FAM模式下列车跳跃控制、动态测试及跳跃对标停车方法与流程

本发明涉及轨道交通控制技术领域，尤其涉及一种全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法、列车唤醒的动态测试方法及列车跳跃对标停车方法。

背景技术：

传统轨道交通的基于通信的列车自动控制系统(CBTC信号系统)支持的驾驶模式，包括：列车自动驾驶模式，简称AM模式；列车自动防护下的人工驾驶模式，简称CM模式；限制人工驾驶模式，简称RM模式；非限制人工驾驶模式，简称EUM模式。

除了AM模式，在其它模式下，列车的驾驶工作主要靠司机人工完成，包括列车启动、加速、巡航、减速进站定位停车过程。在AM模式下，由信号系统的列车自动驾驶系统ATO代替司机，进行列车启动、加速、巡航、减速进站定位停车过程。

全自动驾驶系统在以上模式的基础上，增加了全自动驾驶模式，简称FAM模式。FAM模式完全由信号系统控制列车运行，系统正常工作情况下不需要任何司机操作。

现有技术中，AM模式下列车的停车精度由车载ATO系统保证，如果发生由于轨道湿滑等原因导致停车不准的情况，则必须由司机人工干预调整。此种机制的可靠性差，且不具备向全自动驾驶FAM的扩展性。

一般列车动态测试的方法主要由列车自身执行。由于车辆系统对其牵引系统、制动系统的整体精确控制能力较低，导致测试结果的准确率较差，测试结果离散型过大，测试标准不易确定，测试意义有限。

鉴于此，如何提供一种FAM模式下列车跳跃控制方法，以使用该列车跳跃控制方法实现FAM模式下更准确的列车唤醒动态测试以及实现FAM模式下更精确的列车跳跃对标停车成为目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述的技术问题，本发明提供一种全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法、列车唤醒的动态测试方法及列车跳跃对标停车方法，能够使用该列车跳跃控制方法实现FAM模式下更准确的列车唤醒动态测试以及实现FAM模式下更精确的列车跳跃对标停车。

第一方面，本发明提供一种全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，包括：

列车自动防护系统ATP向列车自动驾驶系统ATO发送跳跃指令，并延时预设第一时间段后，向列车和所述ATO同时发送方向指令，所述方向指令携带有跳跃方向；

所述列车在接收到所述方向指令后，完成所述方向指令的跳跃准备后，并向所述ATO发送所述方向指令的有效反馈；

所述ATO在接收到所述方向指令和所述有效反馈后，延时预设第二时间段后，向所述列车的牵引系统发送牵引指令；

所述ATO在向所述列车的牵引系统发送牵引指令后，延时预设第三时间段后，向所述列车的牵引系统发送携带有预设牵引级位的指令，以使所述牵引系统根据所述牵引指令和预设牵引级位输出牵引力控制所述列车向所述跳跃方向跳跃；

在跳跃距离达到预设距离后，所述牵引系统接收的牵引指令无效且牵引级位归零，所述ATO延时预设第四时间段后，向所述列车的制动系统发送携带有预设制动级位的制动指令，以使所述制动系统根据所述制动指令输出制动力控制列车减速至停稳；

在列车停稳后，所述ATO延时预设第五时间段后，向所述ATP发送跳跃完成信息，以使所述ATP在接收到所述跳跃完成信息后确定本次跳跃完成。

可选地，在跳跃过程中，当列车的速度大于预设第一阈值、且小于等于预设第二阈值时，ATO向列车的牵引系统发送切除牵引指令，以使所述牵引系统根据所述切除牵引指令切除已输出的牵引力。

