一种山地轨道交通列车速度控制方法和装置与流程

1.本技术实施例涉及轨道交通列车控制技术，尤指一种山地轨道交通列车速度控制方法和装置。


背景技术：

2.自动驾驶具有降低司机驾驶疲劳强度、提高效率和安全性等优点，是轨道交通发展的大方向，山地轨道交通系统也不例外。列车自动速度控制算法是列车自动速度控制技术的核心，它根据运营计划信息、线路信息、列车运动状态信息等控制列车平稳安全运行，并准时准点达到目的站台。
3.山地轨道交通相比高速铁路和城市轨道交通，主要不同之处在于山地轨道交通的轨道区段分为常规区段和齿轨区段：1）常规区段：指区段所在地形坡度较小，列车无需齿轨辅助的区段，使用常规车轮行车即可。常规轨道区段上，限速一般在60~120km/h，列车控制方式与城市轨道交通相似。
4.2）齿轨区段：坡度较大，车轮的黏着系数较小，容易发生空转、滑行，列车需要使用齿轮在齿轨上啮合行走，增加爬坡能力的区段同时保证列车的稳定性。齿轨的限速一般为10~20km/h。
5.因此，高速铁路和城市轨道交通的列车自动速度控制算法就不再适用于山地轨道交通列车速度自动控制。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供了一种山地轨道交通列车速度控制方法和装置，能够解决齿轨区段列车的速度控制问题以及常规区段和齿轨区段速度控制切换问题。
7.本技术实施例提供了一种山地轨道交通列车速度控制方法，所述方法可以包括：确定列车当前所处的山地轨道区段和/或时刻；所述山地轨道区段包括：常规区段和齿轨区段；当列车当前所处的山地轨道区段为所述常规区段，并且列车未处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，按照预设的常规区段交通列车速度控制策略对列车进行控制；当列车当前所处的山地轨道区段为所述齿轨区段时（一般在列车从常规区段进入齿轨区段之前已经完成牵引率和制动率切换，并且从齿轨区段进入常规区段时是在完全离开齿轨区段后才进行牵引率和制动率切换，因此，在齿轨区段一般不会存在列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻，即，列车在常规区段才会出现处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻），按照预设的齿轨区段交通列车速度控制策略对列车进行控制；其中，所述齿轨区段交通列车速度控制策略在所述常规区段交通列车速度控制策略的基础上对列车的牵引率和制动率进行限制；当列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，采用预设的
交通列车区段切换控制策略对列车进行控制。
8.在本技术的示例性实施例中，所述齿轨区段交通列车速度控制策略在所述常规区段交通列车速度控制策略的基础上对列车的牵引率和制动率进行限制，可以包括：在所述齿轨区段对列车进行控制过程中，将预期输出的牵引率与预设的齿轨区段最大允许牵引率相比较；当所述预期输出的牵引率大于或等于所述齿轨区段最大允许牵引率时，实际输出的牵引率等于所述齿轨区段最大允许牵引率；当所述预期输出的牵引率小于所述齿轨区段最大允许牵引率时，实际输出的牵引率等于所述预期输出的牵引率；和/或，在所述齿轨区段对列车进行控制过程中，将预期输出的制动率与预设的齿轨区段最大允许制动率相比较；当所述预期输出的制动率大于或等于所述齿轨区段最大允许制动率时，实际输出的制动率等于所述齿轨区段最大允许制动率；当所述预期输出的制动率小于所述齿轨区段最大允许制动率时，实际输出的制动率等于所述预期输出的制动率。
9.在本技术的示例性实施例中，所述确定列车当前所处的山地轨道区段和/或时刻，可以包括：确认列车的当前运行场景，根据所述当前运行场景确定所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻；其中，所述当前运行场景可以包括以下任意一种：列车处于牵引加速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行；列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行；列车处于制动减速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行；以及，列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行。
