CN104590320A - 一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明中提供一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法及系统，在引导地铁列车按照运行时刻表运行的过程中，能实时判断地铁列车的行驶里程与运行时刻表中记载的基准里程是否重合。当地铁列车的行驶里程与运行时刻表中当前时刻所对应的基准里程不重合时，即滞后或超前时，能够提示驾驶员以何种速度行驶才能在预定的时间内保证地铁列车当前里程和运行时刻表基准里程重合。而当地铁列车的行驶里程与运行时刻表中规定的基准里程重合时，能够提示驾驶员以何种速度行驶能继续保持重合状态。采用本发明中的上述方案能够保证地铁列车真正实现按照预先设定的时刻表精确到秒的行驶。

Description

一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法及系统

技术领域

本发明涉及地铁列车调度技术领域，具体涉及一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法及系统。

背景技术

随着交通需求的快速增长，城市城市道路交通拥堵日益严重，为了缓解道路交通拥堵，修建地铁是满足人们交通需求主要途径之一，如何保证地铁安全、准时的运行，引起人们的高度关注。

目前地铁列车运行调度系统是采用传统铁路的自动闭塞区原理进行调度的。也就是利用轨道电路把每一段轨道形成一个闭塞区，在闭塞区的起点安装信号灯或虚拟信号灯，当列车进入该段轨道时，该闭塞区的起点信号灯立即亮红灯或将红灯状态发送至调度中心进行处理显示，当调度中心判断后续列车距该列车的距离小于或等于安全间隔时，调度中心立即通过通讯模块将信号灯红灯状态发送至后续列车的车载设备上，警示驾驶员立即停车；当后续列车当前位置接近最小安全间隔距离时，调度中心立即通过通讯模块将信号灯黄灯状态发送至即将行至后续列车的车载设备上，警示驾驶员减速行驶；当后续列车大于最小安全间隔距离时，调度中心通过通讯模块将信号灯绿灯状态发送至后续列车的车载设备上，提示驾驶员以正常速度行驶。

上述调度方法存在的主要问题是：驾驶员在驾驶过程中，需要依靠驾驶员的经验进行驾驶，只要确保与前车的间隔大于安全距离，就属于正常行驶，一般实际运行时刻与运行时刻表的计划时刻误差一般在几十秒到几分钟以上，无法实现地铁列车到达各停靠站的时刻精确到秒，更无法实现地铁列车都能精确到秒到达运行时刻表中当前时刻所规定的位置点。我们知道，地铁列车的最大时速在90公里左右，一秒钟能行进25米，如果误差10秒钟，就会产生250米的偏移，在发车间隔比较密的情况下，极易发生追尾事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法及系统。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法，包括如下步骤：

S1:生成计划时间表

在地铁列车投入营运之前，驾驶员驾驶地铁列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在行驶过程中，每隔0.1s获取一次如下行驶数据:列车行驶里程S_i、行驶时间t_i和行驶速度V_i；上述行驶数据关联后形成计划时间表，其中所述行驶时间t_i作为基准时间，所述行驶里程S_i作为基准里程，所述行驶速度V_i作为基准速度；

S2：生成运行时刻表

地铁列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据地铁列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的基准时间t_i修改为对应的北京时间T_i作为基准时刻，生成运行时刻表；

S3：生成调度信息，具体包括如下步骤：

S31：实时接收当前时刻地铁列车的行驶里程S_D，获得与基准里程S_D所对应的基准时刻T_D；

 S32：比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D：

当T=T_D时，进入步骤S33；

当T≠T_D时，进入步骤S34；

S33：提示地铁列车按照运行时刻表中T_D的下一个基准时刻所对应的基准速度行驶，之后进入步骤35；

S34：提示地铁列车按照如下速度进行行驶：

V_T=（S_H-S_D）/T_H,其中T_H是时间调整阈值，即经过时间T_H之后使地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D与当前时刻T之间的误差为零；其中S_H是以当前时刻T加上时间调整阈值T_H作为基准时刻在运行时刻表中所对应的基准里程；之后进入步骤S35；

