CN101927768A - 一种搜索列车牵引计算制动点、加速点及惰行点的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种搜索列车牵引计算制动点的方法，所述方法包括：搜索得到列车运行区间内限速值由大变小的点；依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应的理想制动点；所述计算过程包括：获取所述限速值由大变小的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；根据列车运行采用的实际牵引策略，结合计算得到的里程值和速度值，计算该运行区段的实际运行曲线；对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想制动点。本发明还提供一种搜索列车牵引计算加速点、及惰行点的方法。采用本发明实施例所述方法，能够有效提高列车牵引计算的准确性和计算效率。

Description

一种搜索列车牵引计算制动点、加速点及惰行点的方法

技术领域

本发明涉及列车牵引计算领域，特别是涉及一种搜索列车牵引计算制动点、加速点及惰行点的方法。

背景技术

列车牵引计算是专门研究列车在外力的作用下沿轨道运行及其有关问题的实用学科。它以力学为基础，以科学实验和先进的操控经验为依据，分析列车运行过程中的各种现象和原理，并用以解算列车运营和设计上的一些技术问题和经济问题。例如，列车运行速度和运行时间、列车耗能等。

列车牵引策略是在列车运行过程中，操纵列车的方法。快速牵引策略是最简单的一种策略。快速牵引策略要让列车以最短的时间走完整个区间，需要尽可能的发挥列车的牵引能力和制动能力，使列车的运行能力发挥到最大。因此，列车采用最大牵引力和最大制动力。当列车达到限速值时，采用限速匀速行驶。

当采用快速牵引策略时，列车在一个区间内的运行过程如图1所示。图1中所示坐标系中，其横坐标为列车的里程，纵坐标为列车的速度，整个区间只有一个限速值80公里/小时。列车从起点以最大牵引力加速，速度从零加速至80公里/小时，然后以80公里/小时匀速运行至限速点，再以最大制动力进站，开始减速，当速度减至零时，列车正好到达此区间的终点。

现有技术中，列车牵引计算的基本流程如图2所示，其具体包括以下步骤：

步骤S201：判断列车的状态，确定列车所受的合力；

列车牵引策略的主要状态包括：牵引、匀速、惰行、制动。

所述牵引，指列车产生正向作用力，做加速运动；所述匀速，指列车受力平衡，做匀速运动；所述惰行，指列车不产生任何作用力，完全靠惯性运动；所述制动，指列车产生反向作用力，做减速运动。

步骤S202：利用列车牵引计算方法计算列车每个步长的状态；

常用的列车牵引计算方法有两种：一为以时间为基本步长；二为以里程为基本步长。

(a)以时间为基本步长时，其计算公式如式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}a=f/m\\ s=s+v\×\mathrm{\Δt}+0.5\×a\×{\mathrm{\Δt}}^2\\ v=v+a\×\mathrm{\Δt}\\ t=t+\mathrm{\Δt}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中：m表示列车的质量；f表示列车所受的合力；a表示列车的加速度；s表示列车的里程；v表示列车的速度；t表示列车运行的时间；Δt表示时间的基本步长。

(b)以里程为基本步长时，其计算公式如式(2)：

$\left\{\begin{array}{c}a=f/m\\ v1=\sqrt{v^2+2\×a\×\mathrm{\Δs}}\\ t=t+2\×\mathrm{\Δs}/(v+v1)\\ v=v1\\ s=s+\mathrm{\Δs}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中：m表示列车的质量；f表示列车所受的合力；a表示列车的加速度；s表示列车的里程；v表示列车的速度；t表示列车运行的时间；Δs表示里程的基本步长。

步骤S203：判断列车是否运行到终点，如果是，结束流程；如果否，返回步骤S201。

在图1中有两个点，一为牵引结束点，二为进站制动点，可以指示列车的状态。从出站点至牵引结束点，列车处于牵引状态；从牵引结束点至进站制动点，列车处于匀速状态；从进站制动点至进站点，列车处于制动状态。

因此，在进行列车牵引计算之前，需要根据线路条件，对上述指示列车状态的点进行搜索。对应于列车运行的主要状态，所述指示列车状态的点包括制动点、加速点、以及惰行点。例如，当列车在某区段限速值由大变小时，需要找到一个限速制动点，指示列车提前制动，使列车运行至该区段终点时速度为下一区段的限速值；否则，列车进入该区段时会超速行驶。

