CN102803008B

CN102803008B - 火车控制系统

Info

Publication number: CN102803008B
Application number: CN201180014927.5A
Authority: CN
Inventors: 山本纯子; 射场智; 宫岛康行
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: EP2637889A4; JP2012105438A; EP2637889A1; JP5558317B2; US8370008B2; WO2012063439A1; CN102803008A; US20120173055A1

Abstract

一种用于火车的火车控制系统，所述控制系统包括：速度检测单元、位置检测单元、信号方式速度接收器、被配置为输出第一油门凹口命令的自动火车运行（ATO）单元、被配置为当所述火车处于指定位置范围时选择性地输出第二油门凹口控制命令的规范凹口模式输出单元。所述第一输出油门凹口命令基于信号方式速度信息。所述第二输出控制命令基于预定的凹口模式。所述火车控制系统包括输出变化单元，被配置为：接收所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令，选择这两个命令中的一个，以及将所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中所选择的一个输出至驱动和制动控制设备。

Description

火车控制系统

技术领域

本文描述的实施例涉及火车控制系统。

背景技术

自动火车运行（“ATO”）系统使用火车的动态特征数据作为模型参数来控制火车。一般来说，ATO的控制性能基于模型参数的精确性。ATO的性能可能会影响火车的停止位置精度，火车行驶时间精度和火车乘坐品质。

ATO系统使用的模型参数的开发需要瞬态响应特征数据和稳定加速度数据。瞬态响应特征数据包括以下响应：何时开启油门凹口（throttlenotch）、何时将油门凹口切换到另一个凹口，和何时关闭油门凹口。稳定加速度数据需要与火车的多个控制指令相对应的数据。

模型参数能通过分析火车测试运行的结果来识别，以用于测量火车的动态特征。运行测试也可以称为特征测试。运行测试可以通过让驾驶员在限定的时间激活一系列的油门凹口命令来执行。但是火车驾驶员或许不能准确的执行运行测试。

发明内容

根据一个实施例，公开了一种用于火车的火车控制系统，所述控制系统包括速度检测单元，被配置为检测所述火车的速度；位置检测单元，被配置为检测所述火车的位置信息；信号方式速度接收器，用于从所述火车外部接收信号方式速度信息；自动火车运行（ATO）单元，被配置为输出第一油门凹口命令来在站台之间驱动所述火车并将所述火车停止在目标位置；规范凹口模式输出单元，被配置为选择性地输出第二油门凹口控制命令。信号方式速度信息包括针对一位置的速度限制。所述第一输出油门凹口命令至少部分基于所述信号方式速度信息。所述第二输出的控制命令基于预定的凹口模式，其中所述规范凹口模式输出单元被配置为当所述火车处于指定位置范围时，输出所述第二油门凹口命令。所述火车控制系统包括输出变化单元，被配置为接收所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令，选择所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中的一个，并将所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中所选择的一个输出至驱动和制动控制设备。

根据另一实施例，一种用于控制火车的运行的方法包括：检测所述火车的速度；检测所述火车的位置信息；从所述火车外部接收信号方式速度信息；输出第一油门凹口命令来在站台之间驱动所述火车并将所述火车停止在目标位置；至少部分基于位置信息来确定所述火车在站台间的位置范围；选择性地输出第二油门凹口控制命令；选择所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中的一个；将所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中所选择的一个输出至驱动和制动控制设备。所述信号方式速度信息包括针对位置的速度限制。所述第一输出油门凹口命令至少部分基于所述信号方式速度信息。所述第二输出控制命令基于预定的凹口模式，其中所述规范凹口模式输出单元被配置为当所述火车处于指定位置范围时，输出所述第二油门凹口命令。

