一种列车安全控制方法及控制系统与流程

1.本发明涉及列车自主运行技术领域，特别涉及一种列车安全控制方法及控制系统。


背景技术：

2.随着全自动驾驶，融合技术的发展，对网络控车的功能提出更高的要求，对于车辆的安全控制技术，主要集中在速度计算、安全控制、全自动驾驶、列车限速、等方面。
3.目前来说，现有的速度安全控制技术，在速度安全控制过程中，根据硬线发送的列车运行控制指令，控制列车运行，并根据列车的位置信息，获取与位置信息匹配的列车限速值，通过列车自动保护系统(atp)来确保列车运行速度不超过列车限速值，当超过列车限速值，施加紧急制动，直至停车。
4.但就现有技术而言，列车速度安全控制过程中，当列车制动单元故障，由于制动力无法施加或制动力无法满足列车制动需求，会导致列车无法精准停车和保证安全制动距离，列车运行安全性低；且列车运行时若制动力无法缓解，会使得列车带闸运行，损坏制动闸瓦和牵引电机，列车运行安全性低；当列车处于牵引工况时，列车牵引单元故障，由于牵引电机保护或供电电压不稳，列车电路存在安全隐患或外部供电超出范围，严重损坏列车内的设备，列车安全性低；当列车处于紧急制动工况时，会使得牵引制动冲突，损坏列车内的设备。因此，列车速度安全控制过程中，若只考虑硬线发送的列车运行控制指令，控制列车运行，将影响列车的安全性和可靠性。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中速度安全控制技术安全性和可靠性低的技术问题，本发明提供了一种列车安全控制方法，在速度安全控制过程中，充分考虑列车运行的状态信息，在保证列车安全运行的基础上，对列车速度进行分级保护，避免了单一的列车速度安全控制技术，提高了列车运行的安全性和可靠性。
6.本发明提供了一种列车安全控制方法，包括：
7.列车运行时，实时采集列车状态信息，所述列车状态信息包括列车制动单元状态信息和列车牵引单元状态信息；
8.根据所述列车状态信息，判断列车是否故障，若列车故障，则生成封锁牵引指令，封锁列车运行；若列车无故障，实时采集列车实际速度值；
9.根据所述列车状态信息确定列车限速值；
10.判断所述列车实际速度值是否大于等于所述列车限速值与预设阈值的和；
11.若是，则生成安全控制指令；若否，则列车继续运行。
12.进一步地，列车故障时生成封锁牵引指令，具体包括：
13.采集硬线是否发送列车运行控制指令；
14.若是，当列车处于制动工况时，根据所述列车制动单元状态信息判断列车是否故
障，若列车故障，则生成所述封锁牵引指令，封锁列车运行；当列车处于牵引工况时，根据所述列车牵引单元状态信息判断列车是否故障，若列车故障，则生成所述封锁牵引指令，封锁列车运行；当列车处于紧急制动工况时，生成所述封锁牵引指令，封锁列车运行；
15.若否，则生成所述封锁牵引指令，封锁列车运行。
16.进一步地，所述根据所述列车状态信息确定列车限速值，具体包括：
17.采集列车运行的线路工况信息，确定第一限速值；
18.采集列车网络通信单元状态信息，当所述列车网络通信单元故障，根据所述列车网络通信单元状态信息，确定第二限速值；
19.当列车处于制动工况时，根据所述列车制动单元状态信息，确定第三限速值；当列车处于牵引工况时，根据所述列车牵引单元状态信息，确定第四限速值；
20.根据所述第一限速值、所述第二限速值、所述第三限速值和所述第四限速值，确定所述列车限速值。
21.进一步地，所述列车限速值的确定方法，具体包括：
22.当列车处于制动工况时，比较所述第一限速值、所述第二限速值以及所述第三限速值的大小，以所述第一限速值、所述第二限速值以及所述第三限速值中的最小值作为所述列车限速值；
23.当列车处于牵引工况时，比较所述第一限速值、所述第二限速值以及所述第四限速值的大小，以所述第一限速值、所述第二限速值以及所述第四限速值中的最小值作为所述列车限速值。
24.进一步地，所述预设阈值包括：第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值，所述第二预设阈值小于所述第三预设阈值。
25.进一步地，所述安全控制指令包括：超速报警指令、超速显示指令、封锁牵引指令以及紧急制动指令。