10.在本技术的示例性实施例中，所述根据所述当前运行场景确定所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻，可以包括：当所述当前运行场景为列车处于牵引加速过程或处于制动减速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行时，将所述列车完全离开所述齿轨区段的时刻作为所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的时刻；当所述当前运行场景为列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，将第一位置到所述齿轨区段之间的区段作为所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段；所述第一位置是指列车到所述齿轨区段的距离为预先计算出的牵引率切换距离时所述列车所在的位置；当所述当前运行场景为列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，将第二位置到所述齿轨区段之间的区段作为所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段；所述第二位置是指列车到所述齿轨区段的距离为预先计算出的制动率切换距离时所述列车所在的位置。
11.在本技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：当所述当前运行场景为列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，实时计算列车到所述齿轨区段的距离，并将计算的距离与所述牵引率切换距离相比较；当所述当前运行场景为列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨
区段运行时，实时计算列车到所述齿轨区段的距离，并将计算的距离与所述制动率切换距离相比较。
12.在本技术的示例性实施例中，所述列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，采取预设的交通列车区段切换控制策略对列车进行控制，可以包括：当列车处于牵引加速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行时，在所述列车完全离开所述齿轨区段的时刻，解除对所述牵引率的限制，并增加所述牵引率；当列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，当比较出所述列车当前位置到所述齿轨区段的距离小于或等于所述牵引率切换距离时，进入预设的牵引率切换控制策略；当列车处于制动减速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行时，在所述列车完全离开所述齿轨区段的时刻，解除对所述制动率的限制，并增加所述制动率；当列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，当比较出所述列车当前位置到所述齿轨区段的距离小于或等于所述制动率切换距离时，进入预设的制动率切换控制策略。
13.在本技术的示例性实施例中，所述牵引率切换控制策略，可以包括：逐渐减小所述牵引率，直到实际输出的牵引率小于或等于齿轨区段最大允许牵引率。
14.在本技术的示例性实施例中，所述制动率切换控制策略，可以包括：逐渐减小所述制动率，直到实际输出的制动率小于或等于齿轨区段最大允许制动率；并计算列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时在所述常规区段的目标减速度，并根据所述目标减速度控制所述列车减速。
15.在本技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：根据预设的第一计算式计算所述牵引率切换距离；所述第一计算式包括：；其中，为所述牵引率切换距离，为列车当前速度，为列车实际输出的牵引率从列车能够输出的最大牵引率减小到小于或等于所述齿轨区段最大允许牵引率的时长；为列车的合加速度；；为所述齿轨区段最大允许牵引率，为满足人体舒适度的牵引率，为列车牵引率卸载延时时长；；为列车最大加速度，为最大坡道加速度。
16.在本技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：根据预设的第二计算式计算所述制动率切换距离；所述第二计算式包括：；
其中，为所述制动率切换距离，为列车当前速度，为列车实际输出的制动率从列车能够输出的最大制动率减小到小于或等于所述齿轨区段最大允许制动率的时长；为列车的合加速度；；为所述齿轨区段最大允许制动率，为满足人体舒适度的制动率，为列车制动率卸载延时时长；；为列车最大减速度，为最大坡道减速度。
17.在本技术的示例性实施例中，所述计算列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时在所述常规区段的目标减速度，可以包括：计算所述列车进入所述齿轨区段时的第一速度；计算所述列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时，在所述常规区段开始减小制动率时的第二速度；根据所述第二速度计算所述列车从所述第二速度对应的第一位置到所述齿轨区段的起点位置的第一距离；根据所述第一速度、所述第二速度和所述第一距离计算所述常规区段的目标减速度。