根据另一实施例，一种火车包括：多个车轮，被配置为在轨道上行驶；一个或多个转矩发电机，用来驱动所述车轮；速度检测单元，被配置为检测所述火车的速度；位置检测单元，被配置为检测所述火车的位置信息；信号方式速度接收器，用于从所述火车外部接收信号方式速度信息；自动火车运行（ATO）；规范凹口模式输出单元；以及输出变化单元。所述信号方式速度信息包括针对一位置的速度限制。所述自动火车运行（ATO）单元被配置为输出第一油门凹口命令来在站台之间驱动所述火车并将所述火车停止在目标位置，其中所述第一输出油门凹口命令至少部分基于所述信号方式速度信息。所述规范凹口模式输出单元被配置为选择性地输出第二油门凹口控制命令，其中所述第二输出控制命令基于预定的凹口模式，其中所述规范凹口模式输出单元被配置为当所述火车处于指定位置范围时，输出所述第二油门凹口命令。输出变化单元被配置为接收所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令，选择所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中的一个，将所述第一油门凹口命令和所述第二油门凹口命令中所选择的一个输出至驱动和制动控制设备。

在阅读以下针对示例性实施例的描述后，本公开的特征和优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

附图说明

图1示出了根据第一实施例的火车控制器。

图2示出了火车控制器的操作。

图3示出了通过根据本公开的火车控制器进行的自动操作和手动操作方法、根据规范凹口模式输出的凹口的时间变化。

图4示出了通过本公开的火车控制器进行的自动操作和手动操作方法可获得的、凹口的设置加速度特征的示例。

图5示出了通过第一实施例的火车控制器进行的自动操作和手动操作方法可获得的、在凹口命令输入后加速度的响应特征的示例。

图6示出了根据第二实施例的火车控制器。

图7示出了根据第三实施例的火车控制器。

图8示出了根据第四实施例的火车控制器。

具体实施方式

以下参考附图来解释各个实施例。贯穿这些实施例，相同的结构附有相同的标号，并且不重复对其进行多余的解释。每张图都是用于说明这些实施例以帮助对其的理解的示意图。在每张图中，形状、尺寸、比例等中的一些可以与实际装置不同。必要时，考虑到下面的解释和已知的技术，这些可能在设计中有所变化。

参考图1来详细描述第一示例性实施例，其中图1示出了第一示例性火车控制器10。在图1中，火车1运行在轨道9上。火车1包括火车控制器10、驱动和制动控制设备20、转矩发电机（TG）30、车轮40、拾波线圈50，和接收器60。在某些示例性实施例中，TG 30是直流电动机。

示例性火车控制器10包括速度检测单元101、位置检测单元102、存储单元103、ATC设备104、自动火车运行（”ATO”）105、规范凹口模式输出单元106，和输出变化单元107。

一个示例性速度检测单元101对TG 30的脉冲数量进行计数。速度检测单元101可以根据车轮40的周长和TG 30的齿数确定火车速度。在其他的示例性实现中，火车1可以使用脉冲发电机代替TG 30。一个示例性位置检测单元102通过结合脉冲数和TG 30的火车速度来计算火车行驶距离。在某些示例性实施例中，位置检测单元102基于拾波线圈50从地面感应器91接收到的位置信息，来修正由位置检测单元102确定的位置。

一般来说，存储单元103作为不同信息的保持机构运行。在一个示例性实现中，存储单元103存储路线信息、指定位置范围信息、规范凹口模式数据和速度限制信息。在某些实现中，路线信息包括沿着该路线的位置的坡度数据和曲线数据。坡度数据是描述火车1运行所在的相应位置的地面坡度的数据。曲线数据描述火车1运行所在的相应位置的轨道曲线。指定位置范围数据描述沿当前路线的行驶段以与模型参数相关联。规范凹口模式数据描述了在当前段中对应位置处输出的火车引擎油门设置（也称为凹口设置）。速度限制信息是关于火车1在相应位置范围内的位置的速度限制的信息。

示例性ATC设备104位于火车1上。ATC设备104通过接收器60从中央ATC设备（没有示出）接收经由轨道9传输的信号方式速度信息（signalaspect speed information）。在某些示例性实施例中，信号方式速度信息包括火车1位于的轨道段的对火车1的速度限制。在某些示例性实施例中，ATC设备104可以进一步包括独立的速度检测单元（未示出），所述独立的速度检测单元获取目前火车的速度信息。在某些实施例中，ATC 104将信号方式速度信息与从独立的速度检测单元获取的火车速度信息相比较。在其他示例性实施例中，ATC设备104从速度检测单元101获取火车速度信息，并将该速度信息与来自信号方式速度信息的速度限制相比较。在某些示例性实现中，当火车速度高于来自信号方式速度信息的速度限制时，ATC 104输出制动命令给驱动和制动控制设备20。

