CN101549704B - 一种连续可控类列车的自动牵引方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种连续可控类列车的自动牵引方法和装置，在本发明实施例提供的技术方案中，若根据列车在本限速段的入口状态进行正向计算得到的出口速度大于设置值，则进行反向计算，确定需要怎样的入口状态才能实现出口状态的设置值，若本段入口状态不能满足本段出口状态设置值，则更新上一限速段的出口状态并进行反向计算，直到能够实现出口状态的限速段为止。可见，在本发明实施例中，通过入口状态反馈规范化地实现了限速约束，解决了牵引计算的连续性问题，为线路、供电、列车、开行方案、操纵图的设计研究提供了快速、有效手段，也为进一步的自动驾驶研究创造了条件，具有重要工程意义。

Description

一种连续可控类列车的自动牵引方法和装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种连续可控类列车的自动牵引方法和装置。

背景技术

现代铁路以调度指挥为核心，以机车车辆、线路、供电、信号、车站、信息等系统为支撑，服务于社会。

作为铁路设施能力的综合体现以及系统综合配置的纽带，牵引计算在铁路系统设计、运输调度指挥、列车操纵指导等方面具有重要作用。

由于没能有效实现自动牵引计算，我国每年都需要花费巨大的人力、物力进行相关的工作，同时也使得在高速铁路上具有重要运用前景的自动驾驶技术长期没有得到突破。

实现自动牵引计算有两个难点：一是如何保证能持续地计算，特别是遇到复杂的限速区段；二是如何保证计算得到的结果是合法的，是从物理上可实现的。

随着我国铁路的高速化以及城市轨道交通的发展，大量的列车特别是高速列车从本质上具备了连续控制(在列车能力许可的范围内，施加连续的牵引力或制动力)的能力，在新的技术条件下解决自动牵引问题具有重大工程意义。

发明内容

本发明实施例提供一种连续可控类列车的自动牵引方法和装置，用以使得列车连续可控，且列车在一段路程的全部限速段中，都能够满足限速的需求。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种连续可控类列车的自动牵引方法，根据各限速段的限速设置列车在各限速段中的入口处和出口处的列车状态的初始值，列车状态包括对应里程的列车速度及操纵位，所述方法包括：

a.根据当前设置的在本限速段的入口处的列车状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态进行记录，所述预定里程包括本限速段的出口处，判断计算出的本限速段出口处的列车速度的正向上限值是否大于当前设置的在本限速段中的出口处的列车速度，若是，进行步骤b，否则，将本限速段的出口处的列车状态和下一限速段的入口处的列车状态设置为计算出的本限速段出口处的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，令下一限速段进行步骤a；

b.根据当前设置的在本限速段的出口处的列车状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，所述预定里程包括本限速段的入口处，判断计算出的本限速段入口处的列车速度的反向上限值是否小于当前设置的在本限速段中的入口处的列车速度，若是，设置列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，并令所述上一限速段进行步骤a，否则，将本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，令下一限速段进行步骤a。

本发明实施例还提供了一种连续可控类列车的自动牵引装置，包括存储模块、正向计算模块、第一判断模块、反向计算模块、第二判断模块，其中：

所述存储模块，用于保存列车基础参数、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、线路参数及列车在各限速段的限速，并用于保存各预定里程的列车状态，在各限速段的入口处和出口处的列车状态的初始值根据各限速段的限速设置，所述预定里程包括各限速段的出入口处，所述列车状态包括对应里程的列车速度及操纵位；

所述正向计算模块，用于根据当前设置的在本限速段的入口处的列车状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态记录到所述存储模块；

所述第一判断模块，用于判断所述正向计算模块计算出的出口处的列车速度的正向上限值是否大于所述存储模块中当前设置的在本限速段中的出口处的列车速度，若是，通知所述反向计算模块对本限速段进行操作，否则，将所述存储模块中本限速段的出口处的列车状态和下一限速段的入口处的列车状态设置为计算出的本限速段出口处的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块对下一限速段进行操作；

所述反向计算模块，用于根据当前设置的在本限速段的出口处的列车状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位；

所述第二判断模块，用于判断所述反向计算模块计算出的本限速段入口处的列车速度的反向上限值是否小于当前设置的在本限速段中的入口处的列车速度，若是，设置所述存储模块中列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块对上一限速段进行操作，否则，将所述存储模块中的本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块对下一限速段进行操作。