18.本技术实施例还提供了一种山地轨道交通列车速度控制装置，可以包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现所述的山地轨道交通列车速度控制方法。
19.与相关技术相比，本技术实施例可以包括：确定列车当前所处的山地轨道区段和/或时刻；所述山地轨道区段包括：常规区段和齿轨区段；当列车当前所处的山地轨道区段为所述常规区段，并且列车未处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，按照预设的常规区段交通列车速度控制策略对列车进行控制；当列车当前所处的山地轨道区段为所述齿轨区段时，按照预设的齿轨区段交通列车速度控制策略对列车进行控制；其中，所述齿轨区段交通列车速度控制策略在所述常规区段交通列车速度控制策略的基础上对列车的牵引率和制动率进行限制；当列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，采用预设的交通列车区段切换控制策略对列车进行控制。通过该实施例方案，解决齿轨区段列车的速度控制问题以及常规区段和齿轨区段速度控制切换问题。
20.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
21.附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
22.图1为本技术实施例的山地轨道交通列车速度控制方法示意图；
图2为相关技术的米轨+齿轨示意图；图3为本技术实施例的山地轨道交通列车速度控制装置组成框图。
具体实施方式
23.本技术描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本技术所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
24.本技术包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本技术已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本技术中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
25.此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本技术实施例的精神和范围内。
26.本技术实施例提供了一种山地轨道交通列车速度控制方法，如图1所示，所述方法可以包括步骤s101-s104：s101、确定列车当前所处的山地轨道区段和/或时刻；所述山地轨道区段包括：常规区段和齿轨区段；s102、当列车当前所处的山地轨道区段为所述常规区段，并且列车未处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，按照预设的常规区段交通列车速度控制策略对列车进行控制；s103、当列车当前所处的山地轨道区段为所述齿轨区段时（一般在列车从常规区段进入齿轨区段之前已经完成牵引率和制动率切换，并且从齿轨区段进入常规区段时是在完全离开齿轨区段后才进行牵引率和制动率切换，因此，在齿轨区段一般不会存在列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻，即，列车在常规区段才会出现处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻），按照预设的齿轨区段交通列车速度控制策略对列车进行控制；其中，所述齿轨区段交通列车速度控制策略在所述常规区段交通列车速度控制策略的基础上对列车的牵引率和制动率进行限制；s104、当列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，采用预设的交通列车区段切换控制策略对列车进行控制。
27.在本技术的示例性实施例中，上述的步骤s101、s102、s103、和s104并不代表执行顺序，仅代表可执行的步骤，在列车行驶过程中可以根据相应的区段选择相应的执行步骤执行即可。
28.已知，部分区域山地面积较多，地形高低起伏，施工难度高，因此难以形成如城市一般发达畅通的交通路线，制约了山区的经济发展。山区常见的交通方式为盘山公路，受限于地形制约和汽车的爬坡性能，多为弯路，利用率低、运载量小。为了提高山区交通的便利程度，并充分利用山地丰富的自然资源，解决交通问题的同时更为有效的将旅游优势转化为经济优势，开展了山地轨道交通的研究。
29.如图2所示，山地轨道交通采用“米轨+齿轨”的制式，米轨a是指轨距为1m的窄轨铁路，齿轨b是指在米轨a系统的轨枕中间加放一条特制的齿轨，机车配备一个或多个齿轮啮合行走。齿轨b可使机车克服黏着力不足的问题，线路的爬升坡度可大于40
