CN107933618A - 一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法，包括：在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端根据尾端测速单元在预设时间段内的历史周期数据进行加速度平滑处理，获取列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率并发送给列车头端；列车头端接收列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率后，获取此时尾端测速单元的速度；列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值。本发明实施例能够提高当列车头端测速单元故障后使用尾端测速时的精度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及轨道交通控制技术领域，具体涉及一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法。
背景技术
CBTC(基于通信的列车控制系统)是当前轨道交通的主流控制系统。
目前，当列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，通常是列车头端直接使用尾端测速信息作为列车速度输出。
但是，在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常、列车头端直接使用尾端测速信息时，会发现使用尾端测速信息时，由于传输延迟，会导致使用尾端速度精确停车时误认为列车停准，但实际欠标。
发明内容
鉴于此，本发明实施例旨在提供一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法，以解决现有技术中在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常、列车头端直接使用尾端测速信息时，由于传输延迟所导致的使用尾端速度精确停车时误认为列车停准，但实际欠标的问题。
第一方面，本发明实施例提出一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法，包括：
在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端根据尾端测速单元在预设时间段内的历史周期数据进行加速度平滑处理，获取列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率并发送给列车头端；
列车头端接收列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率后，获取此时尾端测速单元的速度；
列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值。
可选地，在列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿之前，所述方法还包括：
假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端计算列车头尾两端传输数据的延时时延。
可选地，所述假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端计算列车头尾两端传输数据的延时时延，包括：
假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端通过第一公式，计算得到列车头尾两端传输数据的延时时延Tdelay；
其中，所述第一公式为：
a为列车头端将数据发送给列车尾端的发送时间点，b为列车尾端接收到列车头端所发送的数据的接收时间点，c为列车尾端将数据发送给列车头端的发送时间点，d为列车头端接收到列车尾端所发送的数据的接收时间点。
可选地，所述在列车的头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端根据尾端测速单元在预设时间段内的历史周期数据进行加速度平滑处理，获取列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率，包括：
在列车的头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端的尾端测速单元根据过去预设数量个周期的尾端测速单元速度，通过第二公式计算得到列车尾端的历史平均加速度AN，通过第三公式计算得到列车尾端的历史平均冲击率JN；
其中，所述第二公式为：
T为尾端测速单元的工作周期，设当前周期为尾端测速单元的第N个周期，vN为当前周期TN时尾端测速单元中的速度传感器的单元速度；
所述第三公式为：
可选地，所述列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值，包括：
列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，利用第四公式对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值V；
其中，所述第四公式为：
V＝VD+(AN+JN×Tdelay)×Tdelay
VD为列车头端所获取的尾端测速单元的速度，AN为列车尾端的历史平均加速度，JN为列车尾端的历史平均冲击率，Tdelay为列车头尾两端传输数据的延时时延。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的增强列车头尾冗余测速可用性的方法，通过定量分析头尾两端传输延迟，并利用尾端测速的加速度(平滑后)进行速度补偿，可以解决现有技术中在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常、列车头端直接使用尾端测速信息时，由于传输延迟所导致的使用尾端速度精确停车时误认为列车停准但实际欠标的问题，在有传输延迟的情况下通过延迟时间计算和加速度的平滑模拟延迟过程的速度变化规律，提高了当列车头端测速单元故障后使用尾端测速时的精度，当列车使用尾端测速信息时，对于列车的精准对标停车有显著提升，未出现列车实际欠标的情况。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法的流程示意图；
图2是图1所示一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法的信令图；
图3是图1所示一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法中提供的一种计算列车头尾两端传输数据的延时时延的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例提供的一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法。如图1所示，本实施例的增强列车头尾冗余测速可用性的方法，包括：
S1、在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端根据尾端测速单元在预设时间段内的历史周期数据进行加速度平滑处理，获取列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率并发送给列车头端。
可以理解的是，将列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率发送给列车头端，是为了将列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率作为列车头端进行速度补偿的参数。
可以理解的是，为了便于描述，本实施例可以设尾端测速单元在预设时间段内测得的速度如下表1所示：
表1
