一种适用于多工况的列车自动控制方法与流程

本发明涉及城市轨道交通控制领域，具体涉及一种适用于多工况的列车自动控制方法。

背景技术：

城市轨道交通中的列车运行是城市的可持续发展因素中不可或缺的一项；而为保证列车能够持续可靠的运行，除了运营载客的正线服务工况外，还有其他多种工况，包括待机工况、场内运行工况、停止正线工况、清扫和洗车工况及清客工况，共六种工况；而在每一种工况下都需要对列车进行精准的控制，以保证列车长期且稳定的运行。

目前，对列车在各工况下的控制均需人工完成，无法满足全自动驾驶列车对工况的控制处理，同时人工操作会造成触发时间不准确、误触发或未触发等缺陷，使得列车运行中对各设备控制不够精确，进而影响列车运行的可靠性。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种适用于多工况的列车自动控制方法，将原来非全自动驾驶中由司机完成的操作由列车自动完成，满足全自动驾驶列车对工况的控制处理，同时保证了控制的精准，提高了驾驶自动化程度，进而保证了列车运行的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种适用于多工况的列车自动控制方法，包括：

车载设备根据列车在运行过程中的不同工况，对所述列车采取与实际工况相适应的控制方案，其中，所述控制方案为所述车载设备根据车载设备的自身信息、轨旁设备的信息以及从调度中心接收到的信息自动完成相关操作，实现列车自动控制。

进一步的，所述车载设备根据列车在运行过程中的不同工况，对所述列车采取与实际工况相适应的控制方案，其中，所述控制方案为所述车载设备根据车载设备的自身信息、轨旁设备的信息以及从调度中心接收到的信息自动完成相关操作，实现列车自动控制，包括：

步骤1.在到达预设的唤醒时间时，车载设备控制车库内处于休眠状态下的列车上电自检，且根据接收到的待机工况命令对列车内环境设备进行投切控制；

步骤2.车载设备根据接收到的发车倒计时时间控制所述列车鸣笛并运行，将列车的运行工况在列车出库前自动切换至场内运行工况，并对列车内环境设备进行投切控制；

步骤3.列车在出库且完全进入转换轨道时，车载设备根据接收到的正线服务工况命令对所述列车内环境设备进行投切控制；

步骤4.在所述列车到达终点站并停车后，车载设备控制车门保持为开启状态，并控制车辆广播开启；

步骤5.所述列车的运行工况在列车结束运营后切换至停止正线工况，并在列车完全进入转换轨道后，车载设备根据接收到的停止正线服务命令对所述列车内环境设备进行投切控制，并断开车辆母线高速断路器；

步骤6.所述列车运行至车库内并停车后，所述列车的运行工况自动切换至清扫和洗车工况，并切除列车牵引、控制车门保持为开启状态、对所述列车内环境设备进行投切控制；

步骤7.在所述列车清扫结束后，车载设备控制所述列车经转换轨道继续运行至车库，列车自动退出所述清扫和洗车工况，使得所述列车进入休眠状态，返回步骤1。

进一步的，所述步骤1包括：

步骤1-1.在到达预设的唤醒时间时，车库内处于休眠状态下的列车自动低电压上电；

步骤1-2.对列车两端的车载设备均进行自动检测；

步骤1-3.在各所述车载设备均完成自动检测后，所述车载设备向调度中心发送唤醒成功信息；

步骤1-4.所述列车上的车载设备根据自所述调度中心接收到的待机工况命令，将当前的工况切换至待机工况，并通过车辆总线控制列车内的照明设备关闭、及控制空调或电热设备开启。

进一步的，所述步骤1-1之前还包括：

根据所述车载设备内的计时芯片设置唤醒时间，并控制所述计时芯片实时计时。

进一步的，所述步骤2包括：

步骤2-1.所述车载设备接收调度中心发送的发车倒计时时间及列车的运行信息，其中，所述运行信息为所述调度中心根据运行计划在列车发车前为所述列车设置的运行方向及车次号信息；