现有技术中，一般采用试凑方法搜索列车的制动点、加速点、以及惰行点等特征点，其计算效率比较低、计算结果不精确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种搜索列车牵引计算制动点、加速点、及惰行点的方法，能够有效提高列车牵引计算的准确性和计算效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种搜索列车牵引计算制动点的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：搜索得到列车运行区间内限速值由大变小的点；

步骤B：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应的理想制动点；

所述计算过程具体包括：

步骤B1：获取所述限速值由大变小的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；

步骤B2：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤B1中得到的里程值和限速值，计算该运行区段的实际运行曲线；

步骤B3：对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想制动点。

优选地，所述步骤B3具体包括：

步骤B31：取该运行区段的中点作为制动点；

步骤B32：结合所述实际运行曲线进行制动正向试算，计算得到列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值；

步骤B33：判断所述列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述制动点与该区段终点的中点作为制动点，返回步骤B32，进行制动正向试算，如果否，进入步骤B34；

步骤B34：判断所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述制动点的中点作为制动点，返回步骤B32，进行制动正向试算；如果否，所述制动点即为该区段的理想制动点。

优选地，在步骤B2和步骤B3之间，进一步包括：

步骤B4：根据所述实际运行曲线获取该区段终点的实际速度值，判断所述终点的实际速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，进入步骤B3；如果否，对下一限速值由大变小的点进行计算。

优选地，在步骤B之后进一步包括：

依次对紧邻的两个限速值由大变小的点对应区段的理想制动点进行比较，当出现后一区段的理想制动点位置比前一区段的理想制动点的位置靠前时，将前一区段的理想制动点去除不计。

本发明还提供了一种搜索列车牵引计算加速点的方法，所述方法包括：

步骤A：搜索得到列车运行区间内限速值由小变大的点；

步骤B：依次对所述限速值由小变大的点进行计算，得到每个点对应的理想加速点；

所述计算过程具体包括：

步骤B1：获取所述限速值由小变大的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；

步骤B2：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤B1中得到的里程值和限速值，计算该运行区段的实际运行曲线；

步骤B3：对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想加速点。

优选地，所述步骤B3具体包括：

步骤B31：取该运行区段的中点作为加速点；

步骤B32：结合所述实际运行曲线进行加速正向试算，计算得到列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值；

步骤B33：判断所述列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述加速点与该区段终点的中点作为加速点，返回步骤B32，进行加速正向试算，如果否，进入步骤B34；

步骤B34：判断所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否小于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述加速点的中点作为加速点，返回步骤B32，进行加速正向试算；如果否，所述加速点即为该区段的理想加速点。

本发明还提供了一种搜索列车牵引计算惰行点的方法，所述方法包括：

步骤A：搜索得到列车运行区间内限速值由大变小的点；

步骤B：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应的理想惰行点；

所述计算过程具体包括：

步骤B1：获取所述限速值由大变小的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；

步骤B2：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤B1中得到的里程值和限速值，计算该运行区段的实际运行曲线；

步骤B3：对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想惰行点。

优选地，所述步骤B3具体包括：

步骤B31：取该运行区段的中点作为惰行点；

步骤B32：结合所述实际运行曲线进行惰行正向试算，计算得到列车惰行至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值；

步骤B33：判断所述列车惰行至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述惰行点与该区段终点的中点作为惰行点，返回步骤B32，进行惰行正向试算，如果否，进入步骤B34；

步骤B34：判断所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述惰行点的中点作为惰行点，返回步骤B32，进行惰行正向试算；如果否，所述惰行点即为该区段的理想惰行点。

优选地，在步骤B2和步骤B3之间，进一步包括：

步骤B4：根据所述实际运行曲线获取该区段终点的实际速度值，判断所述终点的实际速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，进入步骤B3；如果否，对下一限速值由大变小的点进行计算。

优选地，在步骤B之后进一步包括：

依次对紧邻的两个限速值由大变小的点对应区段的理想惰行点进行比较，当出现后一区段的理想惰行点位置比前一区段的理想惰行点的位置靠前时，将前一区段的理想惰行点去除不计。

优选地，当步骤B34的判断结果为是时、在取该区段起点与所述惰行点的中点作为惰行点返回步骤B32之前，进一步包括：

判断所述惰行点是否为该区段起点，如果是，停止搜索该区段惰行点，转为搜索该区段的牵引计算制动点。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例所述方法，根据列车运行区间内限速值变化点的个数将整个列车的运行区间分成一个个限速区段，逐一进行处理。对每一区段根据列车实际牵引策略计算得到列车的实际运行曲线，以所述实际运行曲线为基准采用折中搜索算法得到每一区段对应的理想制动点、加速点、以及惰行点。采用本发明所述方法，其搜索过程高效、计算结果准确。

