一種列車運行控制設備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及列車運行控制技術(shù)，具體地，涉及一種列車運行控制設備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]列車(特別是重載列車)的站間運行時間數(shù)據(jù)固化在車載設備上，只有在線路條件發(fā)生變化時才會對其進行調(diào)整，所以只有司機根據(jù)經(jīng)驗行車來滿足站間運行時間的要求。在列車接近或到達一個站臺時，地面調(diào)度員會通過無線電的方式告訴司機該列車是否滿足站間運行時間的要求，如果列車運行時間超過了運行時間的要求，地面調(diào)度員就會要求司機加快運行速度，如果由于某種原因?qū)е铝熊嚨恼鹃g運行時間偏移計劃運行時間，就只能更改調(diào)度計劃。
[0003]然而，不同司機的駕駛習慣和經(jīng)驗往往有很大的差別，目前也沒有統(tǒng)一的運行曲線來規(guī)范司機的操作，這會導致列車無法按照規(guī)劃的站間運行時間行車，從而會影響整條線路的運行計劃。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種列車運行控制設備和方法，用于解決使列車滿足站間運行時間要求的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種列車運行控制設備，該列車運行經(jīng)過兩個站點形成的限速段，該限速段包括一個或多個限速區(qū)間，該設備包括:接收器，用于接收各個限速區(qū)間的區(qū)間長度、列車加速度、和所述列車的初始速度和在各個限速區(qū)間的限制速度;控制器，用于根據(jù)所述限制速度來計算所述列車在各個限速區(qū)間的惰行速度，使得根據(jù)所述區(qū)間長度、所述列車加速度、所述初始速度和該惰行速度得到的所述列車的站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)，并根據(jù)所計算的惰行速度控制所述列車的運行。
[0006]相應地，本發(fā)明還提供了一種列車運行控制方法，該列車運行經(jīng)過兩個站點形成的限速段，該限速段包括一個或多個限速區(qū)間，該方法包括:接收各個限速區(qū)間的區(qū)間長度、列車加速度、和所述列車的初始速度和在各個限速區(qū)間的限制速度;根據(jù)所述限制速度來計算所述列車在各個限速區(qū)間的惰行速度，使得根據(jù)所述區(qū)間長度、所述列車加速度、所述初始速度和該惰行速度得到的所述列車的站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)，并根據(jù)所計算的惰行速度控制所述列車的運行。。
[0007]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過計算列車在各個限速區(qū)間的惰行速度，并據(jù)此計算列車的站間運行時間，通過判斷所計算的站間運行時間是否處于預定時間范圍來確定列車的運行速度，從而保證列車的實際運行時間滿足運行時間的要求。
[0008]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0009]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0010]圖1是本發(fā)明提供的列車運行控制設備的框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明提供的限制區(qū)間分類圖示；
[0012]圖3是本發(fā)明提供的最短站間運行時間的運行曲線示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明提供的第一次迭代后的站間運行曲線示意圖；
[0014]圖5是本發(fā)明提供的根據(jù)第一站間運行曲線30計算得到的站間運行時間大于預定時間范圍的上限的情況下進行第二次迭代后得到的站間運行曲線示意圖；
[0015]圖6是本發(fā)明提供的根據(jù)第一站間運行曲線30計算得到的站間運行時間小于預定時間范圍的下限的情況下進行第二次迭代后得到的站間運行曲線示意圖；
[0016]圖7是本發(fā)明【具體實施方式】提供的迭代計算的示例的圖示；以及
[0017]圖8是本發(fā)明提供的列車運行控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019]圖1是本發(fā)明提供的列車運行控制設備的框圖，如圖1所示，該設備包括接收器和控制器。其中，接收器用于接收各個限速區(qū)間的區(qū)間長度、列車加速度、和列車的初始速度和在各個限速區(qū)間的限制速度;控制器用于根據(jù)限Φ隨度來計算列車在各個限速區(qū)間的惰行速度，使得根據(jù)區(qū)間長度、列車加速度、初始速度和該惰行速度得到的列車的站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)，并根據(jù)所計算的惰行速度控制所述列車的運行。