步骤2-2.所述车载设备根据列车的运行信息确定列车的运行方向，并激活运行方向端的车载设备以及控制另一端的车载设备进入休眠状态；

步骤2-3.所述运行方向端的车载设备根据所述发车倒计时时间进行发车计时，并在达到发车时间时，通过车辆总线控制所述列车鸣笛及运行；

步骤2-4.所述列车出库前，所述车载设备监控所述列车车速不超过库内限速，且所述列车运行至越过出库信号机时，所述车载设备的运行工况自动切换至场内运行工况；

步骤2-5.所述列车出库且进入场内运行后，所述车载设备监控所述列车车速不超过场内限速，并通过车辆总线控制列车内的车前灯开启、及控制空调或电热设备关闭。

进一步的，所述步骤3包括：

步骤3-1.所述列车进入场内运行后，车载设备将列车位置实时发送至调度中心，其中，由所述车载设备接收地面应答器的信息实时计算得到所述列车位置；

步骤3-2.所述列车完全进入转换轨道时，所述车载设备根据调度中心发送的正线服务工况命令，将当前的工况切换至正线服务工况，并通过车辆总线控制列车内的照明设备开启、及控制空调或电热设备开启。

进一步的，所述步骤4包括：

所述车载设备根据电子地图实时判断所述列车是否到达终点站，并在所述列车到达终点站且停车后，将当前的工况切换至清客工况，并通过车辆总线控制车门保持为开启状态，控制车辆广播打开，播放语音提示乘客下车。

进一步的，所述步骤5包括：

步骤5-1.在列车结束运营且继续向转换轨道运行时，所述车载设备将列车位置实时发送至调度中心；

步骤5-2.在列车完全进入转换轨后，所述车载设备根据所述调度中心发送的停止正线服务命令，将当前的运行工况切换至停止正线工况，并通过车辆总线控制照明设备关闭、空调或电热设备关闭及车辆母线高速断路器断开。

进一步的，所述步骤6包括：

步骤6-1.所述列车按回场计划运行至车库内并停车后，所述车载设备的运行工况自动切换至清扫和洗车工况；

步骤6-2.所述车载设备通过车辆总线切除列车牵引，并控制照明设备开启、控制车门保持为开启状态，并向调度中心发送清扫请求；

步骤6-3.所述车载设备进行清扫计时，并在清扫时间结束前通过车辆总线开启车辆广播，提醒清扫人员下车。

进一步的，所述步骤7包括：

步骤7-1.在清扫时间结束后，所述车载设备自动控制列车关闭车门，并控制列车匀速通过洗车库；

步骤7-2.所述列车运行出所述洗车库后继续运行至转换轨道，并在所述列车经转换轨道继续运行至车库后，所述车载设备自动退出所述清扫和洗车工况，使得所述列车进入休眠状态，返回步骤1。

由上述技术方案可知，本发明所述的一种适用于多工况的列车自动控制方法，将原来非全自动驾驶中由司机完成的操作由列车自动完成，满足全自动驾驶列车对工况的控制处理，同时保证了控制的精准，提高了驾驶自动化程度，进而保证了列车运行的可靠性。

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种适用于多工况的列车自动控制方法的流程示意图；

图2是本发明的控制方法中步骤100的流程示意图；

图3是本发明的控制方法中步骤200的流程示意图；

图4是本发明的控制方法中步骤300的流程示意图；

图5是本发明的控制方法中步骤500的流程示意图；

图6是本发明的控制方法中步骤600的流程示意图；

图7是本发明的控制方法中步骤700的流程示意图。

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作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。

本发明实施例一提供了一种适用于多工况的列车自动控制方法,车载设备根据列车在运行过程中的不同工况，对列车采取与实际工况相适应的控制方案，其中，控制方案为车载设备根据车载设备的自身信息、轨旁设备的信息以及从调度中心接收到的信息自动完成相关操作，实现列车自动控制。

参见图1，该控制方法具体包括如下步骤：

步骤100：在到达预设的唤醒时间时，车载设备控制车库内处于休眠状态下的列车上电自检，且根据接收到的待机工况命令对列车内环境设备进行投切控制。

在本步骤中，城市轨道交通中的城际或轻轨等列车，在非运营阶段均停放在车库内，并处于休眠状态；在本方案中，根据实际运营要求预设一个唤醒时间，该唤醒时间早于列车首班车的出发时间，列车上的车载设备控制列车上电自检，且车载设备根据接收到的待机工况命令对列车内环境设备进行投切控制。

步骤200：车载设备根据接收到的发车倒计时时间控制列车鸣笛并运行，将列车的运行工况在列车出库前自动切换至场内运行工况，并对列车内环境设备进行投切控制。

在本步骤中，调度中心向上电自检后的列车上的车载设备发送该辆列车的发车倒计时时间，车载设备根据接收到的发车倒计时时间控制列车鸣笛并运行，以及车载设备的运行工况在列车出库前自动切换至场内运行工况，并对列车内环境设备进行投切控制。