附图说明

图1为采用快速牵引策略时，列车在一个区间内的运行曲线；

图2为现有技术的列车牵引计算流程图；

图3为本发明第一实施例的搜索列车牵引计算制动点的方法流程图；

图4为列车运行某区间的限速曲线；

图5为第一实施例中列车在区段(1200m，1400m)的实际运行曲线；

图6为第一种情况时列车的实际运行曲线；

图7为第二种情况时列车的实际运行曲线；

图8为本发明第二实施例的搜索列车牵引计算制动点的方法流程图；

图9为本发明第三实施例的搜索列车牵引计算加速点的方法流程图；

图10为第三实施例中列车在区段(500m，1000m)的实际运行曲线；

图11为本发明第四实施例的搜索列车牵引计算惰行点的方法流程图；

图12为本发明第五实施例的搜索列车牵引计算惰行点的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例所述方法，根据列车运行区间内限速值变化点的个数将整个列车的运行区间分成一个个限速区段，逐一进行处理。对每一区段根据列车实际牵引策略计算得到列车的实际运行曲线，以所述实际运行曲线为基准采用折中搜索算法得到每一区段对应的理想制动点、加速点、以及惰行点。采用本发明所述方法，其搜索过程高效、计算结果准确。

参照图3和图4，图3为本发明第一实施例的搜索列车牵引计算制动点的方法流程图；图4为列车运行某区间的限速曲线。

关于制动点的搜索具体包括以下步骤：

步骤S301：搜索列车运行区间内限速值的变化点，得到限速值由大变小的点。

以图4所示的列车在某一运行区间内的限速曲线为例进行说明。列车的一个运行区间是由多个运行区段组成的，每个区段都有不同的限速值，如图4，需要对每个限速区段按次序逐一处理，分别搜索该区段的制动点。

图4中，限速值由小变大的点是需要加速的点，例如0m、1000m、1200m、1500m。限速值由大变小的点时需要制动的点，如500m、1400m、2000m、2642m。

当搜索制动点时，将上述加速点去除，只需考虑需要制动的点，即限速值由大变小的点。以图4为例，列车在该运行区间内具有4个限速值由大变小的点。

步骤S302：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应区段的理想制动点，并保存计算数据。

所述理想制动点的计算过程具体如下所述：

步骤S302A：取该运行区间内的一个限速值由大变小的点，确定该点所属的制动运行区段，分别获取该点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值。

仍以图4为例，假设取该区间一个限速值由大变小的点为1400m，其对应的制动运行区段为(1200m，1400m)。根据运行曲线可知：该运行区段起点的里程为1200m、限速为76km/h；终点的里程为1400m、限速为72km/h；该区段限速值为80km/h。

步骤S302B：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤S302A中得到的里程值和限速值，计算该制动运行区段的实际运行曲线。

关于列车运行曲线的计算方法，在现有技术中已经比较成熟，在这里不做详细介绍。

步骤S302C：对步骤S302B中计算得到的实际运行曲线采用折中搜索方法，搜索得到该区段的理想制动点，并保存计算数据。

所述折中搜索方法具体包括以下步骤：

步骤S302C_1：取该制动运行区段的中点作为制动点，通过实际运行曲线得到该点的里程值和速度值。

假设步骤S302B中，根据实际采用的牵引策略计算得到的限速值由大变小点1400m对应区段(1200m，1400m)的运行曲线如图5所示。

该区段中点为1300m，以此点作为折中搜索的起始点，即制动点。根据图5所示运行曲线得到该点的里程值和速度值。

步骤S302C_2：以所述制动点进行制动的正向试算，计算得到列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值。

仍以图5为例，由步骤S302A可知，该运行区段起点的里程为1200m、限速为76km/h；终点的里程为1400m、限速为72km/h；该区段限速值为80km/h。

当列车处于制动状态时，列车牵引力为负值，此时列车所受合力为负，做减速运动。

以所述中点作为制动点进行制动的正向试算，由步骤S302C_1可以得到，所述制动点的速度值和里程值。

A、所述列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是指：列车以制动点为起始点做减速运动，当速度减至该区段终点速度72km/h时，列车所达到的里程值。

B、所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是指：列车以制动点速度为起始点做减速运动，当列车运行至该区段终点1400m时的速度值。