[0020]其中，列車在運行過程中往往會經(jīng)過多個站點，每兩個站點之間的線路稱為一個限速段，由于地形等原因，每個限速段又會包括一個或多個限速區(qū)間，對于一個限速段包括一個限速區(qū)間的情況，容易理解在該限速段中的限制速度相同，對于一個限速段包括多個限速區(qū)間的情況，每個限速區(qū)間的限制速度不相同。一般情況下，限速區(qū)間按照限制速度的不同可以劃分為上弓形、下弓形、上階形、下階形四種區(qū)間類型，如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的限制區(qū)間分類圖示。
[0021]在列車從一個站點出發(fā)時，初始速度為O，這種情況出現(xiàn)在列車啟動之前或是啟動同時來計算站間運行時間，當然，如果控制器是在列車運行過程中開始計算站間運行時間，那么初始速度就為列車的當前運行速度。
[0022]其中，列車加速度是一個矢量，在列車加速時，該列車加速度為正值，在列車減速時，該列車加速度為負值。
[0023]以上所描述的控制器計算列車的站間運行時間一般是每間隔一段時間就要計算一次，應當理解的是，假設整個限速段的預定時間范圍為20分鐘至22分鐘，如果在列車運行至一半的情況下所耗費的時間為15分鐘，這表示列車在前一半限速段的速度太慢，這樣計算得到列車在后一半限速段的惰行速度就會比在列車啟動之前所計算的后一半限速段的惰行速度要快，因為這樣才能保證站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)。
[0024]為了防止列車超速，各個限速區(qū)間的限制速度分別為各個限速區(qū)間的最大速度與速度安全余量之差，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要自行設定該速度安全余量。
[0025]其中，控制器還用于根據(jù)各個限速區(qū)間的限制速度和預先設定的初始值通過二分法迭代計算得到列車在各個限速區(qū)間的惰行速度。也就是說，通過二分法迭代來計算惰行速度，根據(jù)計算得到的惰行速度并結(jié)合區(qū)間長度、列車加速度、初始速度來計算列車的站間運行時間，直至所計算的站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)才停止迭代計算，并根據(jù)所計算的與站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)相對應的惰行速度來控制列車的運行。惰行速度是列車在一個限速區(qū)間的非加速、非減速階段的行駛速度，例如，列車在一個限速區(qū)間的行駛速度從O開始加速，最終以行駛速度為O停止運行，那么該列車從O開始加速直至達到惰行速度，在快到終點時再減速至O，這種情況下，惰行速度就是該限速區(qū)間的最大速度。
[0026]下面對以上所描述的通過二分法迭代計算惰行速度進行詳細闡述。
[0027]圖3是本發(fā)明提供的最短站間運行時間的運行曲線20示意圖，在圖3中，A站到B站是一個限速段10，該限速段10包括5個限速區(qū)間，分別為第I限速區(qū)間、第2限速區(qū)間、第3限速區(qū)間、第4限速區(qū)間、第5限速區(qū)間，在圖3中分別以1、2、3、4、5進行標識。如果希望得到最短站間運行時間，其運行速度就應當保持最大，然而，為了保證安全，這里的限制速度Vcx(x標識限速區(qū)間的標識，例如，Vu表示第I限速區(qū)間的限制速度)與限制速度之間應當保證一個速度安全余量AVο在圖3及本發(fā)明其他實施例中，在列車需要進行加速減速時，均以最大加速度V.和最大減速度V—進行加速和減速。
[0028]如果列車以圖3所示的最短站間運行時間的運行曲線20運行，那么列車在A站與B站之間的運行時間也是最短的，即最短站間運行時間，然而，如果該最短站間運行時間仍大于預定時間范圍的上限，那么已經(jīng)沒有迭代空間，列車就以該最短站間運行時間的運行曲線20運行。然而，如果該最短站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)(即大于或等于預定時間范圍的下限并小于或等于預定時間范圍的上限)，也不需要進行迭代，列車就以該最短站間運行時間的運行曲線20運行。
[0029]然而，如果該最短站間運行時間小于預定時間范圍的下限，那么就需要對列車的惰行速度進行迭代計算。圖4是本發(fā)明提供的第一次迭代后的站間運行曲線30示意圖，在第一次迭代中，最大值Vmax = Vcx，最小值Vmin = O (本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，在第一次迭代中的最小值也可以不是0，具體參數(shù)可以根據(jù)實際情況自行設定)，第一次迭代所計算的惰行速度Vcx，= ( Vmax+Vmin )/2 = Vcx/2o根據(jù)計算得到的第一站間運行曲線30來計算站間運行時間，在該站間運行時間處于預定時間范圍內(nèi)的情況下，迭代結(jié)束，控制器根據(jù)所計算的惰行速度和由此得到