在某些示例性实施例中，ATO设备105从ATC 104接收信号方式速度信息。在其他示例性实施例中，ATO设备105接收信号方式速度信息。根据信号方式速度信息，AT0设备105输出动力运行命令和制动命令给驱动和制动控制设备20。ATO设备105接收火车1当前位置的坡度数据和曲线数据。在某些实现中，坡度数据和曲线数据从存储单元103中获取。基于从速度检测单元101获得的火车速度信息、可以从位置检测单元102获得的位置信息和距当前路线起点的距离，ATO设备105选择获取哪个坡度数据和曲线数据。距当前路线起点的距离可以称为迁移长度信息。在这个实施例中，ATO设备105用作当前位置的坡度数据（可以指示坡度阻力）或曲线数据（可以指示曲线阻力）的获取单元。在某些示例性实施例中，ATO设备105计算油门凹口命令，以使得火车1将以低于信号方式速度信息中指定的此位置的速度限制的速度来行驶。根据停止位置信息（在某些示例性实现中，存储在存储单元103）和距路线终点的当前距离（在某些实现中从地面感应器91中获取），ATO设备105计算油门凹口命令，以使得火车1可以停止在停止目标位置。ATO设备105输出计算的油门凹口命令给输出变化单元107。在这样的实现中，ATO设备用作凹口命令的输出单元，所述凹口命令可称为第一控制命令。

在某些实现中，规范凹口模式输出单元106接收来自速度检测单元101的火车速度信息，来自位置检测单元102的位置信息，和移动的距离信息。规范凹口模式输出单元106从存储单元103中读取指定位置范围数据和规范凹口模式数据。规范凹口模式输出单元106基于当前位置信息、从当前路线起点行驶的距离和指定位置范围数据，确定当前位置是否处于指定位置范围内。当火车1处于指定位置范围时，规范凹口模式输出单元106将从规范凹口模式数据中读取的凹口命令（也可以称为第二控制命令）输出至输出变化单元107。

输出变化单元107从规范凹口模式输出单元106和自动火车运行单元105中接收油门凹口命令。如果火车1处于指定位置范围并且凹口模式输出单元106正在输出有效的油门凹口命令，则输出变化单元107将来自规范凹口模式输出单元106的油门凹口命令发送至驱动和制动控制设备20。换句话说，在某些实现中，在规范凹口模式输出单元106的凹口命令的输出期间，输出变化单元107向规范凹口模式输出单元106的凹口命令授予优先级。如果火车1不在指定位置范围内或如果规范凹口模式输出单元106没有正在输出油门凹口命令，则输出变化单元将来自ATO单元105的油门凹口命令输出至驱动和制动控制设备20。在某些实现中，输出变化单元107确定来自凹口模式输出单元106的油门凹口命令如果是无效的油门凹口命令，则输出变化单元107将来自ATO单元105的油门凹口命令输出至驱动和制动控制设备20。在这种情况下，输出变化单元107可以设置标记来指示凹口模式输出单元106已经输出了无效值。如果在这种情况下凹口模式输出单元106随后又输出了有效的油门凹口命令，则输出变化单元107可以输出来自凹口模式输出单元106的该有效的油门凹口命令，并且不设置表示来自凹口模式输出单元106的输出是无效的标记。

根据来自ATC设备104的制动命令或来自输出变化单元107的动力运行和制动命令，驱动和制动控制设备20驱动和制动车轮40。通过由驱动和制动控制设备30控制的车轮40的驱动或制动来使火车1在轨道9上运动。