可选地，在跳跃过程中，当列车的速度大于预设第二阈值时，ATO向列车的制动系统发送紧急制动指令，以使所述制动系统根据所述紧急制动指令控制列车进行紧急制动。

可选地，所述预设第一阈值为3km/h，所述预设第二阈值为5km/h。

可选地，所述预设牵引级位在列车最大牵引力的预设第一范围之间；

和/或，

所述预设制动级位在列车最大制动力的预设第二范围之间。

可选地，所述预设第一范围为0～50％。

可选地，所述预设第二范围为50％～100％。

第二方面，本发明提供一种全自动驾驶模式下列车唤醒的动态测试方法，其特征在于，包括：

S1、车载控制器VOBC按照预设顺序选择列车一驾驶端；

S2、所述VOBC向区域控制器ZC发送动态测试授权申请；

S3、所述VOBC在接收到所述ZC返回的动态测试授权信息后，使用权利要求1-3中任一项所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，使列车完成向远离库门方向的跳跃；

S4、当所述VOBC在预设第六时间段内无输出信号时，所述VOBC使用权利要求1-3中任一项所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，使列车完成向靠近库门方向的跳跃；

S5、若列车向远离库门方向的跳跃结果和列车向靠近库门方向的跳跃结果都正常，则该驾驶端动态测试通过；

S6、转换到列车另一驾驶端，重复步骤S2-S5。

第三方面，本发明提供一种全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法，其特征在于，包括：

P1、信号系统在列车停稳后计算列车位置与预设停车点的误差；

P2、所述信号系统在判断获知所述误差大于预设范围时，向区域控制器ZC和列车发送跳跃状态有效信息；

P3、所述ZC在接收到所述跳跃状态有效信息后，向所述VOBC发送跳跃的移动授权MA范围，所述MA范围包括：跳跃距离和跳跃方向；

P4、所述VOBC根据所述MA范围，使用权利要求1-3中任一项所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，使列车完成向所述MA范围中的跳跃方向的跳跃；

P5、所述VOBC在列车完成跳跃后，计算本次跳跃的距离并发送至所述信号系统；

P6、所述信号系统在判断获知跳跃次数小于预设次数时，延时预设第六时间段后重复步骤P1-P5进行下一次跳跃，直至列车位置与预设停车点的误差小于等于预设范围时，对标停车结束。

可选地，在所述步骤P5之后，所述方法还包括：

所述信号系统在判断获知跳跃次数大于等于预设次数时，向所述VOBC发送退出全自动驾驶模式信息，以使司机人工调整停车位置。

由上述技术方案可知，本发明的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法、列车唤醒的动态测试方法及列车跳跃对标停车方法，能够使用该列车跳跃控制方法实现FAM模式下更准确的列车唤醒动态测试以及实现FAM模式下更精确的列车跳跃对标停车。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的跳跃牵引距离与列车实际走行距离之间的关系示意图；

图3为本发明一实施例提供的全自动驾驶模式下列车唤醒的动态测试方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的动态测试过程中的一种列车的预期速度曲线示意图；

图5为本发明一实施例提供的全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法的跳跃控车逻辑的示意图；

图7为本发明实施例提供的列车跳跃对标停车过程中的一种列车的预期速度曲线示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，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的实施例，都属于本发明保护的范围。

需说明的是，本发明实施例中的列车，主要是指列车车辆本身及其机械特性，而非只列车上的列车自动驾驶系统ATO、列车自动防护系统ATP等电子设备的信息处理。

图1示出了本发明一实施例提供的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法如下所述。

101、列车自动防护系统ATP向列车自动驾驶系统ATO发送跳跃指令，并延时预设第一时间段后，向列车和所述ATO同时发送方向指令，所述方向指令携带有跳跃方向。

在具体应用中，所述预设第一时间段T1可以在1～5秒内，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

102、所述列车在接收到所述方向指令后，完成所述方向指令的跳跃准备后，并向所述ATO发送所述方向指令的有效反馈。

103、所述ATO在接收到所述方向指令和所述有效反馈后，延时预设第二时间段后，向所述列车的牵引系统发送牵引指令。

在具体应用中，所述预设第二时间段T2可以在1～5秒内，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

104、所述ATO在向所述列车的牵引系统发送牵引指令后，延时预设第三时间段后，向所述列车的牵引系统发送携带有预设牵引级位的指令，以使所述牵引系统根据所述牵引指令和预设牵引级位输出牵引力控制所述列车向所述跳跃方向跳跃。