常用的列车牵引计算方法有两种：一为以时间为基本步长；二为以里程为基本步长。

(a)以时间为基本步长时，其计算公式如式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}a=f/m\\ s=s+v\×\mathrm{\Δt}+0.5\×a\×{\mathrm{\Δt}}^2\\ v=v+a\×\mathrm{\Δt}\\ t=t+\mathrm{\Δt}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中：m表示列车的质量；f表示列车所受的合力；a表示列车的加速度；s表示列车的里程；v表示列车的速度；t表示列车运行的时间；Δt表示时间的基本步长。

其中，列车的质量m为已知；列车此时所受合力可以根据实际牵引策略得到，由此计算得到列车此时的加速度a；时间的基本步长Δt预先设定。

以所述中点作为制动点进行制动的正向试算，则此时列车牵引力为负值。

(b)以里程为基本步长时，其计算公式如式(2)：

$\left\{\begin{array}{c}a=f/m\\ v1=\sqrt{v^2+2\×a\×\mathrm{\Δs}}\\ t=t+2\×\mathrm{\Δs}/(v+v1)\\ v=v1\\ s=s+\mathrm{\Δs}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中：m表示列车的质量；f表示列车所受的合力；a表示列车的加速度；s表示列车的里程；v表示列车的速度；t表示列车运行的时间；Δs表示里程的基本步长。

其中，列车的质量m为已知；列车此时所受合力可以根据实际牵引策略得到，由此计算得到列车此时的加速度a；时间的基本步长Δs预先设定。

步骤S302C_3：判断计算得到的所述列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，说明制动早了，需要将制动点后移，取所述制动点与该区段终点的中点作为制动点，返回步骤S302C_2，进行制动的正向试算，如果否，进入步骤S302C_4。

例如，假设通过步骤S302C_2的计算得到列车速度为72km/h时达到的里程值为1380m，小于该区段终点里程值1400m，此时取所述制动点1300m与该区段终点1400m的中点1350m为下一试算制动点，重复试算过程。

步骤S302C_4：判断计算得到的所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，说明制动晚了，需要将制动点前移，取该区段起点与所述制动点的中点作为制动点，返回步骤S302C_2，进行制动的正向试算；如果否，所述制动点即为该区段的理想制动点。

例如，假设通过步骤S302C_2的计算得到列车运行至该区段终点1400m时，其速度值仍未减到72km/h，此时取该区段起点1200与所述制动点1300m的中点1250m为下一试算制动点，重复试算过程。

如此反复试算，直至找到一点正好使列车运行至该区段的终点里程时、速度正好减为终点限速值，此点即为该区段的理想制动点，保存计算数据。

采用本发明实施例所述方法，根据列车运行区间内限速点的个数将整个列车的运行区间分成一个个限速区段，逐一进行处理。对每一区段根据列车实际牵引策略计算得到列车的实际运行曲线，以所述实际运行曲线为基准采用折中搜索算法得到每一区段对应的理想制动点。本发明所述方法搜索过程高效、结果准确。

由于列车的实际运行情况比较复杂，其实际运行曲线并不完全如图5所示，还包括下述两种特殊情况。

第一种情况为：对某一区段，根据列车的实际牵引策略计算得到列车运行至该区段终点时，其实际速度仍未达到该区段终点的限速值。

仍以图4中区段(1200，1400)为例进行说明，假设其实际运行曲线如图6所示。

由图6可知，区段(1200，1400)的起点限速值为80km/h、终点限速值为72km/h。但是根据列车的实际牵引策略计算得到的列车实际运行曲线表明，如图6所示，当列车运行至该区段的终点1400km时，其速度仍低于列车在该区段终点1400的限速值72km/h。在这种情况下，对于该限速点1200km对应的区段(1200，1400)不需要进行制动，即此限速点没有对应的制动点。

第二种情况为：当遇到连续的限速值由大变小的点时，若后面限速点对应的制动点位置比前面限速点对应的制动点位置靠前的情况。

以图7所示的列车实际运行曲线为例进行说明。如图7所示，假设有两个连续的需要制动的区间(2400，2600)和(2600，2640)。区段(2400，2600)起点限速值为80km/h、终点限速值为72km/h；区段(2600，2640)起点限速值为72km/h、终点限速值为0。