步骤300：列车在出库且完全进入转换轨道时，车载设备根据接收到的正线服务工况命令对列车内环境设备进行投切控制。

在本步骤中，列车进入场内运行后，车载设备将列车位置实时发送至调度中心，列车完全进入转换轨道时，车载设备根据调度中心发送的正线服务工况命令，将当前的工况切换至正线服务工况，并控制列车内环境设备开启或关闭。

步骤400：在列车到达终点站并停车后，车载设备控制车门保持为开启状态，并控制车辆广播开启。

在本步骤中，车载设备根据电子地图实时判断列车是否到达终点站，并在列车到达终点站且停车后，将当前的工况切换至清客工况，并控制列车内环境设备开启或关闭，同时控制车辆广播开启。

步骤500：列车的运行工况在列车结束运营后切换至停止正线工况，并在列车完全进入转换轨道后，车载设备根据接收到的停止正线服务命令对列车内环境设备进行投切控制，并断开车辆母线高速断路器。

在本步骤中，在列车结束运营且继续向转换轨道运行时，车载设备将列车位置实时发送至调度中心；并在列车完全进入转换轨后，车载设备根据调度中心发送的停止正线服务命令，将当前的运行工况切换至停止正线工况，并控制列车内环境设备开启或关闭、及车辆母线高速断路器断开。

步骤600：列车运行至车库内并停车后，列车的运行工况自动切换至清扫和洗车工况，并切除列车牵引、控制车门保持为开启状态、对列车内环境设备进行投切控制。

在本步骤中，列车按回场计划运行至车库内并停车后，车载设备的运行工况自动切换至清扫和洗车工况；车载设备切除列车牵引，控制车门保持为开启状态、对列车内环境设备进行投切控制，并向调度中心发送清扫请求。

步骤700：在列车清扫结束后，车载设备控制列车经转换轨道继续运行至车库，列车自动退出清扫和洗车工况，使得列车进入休眠状态，返回步骤100。

在本步骤中，在清扫时间结束后，车载设备自动控制列车关闭车门，并控制列车匀速通过洗车库；列车运行出洗车库后继续运行至转换轨道，并在列车经转换轨道继续运行至车库后，车载设备自动退出清扫和洗车工况，返回步骤100。

从上述描述可知，本实施例的控制方法避免了各工况下对车辆的操作都需要司机来操作的缺陷,满足了全自动驾驶列车对工况的控制处理，且全自动驾驶列车实现了列车在不同工况下，对车辆的车门、照明、电热和空调等能进行自动操作。车辆总线接口由车辆厂提供，车载设备通过向车辆总线接口输出电流的方式可以控制列车。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤100的一种具体实施方案。参见图2，该步骤100具体包括如下步骤：

步骤101：根据车载设备内的计时芯片设置唤醒时间，并控制计时芯片实时计时，在到达预设的唤醒时间时，车库内处于休眠状态下的列车通过列车蓄电池的电力打开列车电源总开关，接收车库第三轨的电流，进行低电压上电。步骤102：列车上电后，列车两端的车载设备自动启动，车载设备软件对车载硬件设备进行检查。

步骤103：在各车载设备均完成自动检测后，车载设备通过DCS无线网络向调度中心发送唤醒成功信息。步骤104：调度中心在接收到唤醒成功信息之后，会向列车上的车载设备发送待机工况命令，列车上的车载设备根据自调度中心接收到的待机工况命令，将当前的工况切换至待机工况，工况属于车载设备内部对于列车运行状态的一种判断方式，并通过向车辆总线输出电流或切断电流来控制列车内的照明设备关闭、及控制空调或电热设备开启。从上述描述可知，本实施例的控制方法实现了在待机工况下对列车的自动控制，保证了休眠状态下的列车的顺利自检及启动出库。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤200的一种具体实施方案。参见图3，调度中心向上电自检后的列车上的车载设备发送该辆列车的发车倒计时时间，车载设备根据接收到的发车倒计时时间控制列车鸣笛并运行，以及车载设备的运行工况在列车出库前自动切换至场内运行工况，并对列车内环境设备进行投切控制。该步骤200具体包括如下步骤：