在具体应用中，所述预设第三时间段T3可以在1～5秒内，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

在具体应用中，所述预设牵引级位在列车最大牵引力的预设第一范围之间；具体地，所述预设第一范围可以优选为0～50％，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际的车辆性能、车辆信号通信延迟等因素来具体设置。

需说明的是，在跳跃过程中，当列车的速度大于预设第一阈值、且小于等于预设第二阈值时，ATO向列车的牵引系统发送切除牵引指令，以使所述牵引系统根据所述切除牵引指令切除已输出的牵引力。

需说明的是，在跳跃过程中，当列车的速度大于预设第二阈值时，ATO向列车的制动系统发送紧急制动指令，以使所述制动系统根据所述紧急制动指令控制列车进行紧急制动。

在具体应用中，举例来说，所述预设第一阈值可以优选为3km/h，所述预设第二阈值可以优选为5km/h，本实施例并不对其进行限制，所述预设第一阈值和预设第二阈值可以根据实际情况进行具体设置。

105、在跳跃距离达到预设距离后，所述牵引系统接收的牵引指令无效且牵引级位归零，所述ATO延时预设第四时间段后，向所述列车的制动系统发送携带有预设制动级位的制动指令，以使所述制动系统根据所述制动指令输出制动力控制列车减速至停稳。

在具体应用中，所述预设距离(X cm)可以根据实际情况进行具体设置，本实施例并不对其进行限制。

在具体应用中，所述预设第四时间段T4可以在1～5秒内，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

在具体应用中，所述预设制动级位在列车最大制动力的预设第二范围之间；具体地，所述预设第二范围可以优选为50％～100％，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际的车辆性能、车辆信号通信延迟等因素来具体设置。

106、在列车停稳后，所述ATO延时预设第五时间段后，向所述ATP发送跳跃完成信息，以使所述ATP在接收到所述跳跃完成信息后确定本次跳跃完成。

在具体应用中，所述预设第五时间段T5可以在1～5秒内，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

可以理解的是，本实施例可在信号系统和列车间增加继电器接口，该继电器接口的状态表示跳跃模式是否有效。跳跃过程中，信号系统通过该继电器接口向列车发送跳跃模式有效，并且发送跳跃方向。考虑到需要精确控制列车移动一个很短的距离，应该考虑列车的牵引系统、制动系统的响应延时，还要考虑车辆信号的通信延迟等因素，各个延时的长度一般都有经验公式进行确定，在此不对这些延时进行限定，延时的计算也是本领域所公知的。

可以理解的是，列车的实际运行距离应与列车的跳跃牵引距离具备一定的线性关系。可以通过多次的跳跃测试来得到该线性关系，举例来说，如图2所示，图2中经过多次试验拟合出了一个经验公式：y＝1.698x+23.08，其中，y为列车的实际走行距离，x为跳跃牵引距离，所述列车的实际走行距离包括跳跃牵引距离和制动距离。在实际情况中，对应其它列车，该该经验公式可能会根据实际情况发生变化。

本实施例的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，能够实现在全自动驾驶模式下控制列车进行跳跃。

图3示出了本发明一实施例提供的全自动驾驶模式下列车唤醒的动态测试方法的流程示意图，如图3所示，本实施例的全自动驾驶模式下列车唤醒的动态测试方法如下所述。

S1、车载控制器VOBC按照预设顺序选择列车一驾驶端。

S2、所述VOBC向区域控制器ZC发送动态测试授权申请。

S3、所述VOBC在接收到所述ZC返回的动态测试授权信息后，使用图1所示实施例所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，使列车完成向远离库门方向的跳跃。