S35：判断地铁列车是否到达终点站，若未到达终点站则返回步骤S31，否则结束。

所述步骤S33、S34中，采用设置于地铁列车上的信息显示屏显示图形或文字的方式对驾驶员进行提示。

所述步骤S33、S34中，采用设置于地铁列车上的声音播放器播放语音的方式对驾驶员进行提示。

本发明还提供一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统，包括：

计划时间表生成模块:用于在地铁列车运行之前，驾驶员驾驶地铁列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在行驶过程中，每隔0.1s获取一次如下行驶数据:地铁列车行驶里程S_i、行驶时间t_i和行驶速度V_i；上述行驶数据关联后形成计划时间表，其中所述行驶时间t_i作为基准时间，所述行驶里程S_i作为基准里程，所述行驶速度V_i作为基准速度；

运行时刻表生成模块：用于地铁列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据地铁列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的基准时间t_i修改为对应的北京时间T_i作为基准时刻，生成运行时刻表；

调度信息生成模块，具体包括：

列车计轴单元，实时接收当前时刻的地铁列车的行驶里程S_D，获得与基准里程S_D所对应的基准时刻T_D；

比较单元，比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D；

信息提示单元，当T=T_D时，提示地铁列车按照运行时刻表中T_D的下一个基准时刻所对应的基准速度行驶；当T≠T_D时，提示地铁列车按照如下速度进行行驶：V_T=（S_H-S_D）/T_H,其中T_H是时间调整阈值，即经过时间T_H之后使地铁列车的行驶里程SD所对应的基准时刻T_D与当前时刻T之间的误差为零；其中S_H是以当前时刻T加上时间调整阈值T_H作为基准时刻在运行时刻表中所对应的基准里程；

判断模块，判断地铁列车是否到达终点站，若地铁列车到达终点站则结束。

所述信息提示单元，采用设置于地铁列车上的信息显示屏，通过显示图形或文字的方式对驾驶员进行提示。

所述信息提示单元，采用设置于地铁列车上的声音播放器，通过播放语音的方式对驾驶员进行提示。

本发明的上述方案与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明中所述的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法及系统，在引导地铁列车按照运行时刻表运行的过程中，能实时判断地铁列车的当前里程与运行时刻表中记载的基准里程是否重合。当地铁列车的当前里程与运行时刻表中当前时刻所对应的基准里程不重合时，即滞后或超前时，能够提示驾驶员以何种速度行驶才能在预定的时间内保证和运行时刻表基准里程重合。而当地铁列车的当前里程与运行时刻表中规定的基准里程重合后，也能够提示驾驶员未来要继续保持重合状态，需要以何种速度行驶。采用本发明中的上述方案能够保证地铁列车真正实现按照预先设定的时刻表精确到秒的行驶。由于每一列地铁都能够按照规定的时刻表精准运行，因此即使发车间隔比较密集，也能保证不同班次列车之间的运行时间间隔，可以有效避免追尾事故的发生。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明一个实施例所述能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法的流程图；

图2为本发明一个实施例所述地铁列车超前行驶情况下行驶数据示意图；

图3为本发明一个实施例所述地铁列车滞后行驶情况下行驶数据示意图；

图4为本发明一个实施例所述能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统的原理框图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法，包括如下步骤：

S1:生成计划时间表:

在地铁列车投入营运之前，驾驶员驾驶地铁列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在行驶过程中，每隔0.1s获取一次如下行驶数据:列车行驶里程S_i、行驶时间t_i和行驶速度V_i。上述行驶数据关联后形成计划时间表，其中所述行驶时间t_i作为基准时间，所述行驶里程S_i作为基准里程，所述行驶速度V_i作为基准速度。

S2：生成运行时刻表:

地铁列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据地铁列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的基准时间t_i修改为对应的北京时间T_i作为基准时刻，生成运行时刻表。