假设通过本发明所述折中搜索算法得到的两区段的理想制动点分别为S1和S2(见图中7所示)。S1里程值为2580km，S2里程值为2440km。可知，第二区段(2600，2640)的理想制动点S2位置比第一区段(2400，2600)的理想制动点S1的位置靠前。这种情况说明第一区段(2400，2600)的理想制动点S1没有起作用，可以将S1去除。

因此，在本发明实施例所述方法搜索结束时，需要对各个区段计算得到的理想制动点的里程值进行比较，如果后面区段对应的理想制动点位置比前面区段对应的理想制动点位置靠前，则将前面区段对应的理想制动点去除。

参照图8，为本发明第二实施例的搜索列车牵引计算制动点的方法流程图。本发明第二实施例所述方法能够解决上述两种特殊情况下的制动点搜索问题。

关于制动点的搜索具体包括以下步骤：

步骤S801：搜索列车运行区间内限速值的变化点，得到限速值由大变小的点。

步骤S802：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应区段的理想制动点，并保存计算数据。

所述理想制动点的计算过程具体如下所述：

步骤S802A：取该运行区间内的一个限速值由大变小的点，确定该点所属的制动运行区段，分别获取该点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值。

步骤S802B：根据列车运行采用的实际牵引策略，计算该制动运行区段的实际运行曲线。

步骤S802C：根据所述实际运行曲线获取该区段起点的实际速度值，判断所述起点的实际速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，进入步骤S802D；如果否，进入步骤S803。

通过步骤S802C，对某一区段，根据列车的实际牵引策略计算得到列车运行至该区段起点时，其实际速度仍未达到该区段终点的限速值，此时说明该区段不需要进行制动，不需对该区段进行理想制动点的搜索计算，直接进入下一区段的计算。由此，能够解决第一种特殊情况下的制动点搜索问题。

步骤S802D：对步骤S802B中计算得到的实际运行曲线采用折中搜索方法，搜索得到该区段的理想制动点，并保存计算数据。

所述折中搜索方法具体步骤与实施例一中所述相同。

步骤S803：判断步骤S801中搜索得到的所有限速值由大变小的点是否计算完毕，如果是，进入步骤S804；如果否，返回步骤S802。

步骤S804：依次对紧邻的两个限速值由大变小的点对应区段的理想制动点进行比较，当出现后一区段的理想制动点位置比前一区段的理想制动点的位置靠前时，将前一区段的理想制动点去除不计。

通过步骤S804中依次对紧邻两个需要制动的区段计算得到的理想制动点的里程值进行比较，如果后面区段对应的理想制动点位置比前面区段对应的理想制动点位置靠前，则将前面区段对应的理想制动点去除。由此，能够解决第二种特殊情况下的制动点搜索问题。

本发明实施例二所述方法，根据列车运行区间内限速点的个数将整个列车的运行区间分成一个个限速区段，逐一进行处理。对每一区段根据列车实际牵引策略计算得到列车的实际运行曲线，以所述实际运行曲线为基准采用折中搜索算法得到每一区段对应的理想制动点。本发明所述方法搜索过程高效、结果准确。同时，还能对列车实际运行过程中出现的两种特殊情况进行处理，进一步增强了列车制动点搜索的准确性。

同时，本发明还提供了一种搜索列车牵引计算加速点的方法。

参照图9，为本发明第三实施例的搜索列车牵引计算加速点的方法流程图。

关于加速点的搜索具体包括以下步骤：

步骤S901：搜索列车运行区间内限速值的变化点，得到限速值由小变大的点。

仍以图4所示的列车在某一运行区间内的限速曲线为例进行说明。列车的一个运行区间是由多个运行区段组成的，每个区段都有不同的限速值，如图4，需要对每个限速区段按次序逐一处理，分别搜索该区段的制动点。

图4中，限速值由小变大的点是需要加速的点，例如0m、1000m、1200m、1500m。列车在该运行区间内具有4个限速值由小变大的点。其中，在实际计算中，对于0m，可以直接进行加速，不需要搜索加速点。

步骤S902：依次对所述限速值由小变大的点进行计算，得到每个点对应区段的理想加速点，并保存计算数据。

所述理想加速点的计算过程具体如下所述：

步骤S902A：取该运行区间内的一个限速值由小变大的点，确定该点所属的加速运行区段，分别获取该点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值。

仍以图4为例，假设取该区段一个限速值由小变大的点为1000m，其对应的加速运行区段为(500m，1000m)。根据运行曲线可知：该运行区段起点的里程为500m、限速值为72km/h；终点的里程为1000m、限速值为76km/h；该区段限速值为72km/h。