S4、当所述VOBC在预设第六时间段内无输出信号时，所述VOBC使用图1所示实施例所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，使列车完成向靠近库门方向的跳跃。

S5、若列车向远离库门方向的跳跃结果和列车向靠近库门方向的跳跃结果都正常，则该驾驶端动态测试通过。

S6、转换到列车另一驾驶端，重复步骤S2-S5。

图4示出了动态测试过程中的一种列车的预期速度曲线示意图，从图4中在施加牵引级位时，列车的速度沿时间的变化，可以看出，在一个周期T(200ms)内，分别施加了两次牵引力。在本次动态测试的跳跃中，一共施加了四次牵引力。可以看出，在动态测试的跳跃过程中，共存在4次列车跳跃移动过程。分别为车头向前跳跃、车头向后跳跃、车尾向前跳跃、车尾向后跳跃。四次的跳跃的距离应都处于一个范围内，经过多次测试可认为40-120cm为合理判断标准。

本实施例的全自动驾驶模式下列车唤醒的动态测试方法，在图1所示实施例所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法的基础上实现FAM模式下的列车唤醒动态测试，测试结果更准确。

图5示出了本发明一实施例提供的全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法的流程示意图，如图5所示，本实施例的全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法如下所述。

P1、信号系统在列车停稳后计算列车位置与预设停车点的误差。

P2、所述信号系统在判断获知所述误差大于预设范围时，向区域控制器ZC和列车发送跳跃状态有效信息。

在具体应用中，举例来说，所述预设范围可以在0.5m～5m之间，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

P3、所述ZC在接收到所述跳跃状态有效信息后，向所述VOBC发送跳跃的移动授权MA范围，所述MA范围包括：跳跃距离和跳跃方向。

P4、所述VOBC根据所述MA范围，使用图1所示实施例所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法，使列车完成向所述MA范围中的跳跃方向的跳跃。

P5、所述VOBC在列车完成跳跃后，计算本次跳跃的距离并发送至所述信号系统。

P6、所述信号系统在判断获知跳跃次数小于预设次数时，延时预设第六时间段后重复步骤P1-P5进行下一次跳跃(其方向与其上一次跳跃的方向可能相同，也可能相反)，直至列车位置与预设停车点的误差小于等于预设范围时，对标停车结束。

在具体应用中，所述预设次数可以优选为3次，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

在具体应用中，所述预设第六时间段T6可以在1～5秒内，本实施例并不对其进行限制，可以根据实际情况进行具体设置。

在具体应用中，在所述步骤P5之后，所述方法还可以包括：

所述信号系统在判断获知跳跃次数大于等于预设次数时，向所述VOBC发送退出全自动驾驶模式信息，以使司机人工调整停车位置，即使司机人工调整控制列车的停车位置与预设停车点的误差小于大于预设范围。

本实施例的全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法的跳跃控车逻辑可参考图6。

可以理解的是，在进站停车过程中，列车会根据停车误差，进行跳跃对标。图7示出了列车跳跃对标停车过程中的一种列车的预期速度曲线示意图，如图7所示。列车进行一次跳跃后，如果未停准，可以再次进行跳跃对标。一共允许进行三次跳跃。三次仍未成功，终止跳跃。假设停车偏差距离为S。正常情况下，跳跃一次距离S’1≈S，误差在一定范围内认为可以接受。不进行后续过程。如果第一次跳跃后误差仍然过大，则进行第二次跳跃，第二次跳跃的距离为S’2，预期S’1+S’2≈S。以此原理类推，确定是否需要第三次跳跃。

本实施例的全自动驾驶模式下的列车跳跃对标停车方法，在图1所示实施例所述的全自动驾驶模式下的列车跳跃控制方法的基础上实现FAM模式下的列车跳跃对标停车，使列车停车更精确，可靠性较高且具备具备向全自动驾驶FAM模式的扩展性。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。