一种列车及其驾驶控制方法和系统与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种列车及其的驾驶控制方法和系统。

背景技术：

目前的轨道列车，特别是地铁车辆，会采用自动驾驶的控制方式。列车具有其运行时刻表，但是，目前的列车自动驾驶的控制方案中，没有考虑运行时刻表，因此无法保证实际的运行时间与运行时刻表之间的偏差，即，经常会出现实际的运行时间与运行时刻表规定的时间之间存在较大时间差的情况。

综上所述，如何有效地进行列车的自动驾驶控制，并且保障列车运行符合运行时刻表的规定，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种列车及其的驾驶控制方法和系统，以有效地进行列车的自动驾驶控制，并且保障列车运行符合运行时刻表的规定。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种列车的驾驶控制方法，包括：

确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径，并确定出所述行车路径对应的限速曲线；

在列车沿着所述行车路径行进的过程中，基于所述限速曲线，按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco；

如果当前的tshall小于当前的teco，则按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制；如果当前的tshall大于等于当前的teco，则按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制；

其中，所述tshall表示的是剩余运行时间，将所述行车路径对应的计划运行时间减去列车从所述起始点发车之后已经经过的时间得到tshall，所述teco表示按照当前的节能曲线从当前位置行进至当前的停车点所需要的时间。

优选的，所述确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径，包括：

获取列车的运行计划，并根据所述运行计划中携带的下一个停车站台信息以及运行方向信息，确定出当前的预设停车点；

将所述预设停车点作为当前的停车点，并根据所述运行计划中携带的进路信息确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径。

优选的，还包括：

在确定出当前的预设停车点之后，获取当前的移动授权点；

判断当前的移动授权点是否位于列车和当前的预设停车点之间，如果否，则将当前的预设停车点作为当前的停车点，如果是，则将当前的移动授权点作为当前的停车点。

优选的，所述确定出所述行车路径对应的限速曲线，包括：

通过预设的线路速度信息和获取的临时限速信息，确定出所述行车路径对应的最严格速度曲线mrsp；

将确定出的所述最严格速度曲线mrsp作为所述行车路径对应的限速曲线。

优选的，还包括：

在按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，输出第一提示信息；

在按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制时，输出第二提示信息。

一种列车的驾驶控制系统，包括：

限速曲线确定模块，用于确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径，并确定出所述行车路径对应的限速曲线；

更新模块，用于在列车沿着所述行车路径行进的过程中，基于所述限速曲线，按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco；

执行模块，用于如果当前的tshall小于当前的teco，则按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制；如果当前的tshall大于等于当前的teco，则按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制；

其中，所述tshall表示的是剩余运行时间，将所述行车路径对应的计划运行时间减去列车从所述起始点发车之后已经经过的时间得到tshall，所述teco表示按照当前的节能曲线从当前位置行进至当前的停车点所需要的时间。

优选的，所述限速曲线确定模块，具体用于：

获取列车的运行计划，并根据所述运行计划中携带的下一个停车站台信息以及运行方向信息，确定出当前的预设停车点；

将所述预设停车点作为当前的停车点，并根据所述运行计划中携带的进路信息确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径；

确定出所述行车路径对应的限速曲线。

优选的，还包括，移动授权点获取模块，用于在所述限速曲线确定模块确定出当前的预设停车点之后，获取当前的移动授权点；

所述限速曲线确定模块还用于：判断当前的移动授权点是否位于列车和当前的预设停车点之间，如果否，则将当前的预设停车点作为当前的停车点，如果是，则将当前的移动授权点作为当前的停车点。

