一种列车运行控制方法及系统与流程

本发明涉及列车运行控制技术领域，尤其涉及一种列车运行控制方法及系统。

背景技术：

近年来，随着我国轨道交通的迅速发展，城市轨道交通系统的整体能耗也逐年增长。按照目前的用电情况来看，城市轨道交通系统的用电量已经对城市的能源供给带来了一定的负担，同时也给城轨运营单位带来了较大的成本压力。因此，如何使用更好的技术来降低能耗，进而降低运营成本是一个亟待解决的问题。

目前自动列车运行装置(Automatic Train Operation，简称ATO)使用的节能算法主要通过控制巡航阶段增加惰行速度区间，以限制巡航阶段收益较低的二次牵引从而达到节能效果。

然而，目前采用的ATO节能策略中的发车时间和停车时间是固定的，即使乘客上下车已经完成，列车也必须等待固定的发车时间，因此列车的站间运行时间不能根据情况实时调整，无法结合综合监控中心的运行计划进行节能控制，从而达不到更加节能的目的。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种列车运行控制方法及系统，能够解决现有技术中列车的站间运行时间不能根据情况实时调整，无法结合综合监控中心的运行计划进行节能控制，从而达不到更加节能的目的的问题。

第一方面，本发明提供了一种列车运行控制方法，所述方法包括：

当列车在停站期间提前发车时，自动列车运行装置向综合监控中心发送提前发车通知信息；所述提前发车通知信息包括所述列车的发车时间；

所述综合监控中心根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置；

所述自动列车运行装置根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。

优选地，所述预设列车运行等级包括：第一列车运行等级、第二列车运行等级及第三列车运行等级；

相应地，所述综合监控中心根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，包括：

所述综合监控中心根据所述列车的发车时间及预设的到站时间获得站间运行时间，并获得所述站间运行时间与预设的站间运行时间的差值；

若所述差值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第二列车运行等级，并获取所述第二列车运行等级对应的第二驾驶策略；

若所述差值大于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第三列车运行等级，并获取所述第三列车运行等级对应的第三驾驶策略。

优选地，所述方法还包括：

若列车在停站期间未提前发车，所述自动列车运行装置向综合监控中心发送准时发车通知信息；

所述综合监控中心接收到所述准时发车通知信息后，确定对应的预设列车运行等级为第一列车运行等级，获取所述第一列车运行等级对应的第一驾驶策略，并将预设的站间运行时间及第一驾驶策略发送至所述自动列车运行装置；

所述自动列车运行装置根据所述预设的站间运行时间及第一驾驶策略获得目标运行曲线，根据所述目标运行曲线控制所述列车的运行。

优选地，所述当列车在停站期间提前发车时，自动列车运行装置向综合监控中心发送提前发车通知信息的步骤之前，所述方法还包括：

通过现场测试或者仿真模拟方法，获取不同站间路线不同预设列车运行等级对应的驾驶策略。

优选地，所述通过现场测试或者仿真模拟方法，获取不同站间路线不同预设列车运行等级对应的驾驶策略，包括：

在某个站间路线采用某个预设列车运行等级时，通过修改牵引门限、惰行门限及最高运行速度进行多次现场测试或仿真模拟，选取并存储该站间路线该预设列车运行等级下节能效果最佳的驾驶策略。

第二方面，本发明提供了一种列车运行控制系统，所述系统包括：自动列车运行装置及综合监控中心；

所述自动列车运行装置，用于当列车在停站期间提前发车时，向综合监控中心发送提前发车通知信息；所述提前发车通知信息包括所述列车的发车时间；

所述综合监控中心，用于根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置；

所述自动列车运行装置，还用于根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。

优选地，所述预设列车运行等级包括：第一列车运行等级、第二列车运行等级及第三列车运行等级；

相应地，所述综合监控中心，具体用于：

根据所述列车的发车时间及预设的到站时间获得站间运行时间，并获得所述站间运行时间与预设的站间运行时间的差值；

若所述差值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第二列车运行等级，并获取所述第二列车运行等级对应的第二驾驶策略；

若所述差值大于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第三列车运行等级，并获取所述第三列车运行等级对应的第三驾驶策略。

优选地，所述自动列车运行装置，还用于在列车在停站期间未提前发车时，向综合监控中心发送准时发车通知信息；

所述综合监控中心，还用于接收到所述准时发车通知信息后，确定对应的预设列车运行等级为第一列车运行等级，获取所述第一列车运行等级对应的第一驾驶策略，并将预设的站间运行时间及第一驾驶策略发送至所述自动列车运行装置；

