列车安全防护方法、装置及系统与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种列车安全防护方法、装置及系统。

背景技术：

1、虚拟编组(virtual coupling,vc)近年来成为轨道交通领域的研究热点，其基于列车协同编队运行的理念在提升线路通过能力的同时，能够极大提升轨道交通运输的灵活性。

2、虚拟编组通过车车通信和先进控制算法等技术，使得两车或多车之间保持较短的间距运行，打破了传统列车运行控制系统中列车自动防护的安全距离限制。因此，传统的考虑绝对距离制动模式(absolute distance braking mode，adbm)的安全制动模型不再适用于虚拟编组内部列车之间的安全防护。

3、因此，如何实现虚拟编组列车的安全防护，成为业界亟需解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种列车安全防护方法、装置及系统。

2、第一方面，本发明提供一种列车安全防护方法，应用于列车安全防护系统，所述列车安全防护系统用于对虚拟编组列车进行安全防护，所述虚拟编组列车包括领航列车和跟随列车，所述方法包括：

3、基于第一相对走行距离计算公式、第二相对走行距离计算公式和第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的安全相对速度；所述第一相对走行距离计算公式用于计算所述跟随列车和所述领航列车在相对牵引切除阶段的相对走行距离，所述第二相对走行距离计算公式用于计算所述跟随列车和所述领航列车在相对制动建立阶段的相对走行距离，所述第三相对走行距离计算公式用于计算所述跟随列车和所述领航列车在相对最大制动阶段的相对走行距离；

4、基于所述安全相对速度和所述领航列车当前的运行速度，确定所述跟随列车的安全限制速度，所述安全限制速度用于使所述跟随列车与所述领航列车之间的运行距离保持在预设安全距离范围；

5、其中，所述相对牵引切除阶段是指所述跟随列车和所述领航列车从开始切断牵引的时刻到牵引完全切断的时刻，所述相对制动建立阶段是指所述相对牵引切除阶段的结束时刻到所述跟随列车和所述领航列车的相对最大制动建立完成时刻，所述相对最大制动阶段是指所述跟随列车和所述领航列车的相对最大制动建立完成时刻到所述跟随列车和所述领航列车的相对静止时刻。

6、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，所述基于第一相对走行距离计算公式、第二相对走行距离计算公式和第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的安全相对速度，包括：

7、基于所述第一相对走行距离计算公式、所述第二相对走行距离计算公式和所述第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的限制相对速度；

8、基于所述限制相对速度，以及所述跟随列车和所述领航列车分别对应的测速系统的最大测量误差，确定所述安全相对速度。

9、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，在所述基于第一相对走行距离计算公式、第二相对走行距离计算公式和第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的安全相对速度之前，所述方法还包括：

10、基于所述跟随列车和所述领航列车的相对牵引切除时间、所述相对牵引切除阶段所述跟随列车相对所述领航列车的第一相对加速度，以及所述限制相对速度，建立所述第一相对走行距离计算公式。

11、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，在所述基于第一相对走行距离计算公式、第二相对走行距离计算公式和第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的安全相对速度之前，所述方法还包括：

12、基于所述相对牵引切除时间、所述第一相对加速度、所述跟随列车和所述领航列车的相对制动建立时间、所述相对制动建立阶段所述跟随列车相对所述领航列车的第二相对加速度，以及所述限制相对速度，建立所述第二相对走行距离计算公式。

13、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，在所述基于第一相对走行距离计算公式、第二相对走行距离计算公式和第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的安全相对速度之前，所述方法还包括：

14、基于所述相对牵引切除时间、所述第一相对加速度、所述相对制动建立时间、所述第二相对加速度、所述跟随列车相对所述领航列车的最大相对制动加速度，以及所述限制相对速度，建立所述第三相对走行距离计算公式。