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，而其他技术几乎与常规准轨铁路相同。因此，相比传统的盘山公路，山地轨道交通具有爬坡能力强、占地少、选线灵活、造价低、生态环境影响小、乘坐方便、运量大、效率高、能耗低、安全舒适等诸多优点。
30.山地轨道交通相比高速铁路和城市轨道交通，主要不同之处在于山地轨道交通的轨道区段分为常规区段和齿轨区段：1）常规区段：指区段所在地形坡度较小，列车无需齿轨辅助的区段，使用常规车轮行车即可。常规轨道区段上，限速一般在60~120km/h，列车控制方式与城市轨道交通相似。
31.2）齿轨区段：坡度较大，车轮的黏着系数较小，容易发生空转、滑行，列车需要使用齿轮在齿轨上啮合行走，增加爬坡能力的区段同时保证列车的稳定性。齿轨的限速一般为10~20km/h。
32.因此，相比于常规区段，齿轨区段具有运行速度低、粘着系数小的特点，针对山地轨道交通的这一特点，如表1所示，为山地轨道交通列车加减速度技术条件：表1在本技术的示例性实施例中，根据以上分析可知，山地轨道交通的列车自动速度控制算法必须针对齿轨区段和常规区段采用不同的控制策略：在齿轨区段减小牵引率和制动率，从而避免列车出现空转、滑行现象；在常规区段则可以按照正常列车自动速度控制算
法进行控制，还需要考虑列车在两种轨道区段运行的控制切换问题。
33.在本技术的示例性实施例中，在常规的列车自动速度控制算法的基础上，考虑山地轨道交通的特点，提出了一种山地轨道交通列车自动速度控制算法。从而解决齿轨区段的速度控制问题以及常规区段和齿轨区段速度控制切换问题。
34.在本技术的示例性实施例中，列车自动速度控制算法可以主要由目标速度计算模型和速度控制模型（包括常规区段速度控制模型、齿轨区段速度控制模型，以及常规区段和齿轨区段速度控制切换模型）组成。其中，目标速度计算模型是通过算法根据线路信息、移动授权信息以及列车牵引制动性能计算列车当前目标速度和目标点（即目标地点，例如，列车停靠点和临时停靠点）；速度控制模型则是根据列车当前速度、当前位置、目标速度和目标点对列车进行牵引或制动控制，实现列车速度控制。目标速度计算模型和常规区段的速度控制模型为已经成熟的算法，采用目前存在的算法即可，在此不做赘述，下面内容主要针对齿轨区段的速度控制模型，以及常规区段和齿轨区段的切换模型进行详细介绍。
35.在本技术的示例性实施例中，齿轨区段速度控制模型可以设置有预设的齿轨区段交通列车速度控制策略，齿轨区段的速度控制模型与常规区段的速度控制模型的整体思路相同，均是根据列车当前速度、当前位置、目标速度和目标点，计算目标加速度，然后根据列车当前加速度进行牵引或制动控制。主要区别为：在常规区段，常规区段速度控制模型不会对列车的牵引率和制动率进行限制，而在齿轨区段，齿轨区段速度控制模型则会根据齿轨区段的粘着系数对列车的牵引率和制动率进行限制。
36.在本技术的示例性实施例中，齿轨区段速度控制模型是在常规区段速度控制模型的预期结果输出上进行限制。
37.在本技术的示例性实施例中，所述齿轨区段交通列车速度控制策略在所述常规区段交通列车速度控制策略的基础上对列车的牵引率和制动率进行限制，可以包括：在所述齿轨区段对列车进行控制过程中，将预期输出的牵引率与预设的齿轨区段最大允许牵引率相比较；当所述预期输出的牵引率大于或等于所述齿轨区段最大允许牵引率时，实际输出的牵引率等于所述齿轨区段最大允许牵引率；当所述预期输出的牵引率小于所述齿轨区段最大允许牵引率时，实际输出的牵引率等于所述预期输出的牵引率；和/或，在所述齿轨区段对列车进行控制过程中，将预期输出的制动率与预设的齿轨区段最大允许制动率相比较；当所述预期输出的制动率大于或等于所述齿轨区段最大允许制动率时，实际输出的制动率等于所述齿轨区段最大允许制动率；当所述预期输出的制动率小于所述齿轨区段最大允许制动率时，实际输出的制动率等于所述预期输出的制动率。
38.在本技术的示例性实施例中，常规区段与齿轨区段速度控制切换模型中可以设置有预设的交通列车区段切换控制策略。在常规区段，车轮粘着系数较大，从而制动率较大，使得列车速度下降较快；在齿轨区段，粘着系数小，制动率小，使得列车速度下降慢。因此，列车在即将进入齿轨区段时，为了避免制动率骤然变小，影响乘客舒适性，需要逐渐减小制动率，从而平稳进入齿轨区段。在齿轨区段运行时，使用较小的制动率控制列车继续减速。同理，对于牵引控制来说亦是如此。因此，常规区段与齿轨区段速度控制切换模型可以在常规区段与齿轨区段的切换场景采用相应的切换策略，以使得列车在创轨区段和齿轨区段之间实现平滑切换，降低事故风险并减小乘客的不适应感。
39.在本技术的示例性实施例中，可以通过预设的定位系统对列车进行实时定位，以确定列车（包括车头、车尾、车身等）是处于常规区段还是齿轨区段。