| 周期 | 尾端测速单元速度 |
| TN-M | vN-M |
| …… | …… |
| TN-1 | vN-1 |
| TN | vN |
其中，设当前周期为第N个周期，即当前周期TN时尾端测速单元中的速度传感器的单元速度为vN，那么上一个周期TN-1时尾端测速单元中的速度传感器的单元速度为vN-1，下一个周期TN+1时尾端测速单元中的速度传感器的单元速度为vN+1，以此类推进行表示，M为正整数，T为系统的工作周期，则由尾端测速单元速度计算的当前周期TN的加速度aN为：
具体地，在所述步骤S1中，在列车的头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端的尾端测速单元可以根据过去预设数量个周期的尾端测速单元速度，通过第二公式计算得到列车尾端的历史平均加速度AN，通过第三公式计算得到列车尾端的历史平均冲击率JN；
其中，所述第二公式为：
T为尾端测速单元的工作周期，设当前周期为尾端测速单元的第N个周期，vN为当前周期TN时尾端测速单元中的速度传感器的单元速度；
所述第三公式为：
S2、列车头端接收列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率后，获取此时尾端测速单元的速度。
S3、列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值。
具体地，在所述步骤S3中，列车头端可以根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，利用第四公式对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值V；
其中，所述第四公式为：
V＝VD+(AN+JN×Tdelay)×Tdelay
VD为列车头端所获取的尾端测速单元的速度，AN为列车尾端的历史平均加速度，JN为列车尾端的历史平均冲击率，Tdelay为列车头尾两端传输数据的延时时延。
在具体应用中，本实施例所述方法的信令图可参考图2。
本实施例提供的一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法，通过定量分析头尾两端传输延迟，并利用尾端测速的加速度(平滑后)进行速度补偿，可以解决现有技术中在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常、列车头端直接使用尾端测速信息时，由于传输延迟所导致的使用尾端速度精确停车时误认为列车停准但实际欠标的问题，在有传输延迟的情况下通过延迟时间计算和加速度的平滑模拟延迟过程的速度变化规律，提高了当列车头端测速单元故障后使用尾端测速时的精度。通过实验，当列车使用尾端测速信息时，对于列车的精准对标停车有显著提升，未出现列车实际欠标的情况。
进一步地，在上述方法实施例的基础上，在上述步骤S3之前，本实施例所述方法还可以包括图中未示出的步骤P：
P、假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端计算列车头尾两端传输数据的延时时延。
具体地，可参考图3，所述步骤P可以具体包括：
假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端通过第一公式，计算得到列车头尾两端传输数据的延时时延Tdelay；
其中，所述第一公式为：
a为列车头端将数据发送给列车尾端的发送时间点，b为列车尾端接收到列车头端所发送的数据的接收时间点，c为列车尾端将数据发送给列车头端的发送时间点，d为列车头端接收到列车尾端所发送的数据的接收时间点。
可以理解的是，延时时延Tdelay为列车头端使用列车尾端测速信息时，做速度补偿的时间参数。
本实施例提供的一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法，通过定量分析头尾两端传输延迟，并利用尾端测速的加速度(平滑后)进行速度补偿，可以解决现有技术中在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常、列车头端直接使用尾端测速信息时，由于传输延迟所导致的使用尾端速度精确停车时误认为列车停准但实际欠标的问题，在有传输延迟的情况下通过延迟时间计算和加速度的平滑模拟延迟过程的速度变化规律，提高了当列车头端测速单元故障后使用尾端测速时的精度，当列车使用尾端测速信息时，对于列车的精准对标停车有显著提升，未出现列车实际欠标的情况。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种增强列车头尾冗余测速可用性的方法，其特征在于，包括：
在列车头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端根据尾端测速单元在预设时间段内的历史周期数据进行加速度平滑处理，获取列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率并发送给列车头端；
列车头端接收列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率后，获取此时尾端测速单元的速度；
列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿之前，所述方法还包括：
假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端计算列车头尾两端传输数据的延时时延。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端计算列车头尾两端传输数据的延时时延，包括：
假设列车头尾两端的传输时间一致，列车头端通过第一公式，计算得到列车头尾两端传输数据的延时时延Tdelay；
其中，所述第一公式为：
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a为列车头端将数据发送给列车尾端的发送时间点，b为列车尾端接收到列车头端所发送的数据的接收时间点，c为列车尾端将数据发送给列车头端的发送时间点，d为列车头端接收到列车尾端所发送的数据的接收时间点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在列车的头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端根据尾端测速单元在预设时间段内的历史周期数据进行加速度平滑处理，获取列车尾端的历史平均加速度和历史平均冲击率，包括：
在列车的头端测速单元发生故障而尾端测速单元正常时，列车尾端的尾端测速单元根据过去预设数量个周期的尾端测速单元速度，通过第二公式计算得到列车尾端的历史平均加速度AN，通过第三公式计算得到列车尾端的历史平均冲击率JN；
其中，所述第二公式为：
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T为尾端测速单元的工作周期，设当前周期为尾端测速单元的第N个周期，vN为当前周期TN时尾端测速单元中的速度传感器的单元速度；
所述第三公式为：
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5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值，包括：
列车头端根据预先计算的列车头尾两端传输数据的延时时延、所述历史平均加速度和历史平均冲击率，利用第四公式对所获取的尾端测速单元的速度进行补偿，获得经过补偿后的列车尾端测速值V；
其中，所述第四公式为：
V＝VD+(AN+JN×Tdelay)×Tdelay
VD为列车头端所获取的尾端测速单元的速度，AN为列车尾端的历史平均加速度，JN为列车尾端的历史平均冲击率，Tdelay为列车头尾两端传输数据的延时时延。
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