S3：生成调度信息，具体包括如下步骤：

S31：实时接收当前时刻地铁列车的行驶里程S_D，获得与基准里程S_D所对应的基准时刻T_D。

 S32：比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D：

当T=T_D时，进入步骤S33。

当T≠T_D时，进入步骤S34。

S33：提示地铁列车按照运行时刻表中T_D的下一个基准时刻所对应的基准速度行驶，之后进入步骤35。

S34：提示地铁列车按照如下速度进行行驶：

V_T=（S_H-S_D）/T_H,其中T_H是时间调整阈值，即经过时间T_H之后使地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D与当前时刻T之间的误差为零。其中S_H是以当前时刻T加上时间调整阈值T_H作为基准时刻在运行时刻表中所对应的基准里程。之后进入步骤S35。

S35：判断地铁列车是否到达终点站，若未到达终点站则返回步骤S31，否则结束。

行驶里程通过实时检测地铁列车车轮旋转的弧长获取。在获得了所有的数据后，将其关联在一起得到计划时间表，计划时间表的形式可以如表1所示：

表1  计划时间表

针对表1的计划时间表，结合地铁列车的发车时间及到站时间，可得到如表2的运行时刻表，从表1和表2对比可知，运行时刻表与计划时间表相比，就是将行驶时间改为对应的北京时间了。

表2    运行时刻表

表1和表2只给出了从中关村站到安河桥北站的计划时间表和运行时刻表的实施例。但是对于地铁列车来说，沿途要经过多个站点，因此计划时间表和运行时刻表也就有多个。列车无论在任何时刻，到达任何位置，只要已经出发并且还没有到达终点站，都会有对应的计划时间表和运行时刻表。其中每一计划时间表和运行时刻表中可以只记录地铁列车在相邻两站之间的行驶数据，也可以是多个站之间的行驶数据，甚至还可以是从始发站到终点站的所有站点的行驶数据。

以表2的运行时刻表为例说明对地铁列车的调度过程。

地铁列车按照该运行时刻表运行时，例如在当前时刻T为08:00:47.9时，检测到地铁列车的行驶里程为S_D，将地铁列车当前行驶里程为S_D与运行时刻表中基准里程进行一一比对，查找到与当前地铁列车行驶里程最接近的基准里程为S_n，获取该基准里程对应的基准时间T_D为08:00:47.59。需要说明的是，当前时刻下的地铁列车的行驶里程，可能在运行时刻表中能够查找到与之完全相等的基准里程信息。但是大部分情况下，是无法在运行时刻表中查找到与地铁列车当前行驶里程完全对应的基准里程信息的，此时就按照以上所描述的，从运行时刻表中查找与当前时刻地铁列车行驶里程最接近的基准里程，认为其就是地铁列车的当前行驶里程。比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D：T≠T_D，此时需要在规定的时间内，使地铁列车的当前时刻的里程，与运行时刻表中的当前时刻所对应的基准里程相重合。此处所述的规定的时间即为本实施例中所述的时间调整阈值T_H。根据实际情况进行选取，例如可以选择为1S，2S、5秒等。选择该时间调整阈值时即要考虑保证地铁列车的行驶里程尽快和运行时刻表中规定的基准里程重合，但同时要考虑当前偏差值的大小，当偏差值较大时该时间调整阈值可以选择较大的值，偏差较小时也可以适当将时间调整阈值缩小。

为了使本实施例中所描述的上述情况更加清晰，结合图2和图3进行说明，图2和图3中最右侧箭头表示行驶方向。

如图2所示，每一个点都代表0.1秒的时间内地铁列车所在的位置，该位置由里程数来表示。当前时刻T对应的基准里程设定为S_I；当前时刻T下的实际的地铁列车行驶里程在运行时刻表中所对应的基准里程为S_D；当前时刻T加上时间调整阈值T_H在运行时刻表中对应的基准里程为S_H。显然，如图3所示的情况下，当前时刻T地铁列车实际位置所对应的基准里程比时刻表中当前时刻应对应的基准里程超前。假设要求地铁列车在6S之后保证其行驶位置与运行时刻表中的行驶位置重合，则需要地铁列车在时间T_H内从基准里程为S_D行驶至基准里程为S_H，即其行驶的里程为S_H-S_D。因此，地铁列车所需要的行驶速度为V_T=（S_H-S_D）/T_H。