本发明实施例的有益效果在于：

在本发明实施例提供的技术方案中，若根据列车在本限速段的入口状态进行正向计算得到的出口速度大于设置值，则进行反向计算，确定需要怎样的入口状态才能实现出口状态的设置值，若本段入口状态不能满足本段出口状态设置值，则更新上一限速段的出口状态并进行反向计算，直到能够实现出口状态的限速段为止。可见，在本发明实施例中，通过入口状态反馈规范化地实现了限速约束，解决了牵引计算的连续性问题，为线路、供电、列车、开行方案、操纵图的设计研究提供了快速、有效手段，也为进一步的自动驾驶研究创造了条件，具有重要工程意义。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中的列车的自动牵引方法的流程图；

图2为图1中步骤105中增加的确定进行操纵工况转换的起点的流程图；

图3为实施例一中的列车的自动牵引方法的另一个流程图；

图4为实施例二中的列车的自动牵引装置的框图。

具体实施方式

随着技术的发展，大量的列车(高速列车等)可以用一个能连续控制(在列车能力许可的范围内，施加连续的牵引力或制动力)的单自由度多质点模型来模拟。牵引计算是微分方程的约束解，对应的基本状态可以用位置(里程)、速度、操纵(手柄位)来表征。每个限速段，又可以归结为：入口状态、限速、出口状态。

实现自动牵引计算有两个难点：一是如何保证能持续地计算，特别是遇到复杂的限速区段；二是如何保证计算得到的结果是合法的，是从物理上可实现的。

难点一主要是由于在铁路基础设施能力限度内人为规划的速度限值(限速)也即期望速度不一定能依次逐个实现，对该问题的解决主要基于以下考虑：

1、出口速度必须满足下一段的限速要求；

2、可能的出口速度决定于入口状态、本段限速、列车能力，其中本段限速、列车能力是固定因素，可变因素是本段入口状态；

3、本段的入口状态是前段的出口状态；

4、初始段的入口状态为零，是合法、能实现的。

这样，难点一解决的关键在于能对入口状态引入反馈机制，不能实现出口状态时能自动修正入口状态并能有效追溯到合法、可实现的限速段。

由于高速列车某时刻的位置、速度、操纵决定了它的动力学状态，对应的牵引计算微分方程在相同操纵曲线下的正向求解(初值问题)及相同终值的反向求解(终值问题)结果是一致的，这使得基于入口状态反馈的限速约束实现简单。

虽然在牵引计算中得到的速度很容易保证连续，但操纵状态间却不一定能合法转换，这造成了难点二，对该问题的解决关键在于能有效引入操纵约束，使得只要速度能实现连续就能保证操纵合法，这一点可以通过引入标准操纵曲线结合原有的列车操纵要求(加速度约束)来实现。

基于以上分析，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详细描述。

实施例一

本实施例中的列车的自动牵引方法，需要根据各限速段的限速设置列车在各限速段中的入口状态的初始值、出口状态的初始值，所述列车状态包括对应里程的列车速度及操纵位，设置列车在各限速段中的入口状态的初始值和出口状态的初始值时，速度取对应里程相邻两个限速段的限速中的较小值，操纵位取为零位，所述方法如图1所示，包括：

步骤101，根据当前设置的在本限速段的入口状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态进行记录；

上述预定里程可以根据实际需要设定，例如，每间隔25米设置一个需要记录列车状态的预定里程，预定里程中包括各限速段的出入口处。

在记录各预定里程的列车状态时，可以以里程(公里标)为索引，而记录的内容可以只是里程、列车速度和操纵位，也可以进一步记录以下内容中的一个或者任意组合：时间、加速度、动力(牵引力或者制动力)、基本阻力、附加坡道阻力、附加曲线阻力、附加隧道阻力、剩余加速度、各种力对应的功率、各项能耗。

在本步骤中，可以根据当前设置的列车在本限速段中的入口状态、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的限速、本限速段的线路参数及列车基础参数进行正向牵引计算确定各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位。

步骤102，判断计算出的列车出口速度的正向上限值是否大于当前设置的列车在本限速段中的出口速度，若是，进行步骤104，否则，进行步骤103；

步骤103，将本限速段的出口状态和下一段的入口状态设置为计算出的出口速度的正向上限值及其对应的操纵位，然后令下一限速段进行步骤101；

步骤104，根据当前设置的在本限速段的出口状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位；

在本步骤中，可以根据当前设置的列车本限速段中的出口状态、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的线路参数及列车基础参数进行反向制动计算确定所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位。可以看出，与正向牵引计算相比，反向制动计算时不需要考虑限速段的限速。