图2示出了火车1在站台A和B之间的运动。定义的指定位置范围位于站台A和B之间。

起初，火车1根据ATO设备105的凹口命令离开站台A。在一个实施例中，火车1以信号方式速度通过自动运行而移动，直至到达指定位置范围，该指定位置范围在图2中以双向影线指示。从接近指定位置范围端的固定距离到指定位置范围的起始位置，ATO设备105设备从存储单元103读取速度限制信息并建立虚拟速度限制。该虚拟速度限制是从存储单元103读取、由余量速度（margin speed）修改的速度限制，用来在指定位置范围激活制动。ATO设备105输出油门凹口命令，以使得火车1的速度低于虚拟速度限制。

从站台起点到指定位置范围，规范凹口模式输出单元106已将凹口命令设置为无效值。ATO设备105在建立火车1的虚拟速度限制，并且能够建立规范凹口模式的起始速度。因为ATO设备105将规范油门凹口模式的起始速度设置为不同的值，所以研究者可以根据起始速度得到不同的数据。

当火车1移动到指定位置范围时，根据从存储单元103读取的规范凹口模式，规范凹口模式输出单元106将输出凹口命令至输出变化单元107。在移动进入指定位置范围后，规范凹口模式输出单元106设置凹口命令为有效值。输出变化单元107将来自规范凹口模式输出单元106的油门凹口命令发送至驱动和制动控制设备20。规范凹口模式输出单元106输出的规范凹口模式包括了下面示出的凹口模式。针对图2示出的范围的示例性油门凹口模式包括油门保持稳定的部分、油门增加的部分、油门减少的部分和油门被彻底关闭并随后重新开启的部分。

当火车1根据这些凹口模式移动时，记录器103记录凹口的设置加速度特征，凹口被上移或下移时的加速度滞后，关于凹口被置入时、凹口切换时或者凹口切断（cut）时的瞬态响应特征的数据。在某些示例性实现中，记录器103是用于测量的计算机。记录器103接收建立火车1的动态特征的模型参数所需的凹口命令数据和速度数据。

因为当速度数据有差异时，加速度数据能够被计算出来，所以凹口和加速度之间的关系能够被分析并且模型参数能被识别。在某些实现中，在分析数据时对参数的识别用计算机来执行，以供手动分析。在其他的实现中，识别由分析工具来执行。

在某些实现中，模型参数通过安装在汽车上的模型参数识别单元来识别，它能够符合基于凹口命令数据和速度数据的基本形状的模型。加速度可以由ATO设备105计算并可以被记录。在某些实现中，除了凹口命令数据和速度数据之外，位置数据也能被记录，从而使得实现更精确的模型参数的识别。

在某些实现中，基于位置数据、坡度数据和曲线数据，来计算由于坡度阻力或曲线阻力造成的加速度变化。通过从这个加速度中减去从速度数据计算得到的加速度，确定由坡度阻力或曲线阻力造成的加速度变化成为可能。在某些实现中，ATO设备105根据当前位置相应的坡度数据和曲线数据来修正加速度。ATO设备105还可以记录修正的加速度数据。加速度可以被修正来说明当前位置的坡度阻力和曲线阻力。在这种情况下，获得这样的加速度数据，所述加速度数据可被视为当火车1在不受坡度或曲线影响的水平面直线运行时的数据。如果对加速度数据的该调整被执行，则火车1的动态特征的模型参数将更加精确。

在某些实现中，规范凹口模式输出单元106使火车从指定位置范围的起始点开始滑行一段固定时间。在某些实现中，规范凹口模式输出单元106在该范围的前半程输出制动，而在范围的第二个半程可以输出动力运行的规范凹口模式。在这种情况下，即使在规范凹口模式输出单元106正在输出规范凹口模式的同时火车1正在行驶，超过信号方式速度的可能性也被减小。火车控制器10可以关于测试发表声明。在这种情况下，对火车1突然减速和加速的担心可以减少。