优选的，所述限速曲线确定模块确定出所述行车路径对应的限速曲线，具体用于：

通过预设的线路速度信息和获取的临时限速信息，确定出所述行车路径对应的最严格速度曲线mrsp；

将确定出的所述最严格速度曲线mrsp作为所述行车路径对应的限速曲线。

一种列车，包括上述任一项所述的列车的驾驶控制系统。

应用本发明实施例所提供的技术方案，基于计划运行时间进行自动驾驶控制，以使得列车的运行符合计划运行时间的规定。具体的，本申请确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径之后，可以确定出行车路径对应的限速曲线，在列车沿着行车路径行进的过程中，基于限速曲线，按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco。如果当前的tshall小于当前的teco，说明如果直接按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制，则列车无法在计划运行时间之内及时到达当前的停车点，因此本申请是按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制，按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，能够保障在满足行车路径对应的限速曲线的前提下，尽快地行进，因此可以尽量使得列车能够在计划运行时间之内及时到达当前的停车点。当然，在按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，由于本申请会按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco，因此，如果随着列车按照当前的快速行进曲线进行自动驾驶控制，使得tshall大于等于teco时，说明当前剩余时间充足，便会按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制，而按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制，有利于节约能耗。综上所述，本申请在进行列车的自动驾驶控制时，能够尽可能地保障列车运行符合运行时刻表的规定，同时有利于节约列车的能耗。

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种列车的驾驶控制方法的实施流程图；

图2为fast曲线和eco曲线的轨迹示意图；

图3a为一种具体场合中基于fast曲线进行自动驾驶控制的行进示意图；

图3b为一种具体场合中基于eco曲线进行自动驾驶控制的行进示意图；

图4为本发明中一种列车的驾驶控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种列车的驾驶控制方法，在进行列车的自动驾驶控制时，能够尽可能地保障列车运行符合运行时刻表的规定，同时有利于节约列车的能耗。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1，图1为本发明中一种列车的驾驶控制方法的实施流程图，该列车的驾驶控制方法可以包括以下步骤：

步骤s101：确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径，并确定出行车路径对应的限速曲线。

列车在运行过程中，会依次经过各个站台，例如从站台a行进至站台b，再行进至站台c，最后到达站台d，则从站台a行进至站台b的过程中，当前的起始点便是位于站台a中的起始位置，当前的停车点便是位于站台b中的停车位置，进而可以根据运行计划，确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径。又如，列车处于从站台b行进至站台c的过程中，当前的起始点便是位于站台b中的起始位置，当前的停车点便是位于站台c中的停车位置，进而可以根据运行计划，确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径。

在根据运行计划确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径时，通常可以基于运行计划中携带的信息进行确定，例如在本发明的一种具体实施方式中，步骤s101中描述的确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径，可以具体包括：

步骤一：获取列车的运行计划，并根据运行计划中携带的下一个停车站台信息以及运行方向信息，确定出当前的预设停车点；

步骤二：将预设停车点作为当前的停车点，并根据运行计划中携带的进路信息确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径。

具体的，该种实施方式中，根据运行计划中携带的下一个停车站台信息，运行方法信息，进路信息，进行行车路径的确定，在实际应用中，运行计划还可以根据需要携带有其他信息，并不影响本发明的实施。

根据运行计划中携带的下一个停车站台信息，可以在电子地图中确定下一个停车站台的站台区域，并且搜索出该站台区域内的各个停车位置。之后，再根据运行计划中携带的运行方向信息，可以从各个停车位置中确定出当前的预设停车点。

该种实施方式中，可以直接将该预设停车点作为当前确定出的停车点。确定了当前的停车点之后，便可以根据运行计划中携带的进路信息，确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径。

进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：

在确定出当前的预设停车点之后，获取当前的移动授权点；

判断当前的移动授权点是否位于列车和当前的预设停车点之间，如果否，则将当前的预设停车点作为当前的停车点，如果是，则将当前的移动授权点作为当前的停车点。

该种实施方式中，在确定出当前的预设停车点之后，并不是直接将该预设停车点作为当前的停车点，是考虑到在实际应用中，可能存在需要列车提前停下的情况，例如当前的预设停车点的周围区域发生了火灾，或者周围区域在维护，因此需要列车在当前的预设停车点之前就停车。该种实施方式中，还会获取当前的移动授权点，并且判断当前的移动授权点是否位于列车和当前的预设停车点之间。如果是，说明当前的移动授权点更加靠近列车，则需要将当前的移动授权点作为当前的停车点，当然，如果否，说明当前的预设停车点更加靠近列车，可以将当前的预设停车点作为当前的停车点。

该种实施方式在确定当前的停车点时，考虑到了移动授权点的因素，有利于保障列车的行车安全。

在实际应用中，运行计划，移动授权点等信息，通常可以是列车的车载ato(automatictrainoperation，列车自动驾驶)从地面ats(automatictrainsupervision，列车自动监督)获取，当然，其他具体场合中可以有其他实现方式，能够满足本申请的目的即可。