步骤105，判断计算出的列车入口速度的反向上限值是否小于当前设置的列车在本限速段中的入口速度，若是，进行步骤106，否则，进行步骤107；

步骤106，设置列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，并令上一限速段进行步骤101；

步骤107，将本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，并令上一限速段进行步骤101；

在图1所示的流程中，若根据列车在本限速段的入口状态进行正向计算得到的出口速度大于设置值，则进行反向计算，确定需要怎样的入口状态才能实现出口状态的设置值，若本段入口状态不能满足本段出口状态设置值，则更新上一限速段的出口状态并进行反向计算，直到能够实现出口状态的限速段为止。可见，在本实施例中，通过入口状态反馈实现了限速约束，解决了牵引计算的连续性问题。

由上述分析可知，对难点二的解决关键在于能有效引入操纵约束，使得只要速度能实现连续就能保证操纵合法，这一点可以通过引入标准操纵曲线结合原有的列车操纵要求(加速度约束)来实现。为了解决难点二，在步骤107中，若计算出的列车入口速度的反向上限值不小于当前设置的列车在本限速段中的入口速度，则还可以如图2所示，包括以下步骤：

步骤1071，预测列车在本限速段中进行操纵工况转换的第一端点；

步骤1072，根据列车在所述第一端点的速度和操纵位、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的限速、本限速段的线路参数及列车基础参数进行正向或反向操纵工况转换计算，得到与所述第一端点对应的操纵工况转换的第二端点处的列车状态；

步骤1073，判断步骤1072得到的第二端点处列车的速度与当前记录的第二端点处的列车的速度是否充分接近，若是，进行步骤1074；否则返回步骤1071重新预测所述第一端点；

在本步骤中，判断计算得到的所述第二端点处列车的速度与当前记录的速度是否充分接近的方法可以为：预设一个阈值，判断上述两个速度的差值是否在设定阈值内，若是，则确定该两个速度充分接近。

步骤1074，确定所述预测的第一端点或所述计算出的第二端点为列车在本限速段中进行操纵工况转换的起点，更新位于第一端点和第二端点之间的预定里程对应的列车状态。

在上述流程中，所述第一端点可以为进行操纵工况转换的起点或终点，所述第二端点为与所述第一端点相应的进行操纵工况转换的终点或起点，即，当第一端点为起点时，第二端点为终点；当第一端点为终点时，第二端点为起点。

在获得进行操纵工况转换的起点后，可以用于自动操纵列车，也可以用于对列车的驾驶员进行提醒。

为了将各限速段的处理描述得更加清楚，可以用编号n(0＜n≤N，其中N为总的限速段的数量)来标识限速段。则本实施例中，除了根据各限速段的限速设置列车在各限速段中的入口状态的初始值、出口速度的初始值，所述入口状态包括入口速度、入口操纵工况，设置列车在各限速段中的入口速度的初始值和出口状态的初始值之外，还设置n的初始值为1，在完成初始化之后，列车的自动牵引方法可以如图3所示，包括如下步骤：

步骤201，判断是否n≤N，若是，进行步骤202，否则，直接结束；

步骤202，根据当前设置的在本限速段的入口状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态进行记录；

步骤203，判断计算出的列车出口速度的正向上限值是否大于当前设置的列车在本限速段中的出口速度，若是，进行步骤205，否则，进行步骤204；

步骤204，将本限速段的出口速度和下一段的入口速度设置为计算出的出口速度的正向上限值及其对应的操纵位，然后将n值加1，进行步骤201；

步骤205，根据当前设置的在本限速段的出口状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位；

步骤206，判断计算出的列车入口速度的反向上限值是否小于当前设置的列车在本限速段中的入口速度，若是，进行步骤207，否则，将n值加1，段进行步骤208；

步骤207，设置列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，并将n值减1，进行步骤201；

步骤208，将本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，并令上一限速段进行步骤201；

由于有了上述自动牵引方法，就可以对不同的开行方案分别进行自动牵引计算，完成总体评估。

以京沪高速为例，不同条件下的自动牵引计算结果如表1、表2所示，其中表1示出了京沪高速铁路在350km/h限速条件下的计算结果：

表1

表2示出了京沪高速铁路在380km/h限速条件下的计算结果：

可以看到：所有开行方案的计算耗时不大于90秒，速度快；原型车在350km/h限速下，动力配置较好，完全可以不考虑带电过分相的设计方案，以降低京沪高速的造价；若需要进行380km/h开行，高速列车的动力需要增加20％以上，才能较好满足动力需求。