在火车1到达指定位置范围的终点后，规范凹口模式输出单元106将设置凹口命令为无效值。在一种实现中，来自凹口模式输出单元106的最后的规范油门凹口模式松开制动，并在保证足够的滑行时间来设置加速度后，规范凹口模式输出单元106开始输出油门凹口模式的无效值。一旦凹口模式输出单元106完成了其模式并开始输出无效输出，输出变化单元107恢复将来自ATO设备105的油门凹口命令发送至驱动和制动控制设备20。ATO设备105输出油门凹口命令，以使得火车将以作为被余量速度修改为较低的信号方式速度的速度而行驶。在某些实现中，火车1尝试在没有超过信号方式速度的情况下从由运行规范凹口模式输出106而引起的延迟中恢复。

当火车1到达目标站台时，ATO设备105将通过例如使用火车自动停止控制器（TASC），来控制火车1停止在站台B。在某些实现中，ATO设备105被配置为仅执行符合信号方式速度的行驶控制。在这样的实现中，驾驶员可以用手动介入方式控制火车1停止在站台B。

图3是规范凹口模式输出单元106的凹口命令输出和手动处理的凹口命令输出之间的示例性不同。图3示出了当要根据规范凹口模式输出凹口命令时，输入到驱动和制动控制设备20的凹口命令的时间变化的示例。图3(a)示出了来自凹口模式输出单元106的油门凹口模式，它自动生成油门凹口命令。因为规范凹口模式输出单元106的精确输出，所以获得了以阶跃形状变化的指定的凹口模式和阶跃响应数据。另一方面，图3(b)是由驾驶员手动产生的示例性油门凹口命令的图。当驾驶员输入以阶跃形状变化的指定的凹口模式时，驾驶员有时可能输入（非期望的）中间凹口，或者驾驶员可能越过了凹口而不得不将其返回到正确位置，这可能使凹口功能未被获取。

图4和5示出了在火车处于自动运行和火车处于手动运行之间火车动态特征的不同。图4示出了每个凹口加速度的静态特征（在设置时的特征）。图4(a)示出了自动运行期间针对发动机设置的静态特征的示例。图4(b)示出了对于手动运行针对发动机设置的静态特征的示例。在这个示例中，自动运行期间的静态特征有多个凹口阶段并且是固定的，这不同于手动运行的方法期间的静态特征（其是不固定的）。

图5示出了响应于凹口命令变化的加速度的瞬态响应特征。图5(a)示出了凹口命令对于时间的变化。图5(b)示出了对于在自动运行下的火车针对发动机设置的瞬态响应特征的示例。另一方面，图5(c)示出了对于在手动运行下的火车针对发动机设置的瞬态响应特征的示例。在火车处于自动控制下时，凹口命令变化和加速度的相应增长之间的延迟更小。

如图4和5所示，静态特征和相对于时间的加速度瞬态响应特征在自动运行和手动运行之间是不同的。因为ATO设备105根据动态特征的模型参数来执行，所以通过自动运行而不是手动运行来获得用来建立动态特征的模型参数的数据是有用的。ATO设备105的运行的不精确性可能被手动运行获取的静态特征之间的差异而引入。

火车控制系统的第二示例性实施例示出在图6中。测量计算机70被连接到火车控制器10。在一个示例性实施例中，测量计算机70存储指定位置范围数据、规范油门凹口模式数据和速度限制信息。在一个示例性实施例中，测量计算机70输出指定位置范围数据和规范油门凹口模式数据至规范凹口模式输出单元106。

测量计算机70输出速度限制信息至ATO设备105。测量计算机70从位置检测单元102接收火车速度信息、位置信息，并从速度检测单元101接收移动距离信息。因此，测量计算机70能获取数据来识别静态特征和瞬态响应特征的模型参数。

在一个示例性实施例中，在当前位置处于指定位置范围时，计算机70可以向规范凹口模式输出单元106进行指示。计算机70可以基于例如位置检测单元102的输出，来确定当前位置处于指定位置范围。