步骤201：车载设备通过无线网络接收调度中心发送的发车倒计时时间及列车的运行信息，其中，运行信息为调度中心根据运行计划在列车发车前为列车设置的运行方向及车次号信息；

步骤202：车载设备根据列车的运行信息确定列车的运行方向，并激活运行方向端的车载设备以及控制另一端的车载设备进入休眠状态；

步骤203：运行方向端的车载设备根据发车倒计时时间进行发车计时，并在达到发车时间时，通过车辆总线控制列车鸣笛及运行；

步骤204：列车出库前，车载设备监控列车车速不超过库内限速，且列车运行至越过出库信号机时，车载设备的运行工况自动切换至场内运行工况；

步骤205：列车出库且进入场内运行后，车载设备监控列车车速不超过场内限速，并通过车辆总线控制列车内的车前灯开启、及控制空调或电热设备关闭。

从上述描述可知，本实施例的控制方法实现了在场内运行工况下对列车的自动控制，保证了列车出库且运营前的对待运行路线等信息的获取。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤300的一种具体实施方案。参见图4，列车进入场内运行后，车载设备将列车位置实时发送至调度中心，列车完全进入转换轨道时，车载设备根据调度中心发送的正线服务工况命令，将当前的工况切换至正线服务工况，并控制列车内环境设备开启或关闭。该步骤300具体包括如下步骤：

步骤301：列车进入场内运行后，车载设备将列车位置实时发送至调度中心，其中，由车载设备接收地面应答器的信息实时计算得到列车位置；

步骤302：列车完全进入转换轨道时，车载设备根据调度中心发送的正线服务工况命令，将当前的工况切换至正线服务工况，并通过车辆总线控制列车内的照明设备开启、及控制空调或电热设备开启。

从上述描述可知，本实施例的控制方法实现了在正线服务工况下对列车的自动控制，保证了列车在正常运营过程中的对车内各设备的准确且可靠的控制。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤400的一种具体实施方案，车载设备根据电子地图实时判断列车是否到达终点站，并在列车到达终点站且停车后，将当前的工况切换至清客工况，并控制列车内环境设备开启或关闭，同时控制车辆广播开启；该步骤400具体包括如下步骤：

车载设备根据电子地图实时判断列车是否到达终点站，并在列车到达终点站且停车后，车载设备将当前的工况切换至清客工况，并通过车辆总线控制车门保持为开启状态，同时车载设备控制车辆广播打开，播放语音提示乘客下车。

从上述描述可知，本实施例的控制方法实现了在清客工况下对列车的自动控制，保证了列车在结束运营时对乘客的到站提醒及对车内各设备的准确且可靠的控制。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤500的一种具体实施方案。参见图5，在列车结束运营且继续向转换轨道运行时，车载设备将列车位置实时发送至调度中心；并在列车完全进入转换轨后，车载设备根据调度中心发送的停止正线服务命令，将当前的运行工况切换至停止正线工况，并控制列车内环境设备开启或关闭、及车辆母线高速断路器断开；该步骤500具体包括如下步骤：

步骤501：在列车结束运营且继续向转换轨道运行时，车载设备将列车位置实时发送至调度中心；

步骤502：在列车完全进入转换轨后，车载设备根据调度中心发送的停止正线服务命令，将当前的运行工况切换至停止正线工况，并通过车辆总线控制照明设备关闭、空调或电热设备关闭及车辆母线高速断路器断开。

从上述描述可知，本实施例的控制方法实现了在停止正线工况下对列车的自动控制，保证了列车在结束运营后且清扫前进入转换轨道期间的对车内各设备的准确且可靠的控制。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤600的一种具体实施方案。参见图6，列车按回场计划运行至车库内并停车后，车载设备的运行工况自动切换至清扫和洗车工况；车载设备切除列车牵引，控制车门保持为开启状态、对列车内环境设备进行投切控制，并向调度中心发送清扫请求，该步骤600具体包括如下步骤：