实施例二

在本实施例中的列车的自动牵引装置，如图4，包括存储模块301、正向计算模块302、第一判断模块303、反向计算模块304、第二判断模块305，其中：

所述存储模块301，保存列车基础参数、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、线路参数及列车在各限速段的限速，并用于保存各预定里程的列车状态，在各限速段的入口处和出口处的列车状态的初始值根据各限速段的限速设置，所述预定里程包括各限速段的出入口处，所述列车状态包括对应里程的列车速度及操纵位；

所述正向计算模块302，用于根据所述存储模块301中当前设置的在本限速段的入口状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态记录到所述存储模块301；

所述第一判断模块303，用于判断所述正向计算模块302计算出的列车出口速度的正向上限值是否大于所述存储模块301中当前设置的列车在本限速段中的出口速度，若是，通知所述反向计算模块304对本限速段进行操作，否则，将所述存储模块301中本限速段的出口状态和下一段的入口状态设置为计算出的出口速度的正向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块302对下一限速段进行操作；

所述反向计算模块304，用于根据所述存储模块301中当前设置的在本限速段的出口状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，所述反向计算模块304与正向计算模块302不同的是反向计算模块不考虑限速约束；

所述第二判断模块305，用于判断所述反向计算模块304计算出的列车入口速度的反向上限值是否小于所述存储模块中301当前设置的列车在本限速段中的入口速度，若是，设置所述存储模块301中列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块302对上一限速段进行操作，否则，将所述存储模块301中的本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块302对下一限速段进行操作。

所述存储模块301在保存各预定里程的列车状态时，可以以里程(公里标)为索引，而记录的内容可以只是里程、列车速度和操纵位，也可以进一步记录以下内容中的一个或者任意组合：时间、加速度、动力(牵引力或者制动力)、基本阻力、附加坡道阻力、附加曲线阻力、附加隧道阻力、功率。

进一步地，对应于实施例一中的图2，上述装置还可以包括：

端点预测模块，用于预测列车在本限速段中进行操纵工况转换的第一端点；

转换计算模块，用于根据列车在所述端点预测模块预测的第一端点的速度和操纵工况、列车的标准操纵曲线、本限速段的限速及本限速段的地理参数进行正向或反向操纵工况转换计算，得到与所述第一端点对应的操纵工况转换的第二端点处的列车状态；

第三判断模块，判断所述转换计算模块计算得到的所述第二端点处列车的速度与当前在所述存储模块301中存储的第二端点处的列车的速度是否充分接近，若是，则更新所述存储模块301中位于第一端点和第二端点之间的预定里程对应的列车状态，否则，通知所述端点预测模块重新预测所述第一端点；

所述第二判断模块305在计算出的列车入口速度的反向上限值不小于当前设置的列车在本限速段中的入口速度时，触发所述端点预测模块。

进一步地，上述装置还可以包括：

列车操纵模块，用于根据所述存储模块保存的列车操纵曲线或速度曲线对列车进行自动操纵。

综上所述，在本发明实施例提供的技术方案中，若根据列车在本限速段的入口状态进行正向计算得到的出口速度大于设置值，则进行反向计算，确定需要怎样的入口状态才能实现出口状态的设置值，若本段入口状态不能满足本段出口状态设置值，则更新上一限速段的出口状态并进行反向计算，直到能够实现出口状态的限速段为止。可见，在本发明实施例中，通过入口状态反馈实现了限速约束，解决了牵引计算的连续性问题，并且，保证了计算得到的结果是合法的，是从物理上可实现的。为线路、供电、列车、开行方案、操纵图的设计研究提供了快速、有效手段，也为进一步的自动驾驶研究创造了条件，具有重要工程意义。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种连续可控类列车的自动牵引方法，其特征在于，根据各限速段的限速设置列车在各限速段中的入口处和出口处的列车状态的初始值，列车状态包括对应里程的列车速度及操纵位，所述方法包括：

a.根据当前设置的在本限速段的入口处的列车状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态进行记录，所述预定里程包括本限速段的出口处，判断计算出的本限速段出口处的列车速度的正向上限值是否大于当前设置的在本限速段中的出口处的列车速度，若是，进行步骤b，否则，将本限速段的出口处的列车状态和下一限速段的入口处的列车状态设置为计算出的本限速段出口处的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，令下一限速段进行步骤a；

b.根据当前设置的在本限速段的出口处的列车状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，所述预定里程包括本限速段的入口处，判断计算出的本限速段入口处的列车速度的反向上限值是否小于当前设置的在本限速段中的入口处的列车速度，若是，设置列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，并令所述上一限速段进行步骤a，否则，将本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，令下一限速段进行步骤a。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中，若计算出的本限速段入口处的列车速度的反向上限值不小于当前设置的在本限速段中的入口处的列车速度，则所述方法还包括：

c.预测列车在本限速段中进行操纵工况转换的第一端点；

d.根据列车在所述第一端点的速度和操纵位、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的限速、本限速段的线路参数及列车基础参数进行正向或反向操纵工况转换计算，得到与所述第一端点对应的操纵工况转换的第二端点处的列车状态，若计算得到的所述第二端点处列车的速度与步骤a或b中记录或更新的列车速度及其对应的操纵位中第二端点处的列车的速度充分接近，则更新位于第一端点和第二端点之间的预定里程对应的列车状态；否则返回步骤c重新预测所述第一端点；