40.在本技术的示例性实施例中，所述确定列车当前所处的山地轨道区段和/或时刻，可以包括：确认列车的当前运行场景，根据所述当前运行场景确定所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻；所述当前运行场景可以包括以下任意一种：列车处于牵引加速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行；列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行；列车处于制动减速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行；以及，列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行。
41.在本技术的示例性实施例中，所述根据所述当前运行场景确定所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻，可以包括：当所述当前运行场景为列车处于牵引加速过程或处于制动减速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行时，将所述列车完全离开所述齿轨区段的时刻作为所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的时刻；当所述当前运行场景为列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，将第一位置到所述齿轨区段之间的区段作为所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段；所述第一位置是指列车到所述齿轨区段的距离为预先计算出的牵引率切换距离时所述列车所在的位置；当所述当前运行场景为列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，将第二位置到所述齿轨区段之间的区段作为所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段；所述第二位置是指列车到所述齿轨区段的距离为预先计算出的制动率切换距离时所述列车所在的位置。
42.在本技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：当所述当前运行场景为列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，实时计算列车到所述齿轨区段的距离，并将计算的距离与所述牵引率切换距离相比较；当所述当前运行场景为列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，实时计算列车到所述齿轨区段的距离，并将计算的距离与所述制动率切换距离相比较。
43.在本技术的示例性实施例中，所述列车处于所述常规区段和所述齿轨区段进行切换的区段或时刻时，采取预设的交通列车区段切换控制策略对列车进行控制，可以包括：当列车处于牵引加速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行时，在所述列车完全离开所述齿轨区段的时刻，解除对所述牵引率的限制，并增加所述牵引率；当列车处于牵引加速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，当比较出所述列车当前位置到所述齿轨区段的距离小于或等于所述牵引率切换距离时，进入预设的牵引率切换控制策略；当列车处于制动减速过程，并且从所述齿轨区段向所述常规区段运行时，在所述
列车完全离开所述齿轨区段的时刻，解除对所述制动率的限制，并增加所述制动率；当列车处于制动减速过程，并且从所述常规区段向所述齿轨区段运行时，当比较出所述列车当前位置到所述齿轨区段的距离小于或等于所述制动率切换距离时，进入预设的制动率切换控制策略。
44.在本技术的示例性实施例中，在列车牵引加速过程中，列车从齿轨区段向常规区段的切换过程实际就是牵引率从有限制到无限制的过程。由于在常规区段速度控制模型中本身就具备逐步增大牵引率的控制逻辑，因此，交通列车区段切换控制策略判断列车完全出清齿轨区段后，则取消齿轨区段牵引率输出限制判断，常规区段的速度控制模型则会逐渐增加牵引率，恢复到正常控制逻辑。
45.在本技术的示例性实施例中，在列车牵引加速过程中，列车从常规区段向齿轨区段的切换过程实际就是牵引率从无限制到有限制的过程。
46.在本技术的示例性实施例中，所述牵引率切换控制策略，可以包括：逐渐减小所述牵引率，直到实际输出的牵引率小于或等于齿轨区段最大允许牵引率。
47.在本技术的示例性实施例中，为了避免牵引率骤然变小，导致列车冲动，可以在进入齿轨区段前逐渐减小牵引率。
48.在本技术的示例性实施例中，为了控车的稳定性和安全性，可以预先确定出较为准确的牵引率切换位置，以及时切换牵引率；具体地，可通过预先计算得到切换牵引率过程所需要的走行距离（即所述的牵引率切换距离，在列车到齿轨区段起始点的距离为该牵引率切换距离时可以开始执行牵引率切换控制策略），然后将列车当前位置与齿轨区段起始点位置的距离与该牵引率切换距离作比较：如果≥，则进入牵引率切换控制策略，逐渐减小牵引率，直到小于或等于齿轨区段最大允许牵引率。