15、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，所述第一相对走行距离计算公式为：

16、

17、其中，δsr_ij表示所述相对牵引切除阶段所述跟随列车j和所述领航列车i的相对走行距离，表示t时刻所述跟随列车j相对所述领航列车i的相对牵引切除时间，表示所述相对牵引切除阶段所述跟随列车j相对所述领航列车i的第一相对加速度，表示t时刻所述跟随列车j和所述领航列车i之间的限制相对速度。

18、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，所述第二相对走行距离计算公式为：

19、

20、其中，δsc_ij表示所述相对制动建立阶段所述跟随列车j和所述领航列车i的相对走行距离，表示t时刻所述跟随列车j相对所述领航列车i的相对制动建立时间，表示所述相对制动建立阶段所述跟随列车j相对所述领航列车i的第二相对加速度，表示t时刻所述跟随列车j相对所述领航列车i的相对牵引切除时间，表示所述相对牵引切除阶段所述跟随列车j相对所述领航列车i的第一相对加速度，表示t时刻所述跟随列车j和所述领航列车i之间的限制相对速度。

21、可选地，根据本发明提供的一种列车安全防护方法，所述第三相对走行距离计算公式为：

22、

23、其中，δse_ij表示所述相对最大制动阶段所述跟随列车j和所述领航列车i的相对走行距离，表示t时刻所述跟随列车j相对所述领航列车i的最大相对制动加速度，表示t时刻所述跟随列车j相对所述领航列车i的相对制动建立时间，表示所述相对制动建立阶段所述跟随列车j相对所述领航列车i的第二相对加速度，表示t时刻所述跟随列车j相对所述领航列车i的相对牵引切除时间，表示所述相对牵引切除阶段所述跟随列车j相对所述领航列车i的第一相对加速度，表示t时刻所述跟随列车j和所述领航列车i之间的限制相对速度。

24、第二方面，本发明还提供一种列车安全防护装置，应用于列车安全防护系统，所述列车安全防护系统用于对虚拟编组列车进行安全防护，所述虚拟编组列车包括领航列车和跟随列车，所述装置包括：

25、第一确定模块，用于基于第一相对走行距离计算公式、第二相对走行距离计算公式和第三相对走行距离计算公式，确定所述跟随列车和所述领航列车之间的安全相对速度；所述第一相对走行距离计算公式用于计算所述跟随列车和所述领航列车在相对牵引切除阶段的相对走行距离，所述第二相对走行距离计算公式用于计算所述跟随列车和所述领航列车在相对制动建立阶段的相对走行距离，所述第三相对走行距离计算公式用于计算所述跟随列车和所述领航列车在相对最大制动阶段的相对走行距离；

26、第二确定模块，用于基于所述安全相对速度和所述领航列车当前的运行速度，确定所述跟随列车的安全限制速度，所述安全限制速度用于使所述跟随列车与所述领航列车之间的运行距离保持在预设安全距离范围；

27、其中，所述相对牵引切除阶段是指所述跟随列车和所述领航列车从开始切断牵引的时刻到牵引完全切断的时刻，所述相对制动建立阶段是指所述相对牵引切除阶段的结束时刻到所述跟随列车和所述领航列车的相对最大制动建立完成时刻，所述相对最大制动阶段是指所述跟随列车和所述领航列车的相对最大制动建立完成时刻到所述跟随列车和所述领航列车的相对静止时刻。

28、第三方面，本发明还提供一种列车安全防护系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述列车安全防护方法。

29、本发明提供的列车安全防护方法、装置及系统，通过基于跟随列车和领航列车的相对制动过程中，相对牵引切除阶段、相对制动建立阶段和相对最大制动阶段的相对走行距离计算公式，确定跟随列车和领航列车之间的安全相对速度，进而基于安全相对速度和领航列车当前的运行速度确定跟随列车的安全限制速度，由于在确定跟随列车的安全限制速度时考虑了领航列车的运行速度，满足撞软墙安全防护原则，能够缩短列车之间的安全防护距离，而且在确定跟随列车的安全限制速度时考虑了跟随列车和领航列车之间的安全相对速度，可以保障虚拟编组内部列车的安全运行。