26.进一步地，所述判断所述列车实际速度值是否大于等于所述列车限速值与预设阈值的和，具体包括：
27.当列车实际速度值大于等于所述列车限速值与所述第一预设阈值的和时，生成所述超速报警指令和所述超速显示指令，控制列车减速，使列车实际速度小于所述列车限速值与所述第一预设阈值的和；
28.当列车实际速度值大于等于所述列车限速值与所述第二预设阈值的和时，生成所述超速报警指令、所述超速显示指令和所述封锁牵引指令，控制列车减速，使列车实际速度小于所述列车限速值与所述第二预设阈值的和；
29.当列车实际速度值大于等于所述列车限速值与所述第三预设阈值的和时，生成所述超速报警指令、所述超速显示指令和所述紧急制动指令，控制列车紧急制动停车。
30.进一步地，所述控制列车紧急制动停车，具体包括：
31.控制列车紧急制动，采集硬线是否发送紧急制动指令；
32.若是，则列车紧急制动停车；
33.若否，则生成紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令，根据所述紧急制动异常告警指令和所述紧急制动异常显示指令，控制列车运行。
34.进一步地，控制列车紧急制动的方法，具体包括：
35.采用紧急制动开关、列车自动防护系统或安全回路，控制列车紧急制动。
36.本发明还提供一种列车安全控制系统，包括如上所述的列车安全控制方法，所述列车安全控制系统包括：
37.第一信息采集单元，用于实时采集列车运行时的状态信息；
38.第一判断单元，用于根据所述列车状态信息判断列车是否故障；
39.第二信息采集单元，用于实时采集列车实际速度值；
40.限速确定模块，用于根据所述列车状态信息确定列车限速值；
41.第二判断单元，用于判断所述列车实际速度值是否大于等于所述列车限速值与预设阈值的和；
42.控制单元，用于在列车故障时生成封锁牵引指令、在所述列车实际速度值大于等于所述列车限速值与预设阈值的和时生成安全控制指令以及在所述列车实际速度值小于所述列车限速值与预设阈值的和时控制列车继续运行。
43.本发明的技术效果或优点：
44.(1)本发明提供的列车安全控制方法，在列车速度安全控制过程中，实时采集列车状态信息，根据列车状态信息，并结合硬线发送的列车运行控制指令，控制列车的运行，保证了列车运行的安全性和可靠性。
45.(2)本发明提供的列车安全控制方法，在速度安全控制过程中，实时采集列车实际速度值，比较列车实际速度值与列车限速值与预设阈值的和的大小，当列车实际速度大于等于列车限速值与预设阈值的和时，生成安全控制指令，根据安全控制指令控制列车安全运行，采用分级速度安全保护，避免了单一的列车速度安全控制技术，解决了列车实际速度超过限速值后就紧急制动的问题，提高了列车运行的安全性和可靠性。
46.(3)本发明提供的列车安全控制方法，采集列车运行的线路工况信息、列车网络通信单元状态信息、列车状态信息，并结合列车的工况，确定列车限速值，比较列车实际速度值是否大于等于列车速度值和预设阈值的和，控制列车安全运行，避免列车速度安全控制过程中，只考虑列车运行的线路工况信息，所确定的列车限速值不准确的问题，进一步的提高了列车运行的安全性和可靠性。
47.(4)本发明提供的列车安全控制方法，在当列车实际速度值大于等于列车限速值与第三阈值的和时，生成超速报警指令、超速显示指令和紧急制动指令，控制列车紧急制动，若硬线发送紧急制动指令，则列车紧急制动停车，若硬线未发送紧急制动指令，则生成紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令，根据紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令控制列车运行，避免施加了紧急制动后，列车未接收到紧急制动指令，无法制动停车的问题，进一步的提高了列车运行的安全性和可靠性。
附图说明
48.图1为本发明实施例提供的一个列车安全控制方法的流程图；
49.图2为本发明实施例提供的又一个列车安全控制方法的流程图；
50.图3为本发明实施例提供的一个分级速度安全控制方法的流程图；
51.图4为本发明实施例提供的一个列车安全控制系统的结构框图。
具体实施方式
