彎道阻力。

其中，列車所受的基本阻力F_B由公式二得到：

其中，n為車廂的節(jié)數(shù)，m_i為第i節(jié)車廂的質(zhì)量，f為單位質(zhì)量的車廂所受的基本阻力，f＝c₀+c₁v+c₂v²，v為列車的速度。

列車當(dāng)前位置所受的坡道力F_S由公式三得到：

其中，M為列車的總質(zhì)量，b為列車所處的坡道的個(gè)數(shù)，L為列車的長(zhǎng)度，q_j為第j個(gè)坡道的坡度，l_j為列車在第j個(gè)坡道上的長(zhǎng)度。

其中，列車在坡道上的長(zhǎng)度l的計(jì)算方法如下：

其中，s₁為坡道的起始位置，s₂為坡道的終點(diǎn)位置，s_e為列車的車頭在坡道上的位置，s_s為列車的車尾在坡道上的位置。

列車當(dāng)前位置所受的彎道阻力F_C由公式四得到：

其中，R_j為第j個(gè)坡道的曲率半徑。

下面分別對(duì)上一實(shí)施例中的步驟“根據(jù)受力模型、實(shí)時(shí)信息及目標(biāo)曲線信息預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)”，及實(shí)施一中的步驟“根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力”進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

首先對(duì)上一實(shí)施例一中的步驟“根據(jù)受力模型、實(shí)時(shí)信息及目標(biāo)曲線信息預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)”進(jìn)行說(shuō)明，該步驟可以采用以下兩種實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。

一種可實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式為：從當(dāng)前時(shí)間起每隔第一時(shí)間間隔預(yù)測(cè)一次列車的位置及列車的速度，直至預(yù)測(cè)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間后的列車的位置及列車的速度，具體通過(guò)公式五和公式六預(yù)測(cè)：

其中，t_u為第一時(shí)間間隔，v_k為從當(dāng)前時(shí)間算起k個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的速度，s_k為k個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的位置，v_k-1為從當(dāng)前時(shí)間算起k－1個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的速度；為第k－1個(gè)第一時(shí)間間隔內(nèi)的加速度，k為正整數(shù)，其中，第二預(yù)設(shè)時(shí)間包括K個(gè)t_u，1≤k≤K；

根據(jù)獲取的v_k、s_k獲取所述目標(biāo)曲線上位置s_k處對(duì)應(yīng)的目標(biāo)速度v_0k：

比較v_k與v_0k，若v_0k－v_k＞e₁時(shí)，t_k＜t₁，則第一運(yùn)行狀態(tài)為牽引狀態(tài)，其中，t_k＝k×t_u，e₁為允許的目標(biāo)速度v_0k與預(yù)測(cè)速度v_k的差值的最大值，為正數(shù)，t₁為目標(biāo)速度v_0k與預(yù)測(cè)速度v_k的差值達(dá)到最大值e₁時(shí)允許的時(shí)間；此時(shí)，t_k為第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

若v_k－v_0k＞e₂時(shí)，t_k＜t₂，則所述第一運(yùn)行狀態(tài)為制動(dòng)狀態(tài)，其中e₂為允許的預(yù)測(cè)速度v_k與目標(biāo)速度v_0k的差值的最大值，為正數(shù)，t₂為預(yù)測(cè)速度v_k與目標(biāo)速度v_0k的差值達(dá)到最大值e₂時(shí)允許的時(shí)間；此時(shí)，t_k為第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

若第二預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，v_0k－v_k始終小于e₁，v_k－v_0k始終小于e₂，則所述第一運(yùn)行狀態(tài)為當(dāng)前狀態(tài)，此時(shí)，第一預(yù)設(shè)時(shí)間等于第二預(yù)設(shè)時(shí)間。

具體地，該實(shí)施方式是將第二預(yù)設(shè)時(shí)間以第一時(shí)間間隔的長(zhǎng)度為間隔分割成多個(gè)時(shí)間點(diǎn)，預(yù)測(cè)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)處的速度v_k和位置s_k，所有時(shí)間點(diǎn)處的速度v_k和位置s_k預(yù)測(cè)完畢后，獲取目標(biāo)曲線上位置s_k處對(duì)應(yīng)的目標(biāo)速度v_0k，接著將所有時(shí)間點(diǎn)處的v_k與對(duì)應(yīng)的v_0k進(jìn)行比較。