其中，所述第一端点为进行操纵工况转换的起点，所述第二端点为与所述第一端点相应的进行操纵工况转换的终点；或者，所述第一端点为进行操纵工况转换的终点，所述第二端点为与所述第一端点相应的进行操纵工况转换的起点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤d中，根据计算得到的所述第二端点处列车的速度与步骤a或b中记录的计算结果中第二端点处列车速度的差值是否在设定阈值内确定所述两个速度是否充分接近。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，根据当前设置的在本限速段中的入口处的列车状态、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的限速、本限速段的线路参数及列车基础参数进行正向牵引计算确定所述各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，根据当前设置的本限速段中的出口处的列车状态、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的线路参数及列车基础参数进行反向制动计算确定所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置各限速段中的入口处和出口处的列车状态的初始值时，列车速度取对应里程相邻两个限速段的限速中的较小值，操纵位取为零位。

7.一种连续可控类列车的自动牵引装置，其特征在于，包括存储模块、正向计算模块、第一判断模块、反向计算模块、第二判断模块，其中：

所述存储模块，用于保存列车基础参数、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、线路参数及列车在各限速段的限速，并用于保存各预定里程的列车状态，在各限速段的入口处和出口处的列车状态的初始值根据各限速段的限速设置，所述预定里程包括各限速段的出入口处，所述列车状态包括对应里程的列车速度及操纵位；

所述正向计算模块，用于根据所述存储模块中当前设置的在本限速段的入口处的列车状态计算本限速段中各预定里程对应的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，并将所述正向上限值及其对应的操纵位作为所述各预定里程的列车状态记录到所述存储模块；

所述第一判断模块，用于判断所述正向计算模块计算出的出口处的列车速度的正向上限值是否大于所述存储模块中当前设置的在本限速段中的出口处的列车速度，若是，通知所述反向计算模块对本限速段进行操作，否则，将所述存储模块中本限速段的出口处的列车状态和下一限速段的入口处的列车状态设置为计算出的本限速段出口处的列车速度的正向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块对下一限速段进行操作；

所述反向计算模块，用于根据所述存储模块中当前设置的在本限速段的出口处的列车状态计算本限速段中所述各预定里程对应的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位；

所述第二判断模块，用于判断所述反向计算模块计算出的本限速段入口处的列车速度的反向上限值是否小于所述存储模块中当前设置的在本限速段中的入口处的列车速度，若是，设置所述存储模块中列车在上一限速段的出口处的状态为本限速段的入口处的列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块对上一限速段进行操作，否则，将所述存储模块中的本限速段中计算出的列车速度的反向上限值小于正向上限值的预定里程对应的列车状态更新为列车速度的反向上限值及其对应的操纵位，通知所述正向计算模块对下一限速段进行操作。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

端点预测模块，用于预测列车在本限速段中进行操纵工况转换的第一端点；

转换计算模块，用于根据列车在所述端点预测模块预测的第一端点的速度和操纵位、列车操纵要求、列车标准操纵曲线、本限速段的限速、本限速段的线路参数及列车基本参数进行正向或反向操纵工况转换计算，得到与所述第一端点对应的操纵工况转换的第二端点处的列车状态；

第三判断模块，判断所述转换计算模块计算得到的所述第二端点处列车的速度与当前在所述存储模块中存储或更新的列车速度及其对应的操纵位中第二端点处的列车的速度是否充分接近，若是，则更新所述存储模块中位于第一端点和第二端点之间的预定里程对应的列车状态，否则，通知所述端点预测模块重新预测所述第一端点；

所述第二判断模块在计算出的本限速段入口处的列车速度的反向上限值不小于当前设置的在本限速段中的入口处的列车速度时，触发所述端点预测模块；

其中，所述第一端点为进行操纵工况转换的起点，所述第二端点为与所述第一端点相应的进行操纵工况转换的终点；或者，所述第一端点为进行操纵工况转换的终点，所述第二端点为与所述第一端点相应的进行操纵工况转换的起点。

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