所述自动列车运行装置，还用于根据所述预设的站间运行时间及第一驾驶策略获得目标运行曲线，根据所述目标运行曲线控制所述列车的运行。

优选地，所述系统还包括：测试装置，用于：

通过现场测试或者仿真模拟方法，获取不同站间路线不同预设列车运行等级对应的驾驶策略。

优选地，所述测试装置，具体用于：

在某个站间路线采用某个预设列车运行等级时，通过修改牵引门限、惰行门限及最高运行速度进行多次现场测试或仿真模拟，选取并存储该站间路线该预设列车运行等级下节能效果最佳的驾驶策略。

由上述技术方案可知，本发明提供一种列车运行控制方法及系统，在列车在停站期间提前发车时，通过自动列车运行装置向综合监控中心发送提前发车通知信息，以供所述综合监控中心根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置；所述自动列车运行装置则根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。如此，本发明能够结合综合监控中心运行计划和运行等级，利用富余的站停时间，把这些时间分到下一个区间的运行时间中，增大区间运行时间，降低平均速度，减少牵引，实现节能目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种列车运行控制方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例提供的一种列车运行控制方法的流程示意图；

图3是本发明另一实施例提供的列车在不同列车运行等级下的速度曲线示意图；

图4是本发明另一实施例提供的列车在不同列车运行等级下的速度曲线变化示意图；

图5是本发明另一实施例提供的采用节能控制方法的亦庄线节能效果示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种列车运行控制系统的结构示意图；

图7是本发明另一实施例提供的一种列车运行控制系统的结构示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，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实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一实施例中的一种列车运行控制方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括如下步骤：

S101：当列车在停站期间提前发车时，自动列车运行装置向综合监控中心发送提前发车通知信息；所述提前发车通知信息包括所述列车的发车时间。

具体来说，在停站期间，若列车提前发车，则自动列车运行装置ATO发送提前发车通知消息以告知综合监控中心，以供综合监控中心根据所提前发车的时间来延长下一个站间的运行时间，即从本站到下一站的站间运行时间为提前的时间与原始站间运行时间之和。

S102：所述综合监控中心根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置。

具体来说，综合监控中心接收到的列车的发车时间为提前发车对应的时间点，综合监控中心将预设列车到达下一站的预设时间点与该提前发车对应的时间点相减获得实际站间运行时间。进一步地，根据实际站间运行时间与原始站间运行时间之差获得提前的时间，并根据提前的时间获得对应的预设列车运行等级，以及该预设列车运行等级对应的驾驶策略，以发送至ATO。

需要说明的是，预设列车运行等级可包括多级，每级列车运行等级对应不同的惰行门限、牵引门限和最高运行速度，由此组成不同列车运行等级对应的不同驾驶策略。如此，通过调整惰行门限和最高运行速度，可以减小牵引情况，达到节能效果；通过调整牵引门限，可以增加惰行时间，达到节能效果。

S103：所述自动列车运行装置根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。

具体来说，根据站间运行时间，以及不同预设运行等级对应的驾驶策略，如惰行门限、牵引门限和最高运行速度等信息，可获得节能目标运行曲线，根据该曲线控制列车自动运行，达到节能效果。

由此可见，本实施例通过自动列车运行装置向综合监控中心发送提前发车通知信息，以供所述综合监控中心根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置；所述自动列车运行装置则根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。如此，本实施例能够结合综合监控中心运行计划和运行等级，利用富余的站停时间，把这些时间分到下一个区间的运行时间中，增大区间运行时间，降低平均速度，减少牵引，实现节能目的。

在本发明的一个可选实施例中，所述预设列车运行等级可包括：第一列车运行等级、第二列车运行等级及第三列车运行等级。

其中，第一列车运行等级为列车正常运行时的列车运行等级，即列车准时发车时对应的列车运行等级；第二列车运行等级及第三列车运行等级均为列车提前发车时对应的列车运行等级。

相应地，所述步骤S102，具体包括图1中未示出的如下子步骤：

S1021：所述综合监控中心根据所述列车的发车时间及预设的到站时间获得站间运行时间，并获得所述站间运行时间与预设的站间运行时间的差值；

S1022：若所述差值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第二列车运行等级，并获取所述第二列车运行等级对应的第二驾驶策略；