图3中所示情况与图2所示情况相反，为地铁列车滞后行驶的情况。但是从图中可以看出，如果要地铁列车在时间调整阈值之后与运行时刻表重合，其所需要的行驶速度依然为V_T=（S_H-S_D）/T_H。

而一旦地铁列车的行驶位置能够与运行时刻表中记录的相应行驶里程重合了，则可以提示令地铁列车按照下一个基准时刻所对应的基准速度行驶即可。按照上述方式，驾驶员在任何情况下都能获知应该以何种速度行驶。从而能够保证地铁列车真正的按照运行时刻表精准运行。

本实施例提供的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法，在引导地铁列车按照运行时刻表运行的过程中，能实时判断地铁列车的当前里程与运行时刻表中记载的基准里程是否重合。当地铁列车的当前里程与运行时刻表中当前时刻所对应的基准里程不重合时，即滞后或超前时，能够提示驾驶员以何种速度行驶才能在预定的时间内保证和运行时刻表基准位置重合。而当地铁列车的当前里程与运行时刻表中规定的基准里程重合后，也能够提示驾驶员未来要继续保持重合状态，需要以何种速度行驶。采用本发明中的上述方案能够保证地铁车真正实现按照预先设定的时刻表精确到秒的行驶。由于每一列地铁都能够按照规定的时刻表精准运行，因此即使发车间隔比较密集，也能保证不同班次列车之间的运行时间间隔，可以有效避免追尾事故的发生。

作为本实施例的优选方案，所述步骤S33、S34中，采用设置于地铁列车上的信息显示屏，通过显示图形或文字的方式对驾驶员进行提示。

进一步优选地，所述步骤S33、S34中，采用设置于地铁列车上的声音播放器，通过播放语音的方式对驾驶员进行提示。

实施例2

本实施例提供一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统，如图4所示，包括：

计划时间表生成模块:用于在地铁列车运行之前，驾驶员驾驶地铁列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在行驶过程中，每隔0.1s获取一次如下行驶数据:地铁列车行驶里程S_i、行驶时间t_i和行驶速度V_i。上述行驶数据关联后形成计划时间表，其中所述行驶时间t_i作为基准时间，所述行驶里程S_i作为基准里程，所述行驶速度V_i作为基准速度。

运行时刻表生成模块：用于地铁列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据地铁列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的基准时间t_i修改为对应的北京时间T_i作为基准时刻，生成运行时刻表。

调度信息生成模块，具体包括：

列车计轴单元，实时接收当前时刻的地铁列车的行驶里程S_D，获得与基准里程S_D所对应的基准时刻T_D。

比较单元，比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D。

信息提示单元，当T=T_D时，提示地铁列车按照运行时刻表中T_D的下一个基准时刻所对应的基准速度行驶。当T≠T_D时，提示地铁列车按照如下速度进行行驶：V_T=（S_H-S_D）/T_H,其中T_H是时间调整阈值，即经过时间T_H之后使地铁列车的行驶里程SD所对应的基准时刻T_D与当前时刻T之间的误差为零。其中S_H是以当前时刻T加上时间调整阈值T_H作为基准时刻在运行时刻表中所对应的基准里程。

判断模块，判断地铁列车是否到达终点站，若地铁列车到达终点站则结束。

优选地，所述信息提示单元，采用设置于地铁列车上的信息显示屏，通过显示图形或文字的方式对驾驶员进行提示。

进一步优选地，所述信息提示单元，采用设置于地铁列车上的声音播放器，通过播放语音的方式对驾驶员进行提示。

上述实施例所述的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统，在引导地铁列车按照运行时刻表运行的过程中，能实时判断地铁列车的当前里程与运行时刻表中记载的基准里程是否重合。当地铁列车的当前里程与运行时刻表中当前时刻所对应的基准里程不重合时，即滞后或超前时，能够提示驾驶员以何种速度行驶才能在预定的时间内保证和运行时刻表基准位置重合。而当地铁列车的当前里程与运行时刻表中规定的基准里程重合后，也能够提示驾驶员未来要继续保持重合状态，需要以何种速度行驶。采用本发明中的上述方案能够保证地铁车真正实现按照预先设定的时刻表精确到秒的行驶。由于每一列地铁都能够按照规定的时刻表精准运行，因此即使发车间隔比较密集，也能保证不同班次列车之间的运行时间间隔，可以有效避免追尾事故的发生。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:生成计划时间表