52.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、完整地描述，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。
53.本领域应该理解的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.下面结合具体实施例及说明书附图，对本发明的技术方案作详细说明。
55.参考图1，本发明实施例提供的列车安全控制方法，列车安全控制方法包括：
56.列车运行时，实时采集列车状态信息，列车状态信息包括列车制动单元状态信息和列车牵引单元状态信息；
57.根据列车状态信息，判断列车是否故障，若列车故障，则生成封锁牵引指令，封锁列车运行；若列车无故障，实时采集列车实际速度值；
58.根据列车状态信息确定列车限速值；
59.判断列车实际速度值是否大于等于列车限速值与预设阈值的和；
60.若是，则生成安全控制指令；若否，则列车继续运行。
61.本实施例提供的列车安全控制方法，在列车速度安全控制过程中，实时采集列车状态信息，根据列车状态信息，并结合硬线发送的列车运行控制指令，控制列车的运行，保证了列车运行的安全性和可靠性。
62.具体地说，参考图1和图2，列车安全控制方法包括：列车运行时，实时采集列车状态信息，列车状态信息包括列车制动单元状态信息和列车牵引单元状态信息；
63.采集硬线是否发送列车运行控制指令；
64.若是，根据列车状态信息，判断列车是否故障，若列车故障，当列车处于制动工况时，根据列车制动单元状态信息判断列车是否故障，若列车故障，则生成封锁牵引指令，封锁列车运行；当列车处于牵引工况时，根据列车牵引单元状态信息判断列车是否故障，若列车故障，则生成封锁牵引指令，封锁列车运行；当列车处于紧急制动工况时，生成封锁牵引指令，封锁列车运行；若列车无故障，实时采集列车实际速度值；
65.若否，则生成封锁牵引指令，封锁列车运行；具体地说，封锁牵引指令用于封锁列车运行。
66.本实施例在列车速度安全控制过程中，实时采集列车状态信息，根据列车状态信息，并结合硬线发送的列车运行控制指令，控制列车的运行，保证了列车运行的安全性和可靠性。
67.根据所述列车状态信息确定列车限速值。具体地说，包括如下步骤：
68.采集列车运行的线路工况信息，确定第一限速值；
69.采集列车网络通信单元状态信息，当列车网络通信单元故障，根据列车网络通信单元状态信息，确定第二限速值；
70.当列车处于制动工况时，根据列车制动单元状态信息，确定第三限速值；
71.当列车处于牵引工况时，根据列车牵引单元状态信息，确定第四限速值；
72.根据第一限速值、第二限速值、第三限速值和第四限速值，确定列车限速值。更具体的说，列车限速值的确定方法包括：
73.当列车处于制动工况时，比较第一限速值、第二限速值以及第三限速值的大小，以第一限速值、第二限速值以及第三限速值中的最小值作为列车限速值；
74.当列车处于牵引工况时，比较第一限速值、第二限速值以及第四限速值的大小，以第一限速值、第二限速值以及第四限速值中的最小值作为列车限速值。
75.需要说明的是，当列车处于制动工况时，每个转向架控制制动力分配，采集列车制动单元中转向架的故障状态，根据转向架的故障个数，确定第三限速值；当列车处于牵引工况时，采集列车牵引单元中牵引电机的故障状态，根据牵引电机的故障状态切除列车的电制动，根据切除电制动的个数，确定第四限速值。由于车型和设备的不同，故障状态不同工况列车的限速值不尽相同，在确定列车限速值时，根据状态信息和工况情况，结合列车限速表，确定对应的列车限速值。
76.本实施中提供的列车限速方法，采集列车运行的线路工况信息、列车网络通信单元状态信息、列车状态信息，并结合列车的工况，确定列车限速值，比较列车实际速度值是否大于等于列车速度值和预设阈值的和，控制列车安全运行，避免列车速度安全控制过程中，只考虑列车运行的线路工况信息，所确定的列车限速值不准确的问题，进一步的提高了列车运行的安全性和可靠性。
77.判断列车实际速度值是否大于等于列车限速值与预设阈值的和；
78.若是，则生成安全控制指令；若否，则列车继续运行。