S1023：若所述差值大于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第三列车运行等级，并获取所述第三列车运行等级对应的第三驾驶策略。

举例来说，本实施例中可将原有综合监控中心的运行等级分为三级：运行等级2、运行等级3和运行等级4。每个运行等级对应不同的惰行门限、牵引门限和最高运行速度，即不同运行等级对应不同驾驶策略。通过调整惰行门限和最高运行速度，可以减少牵引情况，达到节能效果；调整牵引门限可以增加惰行时间，达到节能效果。

运行等级2为列车正常运行时的等级，当列车站间运行时间比原计划多5-10秒时，采用运行等级3，当列车站间运行时间比原计划多10秒以上时，采用运行等级4；即运行等级越高，提前发车时间越长。

进一步地，在列车在停站期间未提前发车，即列车准时发车时，所述列车运行控制方法还包括如下步骤：

A01、若列车在停站期间未提前发车，所述自动列车运行装置向综合监控中心发送准时发车通知信息。

A02、所述综合监控中心接收到所述准时发车通知信息后，确定对应的预设列车运行等级为第一列车运行等级，获取所述第一列车运行等级对应的第一驾驶策略，并将预设的站间运行时间及第一驾驶策略发送至所述自动列车运行装置。

具体来说，若列车准时发车，综合监控中心确定对应的预设列车运行等级为第一列车运行等级，即列车正常运行时的列车运行等级，并调用第一列车运行等级对应的预设的第一驾驶策略，即列车正常运行时对应的驾驶策略，并发送至ATO。

A03、所述自动列车运行装置根据所述预设的站间运行时间及第一驾驶策略获得目标运行曲线，根据所述目标运行曲线控制所述列车的运行。

本实施例中，列车准时发车，此时由ATO告知综合监控中心，以使综合监控中心获取列车准时发车时的运行等级，以及该运行等级对应的驾驶策略，以供ATO获取列车准时发车对应的目标运行曲线，用于控制列车自动运行。

在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，所述步骤S101之前，所述方法还包括：

S100：通过现场测试或者仿真模拟方法，获取不同站间路线不同预设列车运行等级对应的驾驶策略。

具体来说，由于站间线路情况不一样，因此不同站间路线采用不同列车运行等级对应的驾驶策略也不相同，因此在使用步骤S101至步骤S103的动态节能的列车运行控制方法之前，通过现场测试或仿真模拟方法找出站间节能效果最佳的驾驶策略。

具体地，所述步骤S100，具体包括：

在某个站间路线采用某个预设列车运行等级时，通过修改牵引门限、惰行门限及最高运行速度进行多次现场测试或仿真模拟，选取并存储该站间路线该预设列车运行等级下节能效果最佳的驾驶策略。

举例来说，在某个站间使用运行等级3(即站间运行时间增加5-10秒时)，则通过修改牵引门限、惰行门限、最高运行速度等信息，进行多次测试(现场测试或者仿真模拟)，找到运行等级3下节能效果最佳的驾驶策略，然后记录下来。例如某站间使用运行等级3，在运行等级2(即列车正常运行时)的基础上增加惰行时间可以节能0.5千瓦，降低最高运行速度可以节能1千瓦，降低牵引门限可以节能0.6千瓦，则认为当该站间使用运行等级3时，应该采取的节能效果最佳的驾驶策略是降低最高运行速度。

根据上述方法，计算每个站间运行等级3、运行等级4下的驾驶策略，并记录在综合监控中心。

进一步地，上述实施例在停站期间，如果司机提前发车，则由ATO告知综合监控中心，综合监控中心根据所提前的时间来延长下一个站间的运行时间，并判断列车下个站间的运行等级，找到该等级下对应的驾驶策略，并告知ATO下个站间的驾驶时间和驾驶策略，ATO按照驾驶策略重新计算曲线，从而达到节能的效果。如图3所示，B①为某站间运行等级2下的速度曲线，B②为该站间运行等级3下的速度曲线，运行等级3下的区间运行时间要长于运行等级3。对应地，如图4所示，B①为运行等级2下的速度曲线，B②为运行等级3下的速度曲线，B②因运行时间较长，所以可以进行驾驶策略调整，从而达到节能效果。