确定了行车路径之后，便可以确定出行车路径对应的限速曲线，例如，车载ato根据车载电子地图中的线路速度信息，直接确定出行车路径对应的限速曲线。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤s101中描述的确定出行车路径对应的限速曲线，可以具体包括：

通过预设的线路速度信息和获取的临时限速信息，确定出行车路径对应的最严格速度曲线mrsp；

将确定出的最严格速度曲线mrsp作为行车路径对应的限速曲线。

该种实施方式中，不仅考虑到了预设的线路速度信息，还考虑到可能由于一些临时性的因素，会对部分路段进一步地限速，因此该种实施方式还会获取临时限速信息，从而确定出行车路径对应的mrsp(mostrestrictivespeedprofile，最严格速度曲线)，也就是说，对于行车路径中的任意位置，是将线路速度信息和临时限速信息二者的较小值作为该位置的限速值。

确定了最严格速度曲线mrsp之后，便可以将其作为行车路径对应的限速曲线，该种实施方式有利于保障列车的行车安全，不容易出现超速的情况。本申请后续的实施方式中，均是以mrsp作为行车路径对应的限速曲线为例进行说明

步骤s102：在列车沿着行车路径行进的过程中，基于限速曲线，按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco。

快速行进曲线可以称为fast曲线，指的是在满足线路速度限制的前提下，以最短时间从当前位置运行到目标位置。快速行进曲线采用的是最快速度控制策略，也就是说，会尽可能地发挥列车牵引力和制动力，在加速阶段采用最高加速度，制动阶段采用最大减速度，中间阶段的速度尽可能逼近线路限速，达到尽量缩短行进时间的目的，其过程可参阅图2中的start-f1-f2-end的轨迹。

节能曲线可以称为eco曲线，即ecology-conservation-optimization曲线，eco曲线采用的是最经济控制策略，指的是在满足线路速度限制的前提下，不考虑运行时间，以列车最节能的方式运行到目标位置。在运行过程中，会尽量保持惰行，达到节能，降低颠簸的效果，其过程可参阅图2中的start-e1-e2-end的轨迹。

可参阅图3a，为一种具体场合中基于fast曲线进行自动驾驶控制的行进示意图，在不超过线路速度限制，且能在停车点位置停车的前提下，从当前位置开始，只使用最高档位、0档和最低档位控车，尽量接近mrsp限速曲线。在图3a中，从列车当前位置开始到停车点位置，针对列车行车路径内的每段mrsp速度段，可以分段计算。每段的限速为当前mrsp限速和下一段mrsp限速的最小值，从而保证能减速到当前段限速的前提下让车速尽可能接近限速值。

每次得到fast曲线之后，便可以确定出tfast，tfast表示的是按照当前的快速行进曲线从当前位置行进至当前的停车点所需要的时间。

可参阅图3b，为一种具体场合中基于eco曲线进行自动驾驶控制的行进示意图，在不超过线路速度限制，且能在停车点位置停车的前提下，从当前位置开始尽量惰行。在图3b中，考虑到运行路径中的最小的mrsp限速段，用最高档位加速到某一速度后一直惰行，惰行减速到基于最低档位控车，且能在停车点停准的最近位置后再减速。

每次得到eco曲线之后，便可以确定出teco，teco表示按照当前的节能曲线从当前位置行进至当前的停车点所需要的时间。

本申请的方案会按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco，预设周期的具体取值可以根据实际需要进行设定和调整。

tshall表示的是剩余运行时间，将行车路径对应的计划运行时间减去列车从起始点发车之后已经经过的时间便可以得到tshall，计划运行时间可以从运行计划中获取。

步骤s103：如果当前的tshall小于当前的teco，则按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制；如果当前的tshall大于等于当前的teco，则按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制。

具体的，如果tshall大于等于当前的teco，说明剩余运行时间充足，此时即使按照eco曲线进行列车的自动驾驶控制，列车也能够满足计划运行时间的要求，因此，可以直接按照eco曲线进行列车的自动驾驶控制，使得列车到达停车点，按照eco曲线进行列车的自动驾驶控制，有利于节约能耗。

如果当前的tshall小于当前的teco，本申请是则按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制，在实际情况中，这会分为2种类情况。