步骤S902B：根据列车运行采用的实际牵引策略，计算该加速运行区段的实际运行曲线。

步骤S902C：对步骤S902B中计算得到的实际运行曲线采用折中搜索方法，搜索得到该区段的理想加速点，并保存计算数据。

所述折中搜索方法具体包括以下步骤：

步骤S902C_1：取该加速运行区段的中点作为加速点，通过运行曲线得到该点的里程值和速度值。

假设步骤S902B中，根据实际采用的牵引策略计算得到的限速点1000m对应区段(500m，1000m)的运行曲线如图10所示。

该区段中点为750m，以此点作为折中搜索的起始点，即加速点。根据图10所示运行曲线可以得到该点的里程值和速度值。

步骤S902C_2：以所述加速点进行加速的正向试算，计算得到列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值。

仍以图10为例，由步骤902A可知，该运行区段起点的里程为500m、速度为72km/h；终点的里程为1000m、速度为76km/h；该区段限速值为72km/h。

当列车处于加速状态时，列车牵引力为正值，此时列车所受合力为正，做加速运动。

以所述中点作为加速点进行加速的正向试算，由步骤S902C_1可以得到所述加速点的速度值和里程值。

A、所述列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是指：列车以加速点为起始点，做加速运动，当速度加至该区段终点速度76km/h时，列车所达到的里程值。

B、所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是指：列车以加速点速度为起始点，做加速运动，当列车运行至该区段终点1000m时的速度值。

其具体的列车牵引计算过程与本发明实施例一中所述计算过程相同，可以分别采用以时间为基本步长和以里程为基本步长两种计算方法。

步骤S902C_3：判断计算得到的所述列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，说明加速早了，需要将加速点后移，取所述加速点与该区段终点的中点作为加速点，返回步骤S902C_2，进行加速的正向试算，如果否，进入步骤902C_4。

例如，假设通过步骤S902C_2的计算得到列车速度为76km/h时达到的里程值为980m，小于该区段终点里程值1000m，此时取所述加速点750m与该区段终点1000m的中点875m为下一试算加速点，重复试算过程。

步骤S902C_4：判断计算得到的所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否小于该区段终点限速值，如果是，说明加速晚了，需要将加速点前移，取该区段起点与所述加速点的中点作为加速点，返回步骤S902C_2，进行加速的正向试算；如果否，所述加速点即为该区段的理想加速点。

例如，假设通过步骤S902C_2的计算得到列车运行至该区段终点1000m时，其速度值仍未加到76km/h，此时取该区段起点500m与所述加速点750m的中点625m为下一试算加速点，重复试算过程。

如此反复试算，直至找到一点正好使列车运行至该区段的终点里程时、速度正好加速为终点限速值，此点即为该区段的理想加速点，保存计算数据。

采用本发明实施例三所述方法，根据列车运行区间内限速点的个数将整个列车的运行区间分成一个个限速区段，逐一进行处理。对每一区段根据列车实际牵引策略计算得到列车的实际运行曲线，以所述实际运行曲线为基准采用折中搜索算法得到每一区段对应的理想加速点。本发明所述方法搜索过程高效、结果准确。

同时，本发明还提供了一种搜索列车牵引计算惰行点的方法。

参照图11，为本发明第四实施例的搜索列车牵引计算惰行点的方法流程图。

关于惰行点的搜索具体包括以下步骤：

步骤S1101：搜索列车运行区间内限速值的变化点，得到限速值由大变小的点。

步骤S1102：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应区段的理想惰行点，并保存计算数据。

所述理想惰行点的计算过程具体如下所述：

步骤S1102A：取该运行区间内的一个限速值由大变小的点，确定该点所属的惰行运行区段，分别获取该点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值。

步骤S1102B：根据列车运行采用的实际牵引策略，计算该惰行运行区段的实际运行曲线。

步骤S1102C：对步骤S1102B中计算得到的实际运行曲线采用折中搜索方法，搜索得到该区段的理想惰行点，并保存计算数据。

所述折中搜索方法具体包括以下步骤：

步骤S1102C_1：取该加速运行区段的中点作为惰行点，通过运行曲线得到该点的里程值和速度值。

步骤S1102C_2：以所述惰行点进行惰行的正向试算，计算得到列车惰行至该区段终点限速时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值。