由此可见，在目前使用的ATO节能策略上，本实施例结合综合监控中心运行计划和运行等级，利用富余的站停时间，把这些时间分到下一个区间的运行时间中，增大区间运行时间，降低平均速度，减少牵引，实现节能。进一步地，使用本实施例列车运行的节能控制方案，司机可以清楚的知道下个站间是否增加运行时间，是否提前发车也由司机来掌握，所以本实施例较适用于有司机驾驶的线路。

举例来说，使用上述实施例中的列车运行控制方法在亦庄线进行测试。如图5所示，通过修改列车运行等级，每个站间可以节能3-5千瓦。原驾驶方案列车运行总能耗251千瓦，全部站间使用运行等级3列车运行总能耗224千瓦，节能效果达到10％。全部站间使用运行等级4列车运行总能耗206千瓦，节能效果达到17％。

图6是本发明一实施例中的一种列车运行控制系统的结构示意图，如图6所示，所述系统包括：自动列车运行装置601及综合监控中心602。其中：

所述自动列车运行装置601用于当列车在停站期间提前发车时，向综合监控中心发送提前发车通知信息；所述提前发车通知信息包括所述列车的发车时间。所述综合监控中心602用于根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置。所述自动列车运行装置601还用于根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。

本实施例中，本实施例通过自动列车运行装置601向综合监控中心发送提前发车通知信息，以供所述综合监控中心602根据所述列车的发车时间获得站间运行时间，根据所述站间运行时间获取对应的预设列车运行等级及驾驶策略，并将所述站间运行时间及驾驶策略发送至所述自动列车运行装置601；所述自动列车运行装置601则根据所述站间运行时间及驾驶策略获得节能目标运行曲线，根据所述节能目标运行曲线控制所述列车的运行。如此，本实施例能够结合综合监控中心运行计划和运行等级，利用富余的站停时间，把这些时间分到下一个区间的运行时间中，增大区间运行时间，降低平均速度，减少牵引，实现节能目的。

在本发明的一个可选实施例中，所述预设列车运行等级包括：第一列车运行等级、第二列车运行等级及第三列车运行等级。

相应地，所述综合监控中心602，具体用于：

根据所述列车的发车时间及预设的到站时间获得站间运行时间，并获得所述站间运行时间与预设的站间运行时间的差值；

若所述差值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第二列车运行等级，并获取所述第二列车运行等级对应的第二驾驶策略；

若所述差值大于第二预设阈值，则确定对应的预设列车运行等级为第三列车运行等级，并获取所述第三列车运行等级对应的第三驾驶策略。

进一步地，在列车在停站期间未提前发车，即列车准时发车时，所述自动列车运行装置601，还用于在列车在停站期间未提前发车时，向综合监控中心602发送准时发车通知信息。

相应地，所述综合监控中心602，还用于接收到所述准时发车通知信息后，确定对应的预设列车运行等级为第一列车运行等级，获取所述第一列车运行等级对应的第一驾驶策略，并将预设的站间运行时间及第一驾驶策略发送至所述自动列车运行装置。

所述自动列车运行装置601，还用于根据所述预设的站间运行时间及第一驾驶策略获得目标运行曲线，根据所述目标运行曲线控制所述列车的运行。

本实施例中，列车准时发车，此时由自动列车运行装置601告知综合监控中心602，以使综合监控中心602获取列车准时发车时的运行等级，以及该运行等级对应的驾驶策略，以供自动列车运行装置601获取列车准时发车对应的目标运行曲线，用于控制列车自动运行。

在本发明的一个可选实施例中，如图7所示，所述系统还包括：测试装置603，用于：

通过现场测试或者仿真模拟方法，获取不同站间路线不同预设列车运行等级对应的驾驶策略。

具体来说，所述测试装置603，具体用于：

在某个站间路线采用某个预设列车运行等级时，通过修改牵引门限、惰行门限及最高运行速度进行多次现场测试或仿真模拟，选取并存储该站间路线该预设列车运行等级下节能效果最佳的驾驶策略。

具体来说，由于站间线路情况不一样，因此不同站间路线采用不同列车运行等级对应的驾驶策略也不相同，因此需测试装置603通过现场测试或仿真模拟方法找出站间节能效果最佳的驾驶策略。

由此可见，在目前使用的ATO节能策略上，本实施例结合综合监控中心运行计划和运行等级，利用富余的站停时间，把这些时间分到下一个区间的运行时间中，增大区间运行时间，降低平均速度，减少牵引，实现节能。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。

还需要说明的是，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。

以上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精神和范围。