步骤601：列车按回场计划运行至车库内并停车后，车载设备的运行工况自动切换至清扫和洗车工况；

步骤602：车载设备通过车辆总线切除列车牵引，并控制照明设备开启、控制车门保持为开启状态，并向调度中心发送清扫请求；

步骤603：车载设备进行清扫计时，并在清扫时间结束前通过车辆总线开启车辆广播，提醒清扫人员下车。

从上述描述可知，本实施例的控制方法实现了在清扫和洗车工况下对列车的自动控制，保证了列车进行有效的清扫开启及结束提醒。

在一种可选实施方式中，提供了上述控制方法中步骤700的一种具体实施方案。参见图7，在清扫时间结束后，车载设备自动控制列车关闭车门，并控制列车匀速通过洗车库；列车运行出洗车库后继续运行至转换轨道，并在列车经转换轨道继续运行至车库后，车载设备自动退出清扫和洗车工况，该步骤700具体包括如下步骤：

步骤701：在清扫时间结束后，车载设备自动控制列车关闭车门，并控制列车匀速通过洗车库；

步骤702：列车运行出洗车库后继续运行至转换轨道，并在列车经转换轨道继续运行至车库后，车载设备自动退出清扫和洗车工况，使得列车进入休眠状态，返回步骤100。

从上述描述可知，本实施例的控制方法使得列车在内外均清洗后，控制列车返回车库，实现列车在出库至回库休眠的全自动控制。

为更进一步的说明本方案，本发明还提供一种适用于多工况的列车自动控制方法的具体实例。该具体实例具体包括如下步骤：

1)待机工况：

列车在休眠的状态下，其车载设备的计时芯片继续工作，当时间到达设定的列车唤醒时间时，全列车自动低电压上电，列车两端(车头和车尾)的车载设备上电自检。

当两端车载设备自检完成后，车载设备向调度中心发送唤醒成功信息，调度中心收到该信息后，向车载设备发送待命工况。车载设备收到待命工况命令后，通过车辆总线关闭车辆照明，打开空调或电热。

2)场内运行工况：

调度中心根据运行计划，在发车时间剩余300秒时，为待机工况下的列车设置运行方向、车次号等信息，并将发车倒计时时间发送给车载设备。车载设备收到运行方向和发车倒计时后，运行方向端的车载设备激活，另一端车载设备休眠。

激活端车载设备根据调度中心发送的发车倒计时进行发车计时，到达时间后，车载设备通过车辆总线控制车辆鸣笛，监控列车不超过库内的限速(正常运行速度5kmph)出库运行，场内列车不超过场内限速(紧急触发速度25kmph)运行。列车运行到车头越过出库信号机之前1米时，车载设备自动进入场内运行工况，通过车辆总线打开车前灯，关闭空调或电热。

3)正线服务工况：

车载设备实时将列车的位置(列车位置由车载设备通过接收地面应答器的信息实时计算获得)汇报给调度中心，当列车完全进入转换轨时，调度中心向车载设备发送正线服务工况。车载设备收到正线服务工况后，通过车辆总线打开车辆照明，打开空调或电热。

4)清客工况：

车载设备根据电子地图判断列车是否到达终点站，当列车到达终点站停车后，车载设备通过车辆总线控制车门打开不再关闭，控制车辆广播打开，播放语音提示乘客下车。

5)停止正线工况：

车载设备实时将列车的位置汇报给调度中心，当列车完全进入转换轨后，调度中心自动删除车次号，向车载设备发送停止正线服务信息。车载设备收到停止正线服务信息后，通过车辆总线关闭照明，关闭空调或电热，断开车辆母线高速断路器。列车按照回场计划运行，到库内停车，停车后车载设备自动转入清扫工况。

6)清扫和洗车工况：

列车完成驾驶任务回场停稳后，车载设备自动转入清扫和洗车工况，车载设备通过车辆总线切除列车牵引，打开车辆照明，打开车门不再关闭，并通知调度中心安排人员进入车辆清扫，车载设备开始计时。当清扫时间到达设置的结束时间前5分钟时，车载设备通过车辆总线打开车辆广播，提醒清扫人员下车。

当到达清扫时间时，车载设备自动控制列车关闭车门，控制列车以3km/h的恒速通过洗车库。列车开出洗车库后继续驾驶，当列车越过转换轨后，车载设备自动退出清扫和洗车工况。

各工况下的空调、电热、照明设备的控制方式见表1。

表1各工况下的空调、电热、照明设备的控制方式

从上述描述可知，本具体实例的控制方法的提出的全自动驾驶列车工况控制方案，在不同的运营场景下采取不同的工况处理，将原来非全自动驾驶中由司机完成的操作由列车自动完成；通过本发明提出的方案，将由原来司机操作的不稳定性变为自动转换，可靠性提高，提高了驾驶自动化程度。

以上实施例仅用于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。