一种情况是当前的tshall小于当前的tfast，这说明剩余运行时间不足，并且，即使始终按照fast曲线进行列车的自动驾驶控制，列车也无法满足计划运行时间，因此，本申请是按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制，直到列车到达停车点，以尽可能地降低实际运行时间与计划运行时间的偏差。

另一种情况是当前的tshall大于等于当前的tfast，且小于当前的teco，本申请按照fast曲线进行列车的自动驾驶控制，即优先保障列车的运行能够满足计划的运行时间，而本申请的方案会按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco，也就说，该种情况下，经过若干个周期之后，tshall便可能大于teco，则可以切换为按照节能曲线进行列车的自动驾驶控制，也就是说，在优先保障了列车的运行能够满足计划的运行时间的前提下，起到节能的效果。

在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：

在按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，输出第一提示信息；在按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制时，输出第二提示信息。使得司机通过第一提示信息和第二提示信息，便可以方便快速地确定列车当前的自动驾驶控制的策略，此外还可以将第一提示信息和第二提示信息向远程控制端进行输出。

应用本发明实施例所提供的技术方案，基于计划运行时间进行自动驾驶控制，以使得列车的运行符合计划运行时间的规定。具体的，本申请确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径之后，可以确定出行车路径对应的限速曲线，在列车沿着行车路径行进的过程中，基于限速曲线，按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco。如果当前的tshall小于当前的teco，说明如果直接按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制，则列车无法在计划运行时间之内及时到达当前的停车点，因此本申请是按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制，按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，能够保障在满足行车路径对应的限速曲线的前提下，尽快地行进，因此可以尽量使得列车能够在计划运行时间之内及时到达当前的停车点。当然，在按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，由于本申请会按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco，因此，如果随着列车按照当前的快速行进曲线进行自动驾驶控制，使得tshall大于等于teco时，说明当前剩余时间充足，便会按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制，而按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制，有利于节约能耗。综上所述，本申请在进行列车的自动驾驶控制时，能够尽可能地保障列车运行符合运行时刻表的规定，同时有利于节约列车的能耗。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种列车的驾驶控制系统，可与上文相互对应参照。

可参阅图4，为本发明中一种列车的驾驶控制系统的结构示意图，包括：

限速曲线确定模块401，用于确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径，并确定出行车路径对应的限速曲线；

更新模块402，用于在列车沿着行车路径行进的过程中，基于限速曲线，按照预设周期更新tshall，快速行进曲线，节能曲线以及teco；

执行模块403，用于如果当前的tshall小于当前的teco，则按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制；如果当前的tshall大于等于当前的teco，则按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制；

其中，tshall表示的是剩余运行时间，将行车路径对应的计划运行时间减去列车从起始点发车之后已经经过的时间得到tshall，teco表示按照当前的节能曲线从当前位置行进至当前的停车点所需要的时间。

在本发明的一种具体实施方式中，限速曲线确定模块401，具体用于：

获取列车的运行计划，并根据运行计划中携带的下一个停车站台信息以及运行方向信息，确定出当前的预设停车点；

将预设停车点作为当前的停车点，并根据运行计划中携带的进路信息确定出当前的起始点与当前的停车点之间的行车路径；

确定出行车路径对应的限速曲线。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括，移动授权点获取模块，用于在限速曲线确定模块确定出当前的预设停车点之后，获取当前的移动授权点；

限速曲线确定模块401还用于：判断当前的移动授权点是否位于列车和当前的预设停车点之间，如果否，则将当前的预设停车点作为当前的停车点，如果是，则将当前的移动授权点作为当前的停车点。

在本发明的一种具体实施方式中，限速曲线确定模块401确定出行车路径对应的限速曲线，具体用于：

通过预设的线路速度信息和获取的临时限速信息，确定出行车路径对应的最严格速度曲线mrsp；

将确定出的最严格速度曲线mrsp作为行车路径对应的限速曲线。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括信息输出模块，用于：

在按照当前的快速行进曲线进行列车的自动驾驶控制时，输出第一提示信息；

在按照当前的节能曲线进行列车的自动驾驶控制时，输出第二提示信息。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种列车，可以包括如上述任一项的列车的驾驶控制系统。

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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。