49.在本技术的示例性实施例中，可以根据列车定位系统，使用列车当前位置与齿轨区段起点计算差值即可得到，考虑列车的牵引性能、坡道、列车当前速度、舒适度进行计算。
50.在本技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：根据预设的第一计算式计算所述牵引率切换距离；所述第一计算式包括：；其中，为所述牵引率切换距离，为列车当前速度，为列车实际输出的牵引率从列车能够输出的最大牵引率减小到小于或等于所述齿轨区段最大允许牵引率的时长；为列车的合加速度；；为所述齿轨区段最大允许牵引
率，为满足人体舒适度的牵引率，为列车牵引率卸载延时时长；；为列车最大加速度，为最大坡道加速度。
51.在本技术的示例性实施例中，牵引率切换距离可以采用牵引率切换位置计算模型进行计算。
52.在本技术的示例性实施例中，设列车最大牵引率为100%（由列车本身性能确定，是指列车本身能够达到的最大牵引率），齿轨区段最大允许牵引率为，满足人体舒适度的牵引率为，列车当前速度为，列车最大加速度为，最大坡道加速度为，则从最大牵引率输出减小到齿轨区段最大允许牵引率输出的时间为：；
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（1）考虑列车牵引率卸载延时为，则常规区段与齿轨区段速度控制切换模型将列车实际牵引率输出从最大牵引率减小到齿轨区段最大允许牵引率的时长为：；
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（2）在这个过程中，考虑最不利情况，列车的合加速度为：；
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（3）在这个过程中，考虑最不利情况，结合计算式（1）、（2）、（3），可得列车牵引率切换过程的走行距离为：；
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（4）因此，列车在常规区段运行过程中，通过上述计算式（4）可以实时计算列车牵引切换过程的牵引率切换距离，然后判断列车是否需要降低牵引率，从而为平稳进入齿轨区段提供技术基础。
53.在本技术的示例性实施例中，在列车制动减速过程中，列车从齿轨区段向常规区段的切换过程实际就是制动率从有限制到无限制的过程。由于在常规区段速度控制模型中本身就具备逐步增大制动率的控制逻辑，因此，交通列车区段切换控制策略判断出列车完全出清齿轨区段后，则可以取消齿轨区段制动率输出限制判断，常规区段的速度控制模型则会逐渐增加制动率，恢复到正常控制逻辑。
54.在本技术的示例性实施例中，在列车制动减速过程中，列车从常规区段向齿轨区
段的切换过程实际就是制动率从无限制到有限制的过程。
55.在本技术的示例性实施例中，所述制动率切换控制策略，可以包括：逐渐减小所述制动率，直到实际输出的制动率小于或等于齿轨区段最大允许制动率；计算列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时在所述常规区段的目标减速度，并根据所述目标减速度控制所述列车减速。
56.在本技术的示例性实施例中，为了避免制动率骤然变小，导致列车冲动。因此，需要在进入齿轨区段前逐渐减小制动率。
57.在本技术的示例性实施例中，由于目前的列车自动速度控制算法在降速区是按照匀减速方式进行控制，然而这种常规控制方式可能导致列车进入齿轨区段后，目标减速度大于齿轨区段最大允许减速度，从而导致列车出现超速问题。
58.在本技术的示例性实施例中，为了解决列车从常规区段进入齿轨区段制动率骤然变小，导致列车冲动问题，可以提前逐渐减小制动率，以实现控车的稳定性和安全性。可以预先确定出准确的制动率切除位置，以及时切换制动率。具体地，可通过预先计算得到制动率过程所需要的走行距离，即所述的制动率切换距离，在列车到齿轨区段起始点的距离为该制动率切换距离时可以开始执行制动率切换控制策略，然后将列车当前位置与齿轨区段起始点位置的距离与该制动率切换距离作比较：如果≥，则进入制动率切换控制策略，逐渐减小制动率，直到小于或等于齿轨区段最大允许制动率。
59.在本技术的示例性实施例中，可以根据列车定位系统，使用列车当前位置与齿轨区段起点计算差值即可得到，考虑列车的制动性能、坡道、列车当前速度、舒适度进行计算。
60.在本技术的示例性实施例中，所述方法还可以包括：根据预设的第二计算式计算所述制动率切换距离；所述第二计算式包括：；其中，为所述制动率切换距离，为列车当前速度，为列车实际输出的制动率从列车能够输出的最大制动率减小到小于或等于所述齿轨区段最大允许制动率的时长；为列车的合加速度；；为所述齿轨区段最大允许制动率，为满足人体舒适度的制动率，为列车制动率卸载延时时长；；为列车最大减速度，为最大坡道减速度。
61.在本技术的示例性实施例中，制动率切换距离可以采用制动率切换位置计算模型进行计算。