火车控制系统的第三示例性实施例示出在图7中。有效或无效变化单元108被连接在规范凹口模式输出单元106和输出变化单元107之间。有效或无效变化单元108使凹口模式输出单元106交替地产生有效的或无效的油门凹口命令。在一个示例性实施例中，当测试运行开始特征测试时，特征测试的实施者将有效或无效变化单元108设置为“有效的”。在某些示例性实施例中，测试实施者可以是驾驶员或其他人。当其有效时，有效或无效切换单元108使其能够输出规范凹口模式输出单元106的有效输出。在某些示例性实施例中，当诸如测量计算机70这样的记录器被连接到火车控制器10时，将有效或无效变化单元108设置为“有效的”。在这样的实施例中，在诸如测量计算机70这样的记录器没有连接到火车控制器时，即使在特征测试的测试运行结束时，特征测试实施者无法将有效或无效变化单元108从“有效的”切换为“无效的”，有效或无效变化单元108也不会输出来自规范凹口模式输出单元106的规范凹口模式。在某些实施例中，有效或无效变化单元108能够防止规范凹口模式输出单元106的功能影响通常的ATO功能。在某些示例性实施例中，有效或无效变化单元108可以包含在火车控制器10中。

火车控制系统的第四示例性实施例示出在图8中。火车控制器10包括第一CPU 100和第二CPU 200。第一CPU 100（控制部分）包括速度检测单元1001、位置检测单元1002、存储单元1003和ATO设备1005。速度检测单元1001、位置检测单元1002、存储单元1003和ATO设备1005分别与速度检测单元101、位置检测单元102、存储单元103和ATO设备105有相同构成，在此省略了它们的解释。第二CPU（控制部分）200包括速度检测单元101、位置检测单元102、存储单元103、ATO设备105、规范凹口模式输出单元106和输出变化单元107。就是说，火车控制器10包括两个含有ATO设备的功能的CPU。第一CPU 100具有这样的功能，其输出凹口命令，使得按信号方式速度移动来运行并通常停止在站台的规定位置。第二CPU 200通常不仅有用于运行的凹口命令输出，还有在运行测试期间输出规范凹口模式的功能。

有效或无效变化单元109在第一CPU 100的ATO设备1005和第二CPU 200的输出变化单元107之间。有效或无效变化单元109是开关，用来设置第一CPU 100和第二CPU 200中之一的凹口命令是否被验证。基于哪个凹口命令是有效的，有效或无效变化单元109将输出的凹口命令发送到驱动和制动控制单元20。

在某些示例性实施例中，当诸如测量计算机70这样的记录器被连接到火车控制器时，有效或无效变化单元109验证来自第二CPU 200的输出。在这种情况下，有效或无效变化单元109赋予第二CPU 200的凹口命令优先级。有效或无效变化单元109作为凹口命令的输出变化单元来运行。当诸如测量计算机70这样的记录器没有连接到火车控制器时，即使在特征测试的测试运行结束时，特征测试实施者忘记了使第二CPU 200无效，有效或无效变化单元109也不会输出来自第二CPU 200的规范凹口模式。就是说，第二CPU 200包含的规范凹口模式输出功能不会影响正常的自动运行功能。

根据上面描述的火车控制器的实施例，能够获取更准确的阶跃响应数据，而不对驾驶员造成手动执行运行测试的负担。因此，识别关于火车1的准确动态特征模型参数变为可能。

虽然已经描述了一种车辆驾驶系统的某些实施例，但是这些实施例仅用示例方式来给出，并且不意图限制本公开的范围。实际上，本文描述的新颖的系统可以用各种其他形式来实现；此外，在不偏离本公开精神的情况下，可以对本文描述的系统的形式进行各种省略、替换和变更。所附的权利要求和其等同物意图覆盖落入本公开范围和精神之内的这些形式或修改。

Claims

1.一种火车控制系统，包括：

存储单元，用于存储预定的范围信息和特定凹口模式信息；

速度检测单元，用于检测火车速度；

位置检测单元，用于检测火车的位置信息；

信号方式速度接收器，用于接收包括速度限制信息的信号方式速度信息；

自动火车运行单元，用于至少基于所述火车速度和所述信号方式速度信息生成第一凹口命令来使所述火车运行；

特定凹口模式生成单元，用于在通过比较所述位置信息和所述预定的范围信息而检测到所述火车处于预定的范围时，基于所述特定凹口模式信息来生成第二凹口命令，其中所述特定凹口模式信息用于获取所述火车的模型参数；和