在地铁列车投入营运之前，驾驶员驾驶地铁列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在行驶过程中，每隔0.1s获取一次如下行驶数据:列车行驶里程S_i、行驶时间t_i和行驶速度V_i；上述行驶数据关联后形成计划时间表，其中所述行驶时间t_i作为基准时间，所述行驶里程S_i作为基准里程，所述行驶速度V_i作为基准速度；

S2：生成运行时刻表

地铁列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据地铁列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的基准时间t_i修改为对应的北京时间T_i作为基准时刻，生成运行时刻表；

S3：生成调度信息，具体包括如下步骤：

S31：实时接收当前时刻地铁列车的行驶里程S_D，获得与基准里程S_D所对应的基准时刻T_D；

 S32：比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D：

当T=T_D时，进入步骤S33；

当T≠T_D时，进入步骤S34；

S33：提示地铁列车按照运行时刻表中T_D的下一个基准时刻所对应的基准速度行驶，之后进入步骤35；

S34：提示地铁列车按照如下速度进行行驶：

V_T=（S_H-S_D）/T_H,其中T_H是时间调整阈值，即经过时间T_H之后使地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D与当前时刻T之间的误差为零；其中S_H是以当前时刻T加上时间调整阈值T_H作为基准时刻在运行时刻表中所对应的基准里程；之后进入步骤S35；

S35：判断地铁列车是否到达终点站，若未到达终点站则返回步骤S31，否则结束。

2.根据权利要求1所述的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法，其特征在于：

所述步骤S33、S34中，采用设置于地铁列车上的信息显示屏显示图形或文字的方式对驾驶员进行提示。

3.根据权利要求1或2所述的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的方法，其特征在于：

所述步骤S33、S34中，采用设置于地铁列车上的声音播放器播放语音的方式对驾驶员进行提示。

4.一种能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统，其特征在于，包括：

计划时间表生成模块:用于在地铁列车运行之前，驾驶员驾驶地铁列车沿着轨道线路按照规定的速度行驶，在行驶过程中，每隔0.1s获取一次如下行驶数据:地铁列车行驶里程S_i、行驶时间t_i和行驶速度V_i；上述行驶数据关联后形成计划时间表，其中所述行驶时间t_i作为基准时间，所述行驶里程S_i作为基准里程，所述行驶速度V_i作为基准速度；

运行时刻表生成模块：用于地铁列车发车之前，调取相应路线的计划时间表，根据地铁列车的发车时间以及在每一停靠站的停车时间，将计划时间表中的基准时间t_i修改为对应的北京时间T_i作为基准时刻，生成运行时刻表；

调度信息生成模块，具体包括：

列车计轴单元，实时接收当前时刻的地铁列车的行驶里程S_D，获得与基准里程S_D所对应的基准时刻T_D；

比较单元，比较当前时刻T与当前时刻下的地铁列车的行驶里程S_D所对应的基准时刻T_D；

信息提示单元，当T=T_D时，提示地铁列车按照运行时刻表中T_D的下一个基准时刻所对应的基准速度行驶；当T≠T_D时，提示地铁列车按照如下速度进行行驶：V_T=（S_H-S_D）/T_H,其中T_H是时间调整阈值，即经过时间T_H之后使地铁列车的行驶里程SD所对应的基准时刻T_D与当前时刻T之间的误差为零；其中S_H是以当前时刻T加上时间调整阈值T_H作为基准时刻在运行时刻表中所对应的基准里程；

判断模块，判断地铁列车是否到达终点站，若地铁列车到达终点站则结束。

5.根据权利要求4所述的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统，其特征在于：

所述信息提示单元，采用设置于地铁列车上的信息显示屏，通过显示图形或文字的方式对驾驶员进行提示。

6.根据权利要求4或5所述的能确保地铁列车按照时刻表精准运行的系统，其特征在于：

所述信息提示单元，采用设置于地铁列车上的声音播放器，通过播放语音的方式对驾驶员进行提示。