当列车处于惰行状态时，列车牵引力为0，此时列车所受合力均由列车所受外力合成，例如上坡、下坡、摩擦力等，列车做自由运动。

以所述中点作为惰行点进行惰行的正向试算。

A、所述列车惰行至该区段终点限速时达到的理论里程值是指：列车以惰行点为起始点，牵引力为0，完全在外力作用下做自由运动，当速度变化至该区段终点限速时，列车所达到的里程值。

B、所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是指：列车以惰行点速度为起始点，牵引力为0，完全在外力作用下做自由运动，当列车运行至该区段终点时的速度值。

其具体的列车牵引计算过程与本发明实施例一中所述计算过程相同，可以分别采用以时间为基本步长和以里程为基本步长两种计算方法。

步骤S1102C_3：判断计算得到的所述列车惰行至该区段终点限速时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述惰行点与该区段终点的中点作为惰行点，返回步骤S1102C_2，进行惰行的正向试算，如果否，进入步骤1102C_4。

步骤S1102C_4：判断计算得到的所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述惰行点的中点作为惰行点，返回步骤S1102C_2，进行惰行的正向试算；如果否，所述惰行点即为该区段的理想惰行点。

如此反复试算，直至找到一点正好使列车惰行至该区段的终点里程时、速度正好为终点速度值，此点即为该区段的理想惰行点，保存计算数据。

优选地，在步骤S1102C_4中，当其判断结果为是时、即列车达到该区段的终点里程时的理论速度值大于该区段终点限速值时，可以进一步判断此时的惰行点是否为该区段的起点，如果是，说明即使从该区段起点开始惰行，当列车惰行至终点时，其速度仍不能达到该区段终点限速值，即单纯的惰行并不能使该区段列车的运行满足条件，需要对该区段进行列车牵引制动点的计算；如果否，则取该区段起点与所述惰行点的中点作为惰行点，返回步骤S1102C_2。

采用本发明实施例四所述方法，根据列车运行区间内限速点的个数将整个列车的运行区间分成一个个限速区段，逐一进行处理。对每一区段根据列车实际牵引策略计算得到列车的实际运行曲线，以所述实际运行曲线为基准采用折中搜索算法得到每一区段对应的理想惰行点。本发明所述方法搜索过程高效、结果准确。

同样，在列车的惰行过程中也会遇到实施例二所述的两种特殊情况。参照图12，为本发明第五实施例的搜索列车牵引计算惰行点的方法流程图。本发明第五实施例所述方法能够解决两种特殊情况下的加速点搜索问题。

关于加速点的搜索具体包括以下步骤：

步骤S1201：搜索列车运行区间内限速值的变化点，得到限速值由大变小的点。

步骤S1202：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应区段的理想惰行点，并保存计算数据。

所述理想惰行点的计算过程具体如下所述：

步骤S1202A：取该运行区间内的一个限速值由大变小的点，确定该点所属的惰行运行区段，分别获取该点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值。

步骤S1202B：根据列车运行采用的实际牵引策略，计算该惰行运行区段的实际运行曲线。

步骤S1202C：根据所述实际运行曲线获取该区段终点的实际速度值，判断所述终点的实际速度值是否大于该区段的终点限速值，如果是，进入步骤S1202D；如果否，进入步骤S1203。

通过步骤S1202C，对某一区段，根据列车的实际牵引策略计算得到列车运行至该区段终点时，其实际速度仍未达到该区段终点的限速值，此时说明不需对该区段进行理想惰行点的搜索计算，直接进入下一区段的计算。由此，能够解决第一种特殊情况下的惰行点搜索问题。

步骤S1202D：对步骤S1202B中计算得到的实际运行曲线采用折中搜索方法，搜索得到该区段的理想惰行点，并保存计算数据。

所述折中搜索方法具体步骤与实施例四中所述相同。

步骤S1203：判断步骤S1201中搜索得到的所有限速值由大变小的点是否计算完毕，如果是，进入步骤S1204；如果否，返回步骤S1202。

步骤S1204：依次对紧邻的两个限速值由大变小的点对应区段的理想惰行点进行比较，当出现后一区段的理想惰行点位置比前一区段的理想惰行点的位置靠前时，将前一区段的理想惰行点去除不计。

通过步骤S1204中对紧邻两个需要惰行的区段计算得到的理想惰行点的里程值进行比较，如果后面区段对应的理想惰行点位置比前面区段对应的理想惰行点位置靠前，则将前面区段对应的理想惰行点去除。由此，能够解决第二种特殊情况下的惰行点搜索问题。