本實(shí)施例中設(shè)置了t₁及t₂，其中，t₁可以稱為超下界時(shí)間，超下界時(shí)間是指設(shè)定的當(dāng)列車的目標(biāo)速度與預(yù)測(cè)速度的差值開始大于e₁時(shí)允許的時(shí)間，e₁為允許的目標(biāo)速度與預(yù)測(cè)速度的差值的最大值，為正數(shù)；t₂可以稱為超上界時(shí)間，超上界時(shí)間是指設(shè)定的當(dāng)列車的預(yù)測(cè)速度與目標(biāo)速度的差值開始大于e₂時(shí)允許的時(shí)間，e₂為允許的預(yù)測(cè)速度與目標(biāo)速度的差值的最大值，為正數(shù)。預(yù)測(cè)速度v_k為從當(dāng)前時(shí)間算起k個(gè)第一時(shí)間間隔后列車的速度。

在預(yù)測(cè)各時(shí)間點(diǎn)處的v_k的過(guò)程中，列車的目標(biāo)速度v_0k與預(yù)測(cè)速度v_k的差值開始大于e₁的時(shí)間t_k小于設(shè)置的t₁，說(shuō)明還沒到時(shí)間t₁，目標(biāo)速度v_0k與預(yù)測(cè)速度v_k的差值已經(jīng)大于了允許的目標(biāo)速度與預(yù)測(cè)速度的差值的最大值e₁，預(yù)測(cè)速度偏小，此時(shí)需要列車采用牽引運(yùn)行狀態(tài)，第一運(yùn)行狀態(tài)即牽引運(yùn)行狀態(tài)，以增大后續(xù)時(shí)刻列車速度的增加率，此時(shí)，立即選擇牽引狀態(tài)控制器進(jìn)行狀態(tài)控制，t_k即為第一預(yù)設(shè)時(shí)間，此種情況通常發(fā)生在上坡的情況。同理，在預(yù)測(cè)各時(shí)間點(diǎn)處的v_k的過(guò)程中，列車的預(yù)測(cè)速度v_k與目標(biāo)速度v_0k的差值開始大于e₂的時(shí)間t_k小于設(shè)置的t₂，說(shuō)明還沒到時(shí)間t₂，預(yù)測(cè)速度v_k與目標(biāo)速度v_0k的差值已經(jīng)大于了允許的預(yù)測(cè)速度與目標(biāo)速度的差值的最大值e₂，預(yù)測(cè)速度偏大，此時(shí)需要列車采用制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，第一運(yùn)行狀態(tài)即制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，以減小后續(xù)時(shí)刻列車速度的增加率，此時(shí)，立即選擇制動(dòng)狀態(tài)控制器進(jìn)行狀態(tài)控制，t_k即為第一預(yù)設(shè)時(shí)間，此種情況通常發(fā)生在下坡的情況。

如果在預(yù)測(cè)過(guò)程中，v_0k－v_k始終小于e₁，v_k－v_0k始終小于e₂，那么第一運(yùn)行狀態(tài)即為當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，不需要轉(zhuǎn)換，也就不需要更換狀態(tài)控制器，仍然采用當(dāng)前的狀態(tài)控制器，此時(shí)，第一預(yù)設(shè)時(shí)間等于第二預(yù)設(shè)時(shí)間。

另一種可實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式為：從當(dāng)前時(shí)刻算起每隔t_u時(shí)間預(yù)測(cè)一次列車的速度v_k與s_k位置，預(yù)測(cè)v_k與s_k的方法與上一實(shí)施方式相同，預(yù)測(cè)完一次就跟對(duì)應(yīng)的目標(biāo)速度v_0k比較，在t₁時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)v_0k－v_k＞e₁時(shí)，t_k＜t₁時(shí)停止預(yù)測(cè)，確定第一運(yùn)行狀態(tài)，第一運(yùn)行狀態(tài)確定為牽引運(yùn)行狀態(tài)，此種情況通常發(fā)生在上坡的情況；或者在t₂時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)v_k－v_0k＞e₂時(shí)，t_k＜t₂，停止預(yù)測(cè)，確定第一運(yùn)行狀態(tài)，第一運(yùn)行狀態(tài)確定為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此種情況通常發(fā)生在下坡的情況；以上兩種情況，t_k即為第一預(yù)設(shè)時(shí)間。

如果在預(yù)測(cè)過(guò)程中，若列車處于上坡路段或水平路段，在t₁時(shí)間范圍內(nèi)v_0k－v_k始終小于e₁，那么第一運(yùn)行狀態(tài)即為當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，不需要轉(zhuǎn)換，此時(shí)t₁為第一預(yù)設(shè)時(shí)間；或者若列車處于下坡路段或水平路段，在t₂時(shí)間范圍內(nèi)v_k－v_0k始終小于e₂，那么第一運(yùn)行狀態(tài)即為當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，不需要轉(zhuǎn)換，此時(shí)t₂為第一預(yù)設(shè)時(shí)間。

接著對(duì)實(shí)施一中的步驟“根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力”進(jìn)行說(shuō)明。