选择单元，用于在所述火车未处于所述预定的范围的情况下选择所述第一凹口命令，而在所述火车处于所述预定的范围的情况下选择所述第二凹口命令，以及将所述第一凹口命令和所述第二凹口命令中所选择的一个输出至驱动和制动设备。

2.根据权利要求1所述的火车控制系统，其中所述自动火车运行单元至少基于所述火车速度、所述信号方式速度信息和所获得的模型参数来生成所述第一凹口命令。

3.根据权利要求1所述的火车控制系统，其中所述存储单元存储所获得的模型参数。

4.根据权利要求3所述的火车控制系统，其中所述存储单元进一步存储与火车路线相对应的坡度和曲线数据，并且，所述自动火车运行单元至少基于所述火车速度、所述信号方式速度信息、所述模型参数以及所述坡度和曲线数据来确定所述第一凹口命令。

5.根据权利要求1所述的火车控制系统，其中所述特定凹口模式生成单元进一步在所述火车未处于所述预定的范围时生成无效信号至所述选择单元。

6.根据权利要求1所述的火车控制系统，其中所述模型参数是基于所述第二凹口命令的操作结果和加速度数据而获得的，其中所述加速度数据是基于在所述第二凹口命令被选择时检测到的火车速度而计算的。

7.一种用于控制火车的运行的方法，所述方法包括：

检测火车速度；

检测火车的位置信息；

接收包括速度限制信息的信号方式速度信息；

基于所述火车速度和所述信号方式速度信息来生成第一凹口命令使所述火车运行；

在通过比较所述位置信息和存储在存储单元中的预定的范围信息而检测到所述火车处于预定的范围时，基于存储在所述存储单元中的特定凹口模式信息来生成第二凹口命令，其中所述特定凹口模式信息用于获取所述火车的模型参数；

在所述火车未处于所述预定的范围的情况下选择所述第一凹口命令，而在所述火车处于所述预定的范围的情况下选择所述第二凹口命令，以及将所述第一凹口命令和所述第二凹口命令中所选择的一个输出至驱动和制动设备。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一凹口命令是至少基于所述火车速度、所述信号方式速度信息和所获得的模型参数来生成的。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在所述存储单元中存储所获得的模型参数；以及

至少基于所述火车速度、所述信号方式速度信息、所述模型参数以及存储在所述存储单元中的坡度和曲线数据来确定所述第一凹口命令。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在所述火车未处于所述预定的范围时生成无效信号来使所述第二凹口命令无效。

11.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

基于所述第二凹口命令的操作结果和加速度数据来获得所述模型参数，其中所述加速度数据是基于在所述第二凹口命令被选择时检测到的火车速度而计算的。

12.一种火车，包括：

多个车轮，用于使所述火车能在轨道上行驶；

至少一个转矩发电机，用来驱动所述车轮；

存储单元，用于存储预定的范围信息和特定凹口模式信息；

速度检测单元，用于检测火车速度；

位置检测单元，用于检测火车的位置信息；

13.根据权利要求12所述的火车，其中所述自动火车运行单元至少基于所述火车速度、所述信号方式速度信息和所获得的模型参数来生成所述第一凹口命令。

14.根据权利要求12所述的火车，其中所述存储单元存储所获得的模型参数。

15.根据权利要求14所述的火车，其中所述存储单元进一步存储与火车路线相对应的坡度和曲线数据，并且，所述自动火车运行单元至少基于所述火车速度、所述信号方式速度信息、所述模型参数以及所述坡度和曲线数据来确定所述第一凹口命令。

16.根据权利要求12所述的火车，其中所述特定凹口模式生成单元进一步在所述火车未处于所述预定的范围时生成无效信号至所述选择单元。

17.根据权利要求12所述的火车，其中所述模型参数是基于所述第二凹口命令的操作结果和加速度数据而获得的，其中所述加速度数据是基于在所述第二凹口命令被选择时检测到的火车速度而计算的。