以上对本发明所提供的一种搜索列车牵引计算制动点、加速点及惰行点的方法，进行了详细介绍，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方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种搜索列车牵引计算制动点的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：搜索得到列车运行区间内限速值由大变小的点；

步骤B：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应的理想制动点；

所述计算过程具体包括：

步骤B1：获取所述限速值由大变小的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；

步骤B2：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤B1中得到的里程值和限速值，计算该运行区段的实际运行曲线；

步骤B3：对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想制动点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B3具体包括：

步骤B31：取该运行区段的中点作为制动点；

步骤B32：结合所述实际运行曲线进行制动正向试算，计算得到列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值；

步骤B33：判断所述列车减速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述制动点与该区段终点的中点作为制动点，返回步骤B32，进行制动正向试算，如果否，进入步骤B34；

步骤B34：判断所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述制动点的中点作为制动点，返回步骤B32，进行制动正向试算；如果否，所述制动点即为该区段的理想制动点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B2和步骤B3之间，进一步包括：

步骤B4：根据所述实际运行曲线获取该区段终点的实际速度值，判断所述终点的实际速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，进入步骤B3；如果否，对下一限速值由大变小的点进行计算。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B之后进一步包括：

依次对紧邻的两个限速值由大变小的点对应区段的理想制动点进行比较，当出现后一区段的理想制动点位置比前一区段的理想制动点的位置靠前时，将前一区段的理想制动点去除不计。

5.一种搜索列车牵引计算加速点的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：搜索得到列车运行区间内限速值由小变大的点；

步骤B：依次对所述限速值由小变大的点进行计算，得到每个点对应的理想加速点；

所述计算过程具体包括：

步骤B1：获取所述限速值由小变大的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；

步骤B2：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤B1中得到的里程值和限速值，计算该运行区段的实际运行曲线；

步骤B3：对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想加速点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B3具体包括：

步骤B31：取该运行区段的中点作为加速点；

步骤B32：结合所述实际运行曲线进行加速正向试算，计算得到列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值；

步骤B33：判断所述列车加速至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述加速点与该区段终点的中点作为加速点，返回步骤B32，进行加速正向试算，如果否，进入步骤B34；

步骤B34：判断所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否小于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述加速点的中点作为加速点，返回步骤B32，进行加速正向试算；如果否，所述加速点即为该区段的理想加速点。

7.一种搜索列车牵引计算惰行点的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：搜索得到列车运行区间内限速值由大变小的点；

步骤B：依次对所述限速值由大变小的点进行计算，得到每个点对应的理想惰行点；

所述计算过程具体包括：

步骤B1：获取所述限速值由大变小的点对应运行区段的起点里程值和限速值、终点里程值和限速值、以及该区段的限速值；

步骤B2：根据列车运行采用的实际牵引策略，结合步骤B1中得到的里程值和限速值，计算该运行区段的实际运行曲线；

步骤B3：对所述实际运行曲线采用折中搜索方法，得到该区段的理想惰行点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B3具体包括：

步骤B31：取该运行区段的中点作为惰行点；

步骤B32：结合所述实际运行曲线进行惰行正向试算，计算得到列车惰行至该区段终点限速值时达到的理论里程值、以及列车达到该区段的终点里程时的理论速度值；

步骤B33：判断所述列车惰行至该区段终点限速值时达到的理论里程值是否小于该区段的终点里程值，如果是，取所述惰行点与该区段终点的中点作为惰行点，返回步骤B32，进行惰行正向试算，如果否，进入步骤B34；

步骤B34：判断所述列车达到该区段的终点里程时的理论速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，取该区段起点与所述惰行点的中点作为惰行点，返回步骤B32，进行惰行正向试算；如果否，所述惰行点即为该区段的理想惰行点。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤B2和步骤B3之间，进一步包括：

步骤B4：根据所述实际运行曲线获取该区段终点的实际速度值，判断所述终点的实际速度值是否大于该区段终点限速值，如果是，进入步骤B3；如果否，对下一限速值由大变小的点进行计算。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤B之后进一步包括：

依次对紧邻的两个限速值由大变小的点对应区段的理想惰行点进行比较，当出现后一区段的理想惰行点位置比前一区段的理想惰行点的位置靠前时，将前一区段的理想惰行点去除不计。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当步骤B34的判断结果为是时、在取该区段起点与所述惰行点的中点作为惰行点返回步骤B32之前，进一步包括：

判断所述惰行点是否为该区段起点，如果是，停止搜索该区段惰行点，转为搜索该区段的牵引计算制动点。

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