步驟“根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力”包括：

若第一運(yùn)行狀態(tài)為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，則采用制動(dòng)控制器進(jìn)行控制得到第一控制信息，若第一運(yùn)行狀態(tài)為牽引運(yùn)行狀態(tài)，則采用牽引控制器進(jìn)行控制得到第一控制信息。

其中，采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息的過(guò)程如下：

將目標(biāo)曲線信息輸入至狀態(tài)控制器，根據(jù)目標(biāo)曲線信息得知列車當(dāng)前的目標(biāo)加速度，根據(jù)目標(biāo)加速度計(jì)算得到列車在所需要的牽引力或者制動(dòng)力，稱為參考牽引力或者參考制動(dòng)力；

接著將實(shí)時(shí)速度與對(duì)應(yīng)的目標(biāo)速度(在目標(biāo)曲線上實(shí)時(shí)速度位置處對(duì)應(yīng)的速度)的差值輸入到狀態(tài)控制器內(nèi)的非線性比例積分控制器，得到校正牽引力或者校正制動(dòng)力；

參考牽引力與校正牽引力的和或者參考制動(dòng)力與校正制動(dòng)力的和即為第一控制信息。

為了進(jìn)一步確?？刂屏熊嚬r的控制器的使用壽命，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步的改進(jìn)，本實(shí)施例中的控制列車運(yùn)行的方法是在“根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)”之后進(jìn)行的，本實(shí)施例的方法包括：

若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，且牽引力大于第一預(yù)設(shè)閾值或制動(dòng)力大于第二預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)第一控制信息和第二安全防護(hù)規(guī)則得到第三控制信息，并將第三控制信息發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第三控制信息控制列車運(yùn)行；

第三控制信息為牽引力等于第一預(yù)設(shè)閾值或制動(dòng)力等于第二預(yù)設(shè)閾值；第二安全防護(hù)規(guī)則包括：牽引力不大于第一預(yù)設(shè)閾值，制動(dòng)力不大于第二預(yù)設(shè)閾值。

具體地，若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，且狀態(tài)控制器得到的第一控制信息中的牽引力大于第一預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)第二安全防護(hù)規(guī)則將狀態(tài)控制器得到的牽引力變?yōu)榈谝活A(yù)設(shè)閾值，第一預(yù)設(shè)閾值即為第三控制信息中的牽引力的值，然后將第一預(yù)設(shè)閾值發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一預(yù)設(shè)閾值控制列車運(yùn)行；若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，且狀態(tài)控制器得到的第一控制信息中的制動(dòng)力大于第二預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)第二安全防護(hù)規(guī)則將狀態(tài)控制器得到的制動(dòng)力變?yōu)榈诙A(yù)設(shè)閾值，第二預(yù)設(shè)閾值即為第三控制信息中的制動(dòng)力的值，然后將第二預(yù)設(shè)閾值發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第二預(yù)設(shè)閾值控制列車運(yùn)行。

本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置第二安全防護(hù)規(guī)則，保證了輸入至列車控制和管理系統(tǒng)的牽引力或制動(dòng)力不會(huì)超過(guò)控制列車工況的控制器所能承受的最大值，保護(hù)控制列車工況的控制器不受損壞。

圖3為本發(fā)明提供的控制列車運(yùn)行的裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實(shí)施例的裝置可以包括：獲取模塊31、控制模塊32，安全防護(hù)模塊33，發(fā)送模塊34，其中，獲取模塊31用于獲取列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息；實(shí)時(shí)信息包括：列車當(dāng)前的位置、列車當(dāng)前的速度和列車允許的最大速度；當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息包括當(dāng)前列車運(yùn)行的級(jí)位信息；目標(biāo)曲線信息包括列車運(yùn)行的目標(biāo)速度和目標(biāo)位置；

控制模塊32用于根據(jù)實(shí)時(shí)信息、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息及目標(biāo)曲線信息，預(yù)測(cè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后列車所需的第一運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)選擇狀態(tài)控制器，以使?fàn)顟B(tài)控制器采用基于前饋的非線性比例積分控制的處理過(guò)程得到第一控制信息，第一控制信息為第一運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的牽引力或制動(dòng)力；

安全防護(hù)模塊33用于根據(jù)第一運(yùn)行狀態(tài)、第一預(yù)設(shè)安全防護(hù)規(guī)則和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)得到列車的第二運(yùn)行狀態(tài)；

發(fā)送模塊34用于若第一運(yùn)行狀態(tài)和第二運(yùn)行狀態(tài)相同，則將第一控制信息發(fā)送至列車控制和管理系統(tǒng)，以使列車控制和管理系統(tǒng)根據(jù)第一控制信息控制列車運(yùn)行。

本實(shí)施例的裝置，可以用于執(zhí)行圖1所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。