79.具体地说，预设阈值包括：第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值，第二预设阈值小于第三预设阈值。
80.需要说明的是，在本实施例中，第一预设阈值＝0；第二预设阈值＝列车限速值*2％；第三限速值＝列车限速值*5％。列车限速值为实时动态变化的，根据实时的列车运行的线路工况信息、列车网络通信单元状态信息、列车制动单元状态信息和列车牵引单元状态信息确定的。
81.安全控制指令包括：超速报警指令、超速显示指令、封锁牵引指令以及紧急制动指令。
82.需要说明的是，所生成的超速报警指令，可通过蜂鸣器报警提示工作人员；所生成的超速显示指令，可通过显示屏显示状态信息供工作人员查看；所生成的封锁牵引指令，可通过牵引单元控制列车运行；所生成的紧急制动指令，可通过制动单元控制列车紧急制动停车。
83.判断列车实际速度值是否大于等于列车限速值与预设阈值的和，参考图3，包括如下步骤：
84.当列车实际速度值大于等于列车限速值与第一预设阈值的和时，生成超速报警指令和超速显示指令，控制列车减速，使列车实际速度小于列车限速值与第一预设阈值的和；
85.当列车实际速度值大于等于列车限速值与第二预设阈值的和时，生成超速报警指令、超速显示指令和封锁牵引指令，控制列车减速，使列车实际速度小于列车限速值与第二预设阈值的和；
86.当列车实际速度值大于等于列车限速值与第三预设阈值的和时，生成超速报警指
令、超速显示指令和紧急制动指令，控制列车紧急制动停车。
87.本实施例提供的列车安全控制方法，在速度安全控制过程中，实时采集列车实际速度值，比较列车实际速度值与列车限速值与预设阈值的和的大小，当列车实际速度大于等于列车限速值与预设阈值的和时，生成安全控制指令，根据安全控制指令控制列车安全运行，采用分级速度安全保护，避免了单一的列车速度安全控制技术，解决了列车实际速度超过限速值后就紧急制动的问题，提高了列车运行的安全性和可靠性。
88.控制列车紧急制动停车，包括如下步骤：
89.控制列车紧急制动，采集硬线是否发送紧急制动指令；
90.若是，则列车紧急制动停车；
91.若否，则生成紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令，根据报警指令和显示指令，控制列车运行。需要说明的是，可通过紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令，采集应急措施，控制列车运行。
92.其中，控制列车紧急制动的方法，具体包括：采用紧急制动开关、列车自动防护系统或安全回路，控制列车紧急制动。
93.需要说明的是，所生成的紧急制动异常告警指令，可通过声光报警提醒工作人员，所生成的紧急制动异常显示指令，可通过显示屏显示紧急制动异常信息供工作人员查看。
94.本实施例提供的列车安全控制方法，在当列车实际速度值大于等于列车限速值与第三阈值的和时，生成超速报警指令、超速显示指令和紧急制动指令，控制列车紧急制动，若硬线发送紧急制动指令，则列车紧急制动停车，若硬线未发送紧急制动指令，则生成紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令，根据紧急制动异常告警指令和紧急制动异常显示指令控制列车运行，避免施加了紧急制动后，列车未接收到紧急制动指令，无法制动停车的问题，进一步的提高了列车运行的安全性和可靠性。
95.本实施例还提供一种列车安全控制系统，包括如上所述的列车安全控制方法，参考图4，列车安全控制系统包括：第一信息采集单元，用于实时采集列车运行时的状态信息；
96.第一判断单元，用于根据列车状态信息判断列车是否故障；
97.第二信息采集单元，用于实时采集列车实际速度值；
98.限速确定模块，用于根据列车状态信息确定列车限速值；
99.第二判断单元，用于判断列车实际速度值是否大于等于列车限速值与预设阈值的和；
100.控制单元，用于在列车故障时生成封锁牵引指令、在列车实际速度值大于等于列车限速值与预设阈值的和时生成安全控制指令以及在列车实际速度值小于列车限速值与预设阈值的和时控制列车继续运行。
101.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。