62.在本技术的示例性实施例中，设列车最大制动率为100%（由列车本身性能确定，是指列车本身能够达到的最大制动率），齿轨区段最大允许制动率为，满足人体舒适度的制动率为，列车当前速度为，列车最大减速度为，最大坡道减速度为，则从最大制动率减小到齿轨区段最大允许制动率的时长为：；
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（5）考虑列车制动率卸载延时为，则常规区段与齿轨区段速度控制切换模型将列车实际制动率输出从最大制动率减小到小齿轨区段最大允许制动率输出的时长为：；
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（6）在这个过程中，考虑最不利情况，列车的合加速度为：；
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（7）在这个过程中，考虑最不利情况，结合计算式（5）、（6）、（7），可得列车制动率切换过程的走行距离为：；
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（8）因此，列车在常规区段运行过程中，通过上述计算式实时计算列车制动切换过程的制动率切换距离，然后判断列车是否需要降低制动率，从而为平稳进入齿轨区段提供技术基础。
63.在本技术的示例性实施例中，列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时在所述常规区段的目标减速度可以采用降速区目标减速度计算模型进行计算。
64.在本技术的示例性实施例中，所述计算列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时在所述常规区段的目标减速度，可以包括：计算所述列车进入所述齿轨区段时的第一速度；计算所述列车从所述常规区段切换到所述齿轨区段时，在所述常规区段开始减小制动率时的第二速度；根据所述第二速度计算所述列车从所述第二速度对应的第一位置到所述齿轨区段的起点位置的第一距离；根据所述第一速度、所述第二速度和所述第一距离计算所述常规区段的目标减速度。
65.在本技术的示例性实施例中，为了解决当前列车自动速度控制算法采用匀减速方式可能导致列车进入齿轨区段目标减速度大于齿轨区段最大允许减速度的问题，可以分别计算常规区段和齿轨区段的目标减速度。
66.在本技术的示例性实施例中，设列车当前位置距离目标点为，列车当前位置距离齿轨区段的起始点为（可以假设目标点在齿轨区段内，大于），目标速度为，列车当前速度为，齿轨区段最大允许制动率为，列车制动安全余量为，则可计算目标点距离齿轨区段起点位置为：；
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（9）根据齿轨区段最大允许制动率、列车制动安全余量和目标点距离齿轨区段起点位置，则可计算列车进入齿轨区段时的速度（即前述的第一速度）为：；
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（10）考虑列车从常规区段进入齿轨区段时，目标减速度已变为齿轨区段的目标减速度（常规区段和齿轨区段存在不同的目标减速度），则根据列车进入齿轨区段前减小制动率的时长和列车进入齿轨区段时的速度，可计算列车在常规区段开始减小制动率时的速度（即前述的第二速度）为：；
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（11）通过计算式（11），可计算开始减小制动率时速度位置处到齿轨区段起始点的距离（即前述的第一距离）为：；
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（12）因此，列车在常规区段开始减小制动率时的位置（即与速度对应的位置，这里是指具体的位置点）为：；最后，结合计算式（10）、（11）、（12），可得列车在常规区段的目标减速度为：
。
67.在本技术的示例性实施例中，本技术实施例是在常规的列车自动速度控制算法基础上，根据山地轨道交通的特殊需求，进行算法升级，从而既能满足山地轨道交通列车自动速度控制的需求，又能兼顾常规的列车自动速度控制需求，解决了齿轨区段的速度控制问题，以及常规区段和齿轨区段速度控制切换问题。
68.本技术实施例还提供了一种山地轨道交通列车速度控制装置1，如图3所示，可以包括处理器11和计算机可读存储介质12，所述计算机可读存储介质12中存储有指令，当所述指令被所述处理器11执行时，实现所述的山地轨道交通列车速度控制方法。
69.在本技术的示例性实施例中，前述的山地轨道交通列车速度控制方法实施例中的任意实施例均可以适用于该装置实施例中，在此不再一一赘述。
70.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于 ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘（dvd）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。