CN111191383A - 一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents
一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111191383A CN111191383A CN202010052637.0A CN202010052637A CN111191383A CN 111191383 A CN111191383 A CN 111191383A CN 202010052637 A CN202010052637 A CN 202010052637A CN 111191383 A CN111191383 A CN 111191383A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- train
- current
- speed
- track
- interval
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title abstract description 48
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 29
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
本发明提供了一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备，其中，该方法包括：获取轨道线路信息，根据轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个区间的限制速度；根据列车的动力学参数和区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值；根据轨道线路信息确定里程值对应的列车位置信息，并根据列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。通过本发明实施例提供的仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备，能够得到列车在不同时刻下的位置坐标，多个离散的位置坐标构成了列车运行轨迹，其过程考虑了列车的动力学参数，仿真效果好；且实时确定每个时间点对应的位置坐标，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及轨迹仿真技术领域，具体而言，涉及一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
目前，测速定位技术是磁浮列车实现运行控制的基础，磁浮列车作为一种新型交通工具，与地面无接触摩擦而实现高速运行，且长期工作在强磁环境下，因而其测速定位方法有特殊的要求。
随着卫星定位技术的进一步发展以及多传感器融合技术的成熟，可以依靠其他测速装置弥补卫星定位技术在复杂下可靠性差的缺点，以卫星定位为核心与其他传感器进行组合定位的技术有望能够满足磁浮列车测速定位的要求。因此研究基于卫星的磁浮列车定位性能具有一定的前瞻性。但目前，国内未展开实际相关研究，且国内供实际研究的试验环境还未成熟，开展实际的研究会耗费巨大的成本，故现在一般先在仿真环境下进行相关研究。
目前国内外相关卫星模拟器厂家利用模拟器及其上位机软件即可完成相关场景的搭建。此类软件均可以对磁浮列车运行过程的场景进行搭建，并进行相应的仿真，但由于轨道交通在固定轨道上运行的特殊性，故列车运行线路不是简单的直线或圆曲线。另一方面，在列车运行过程中，由于受力较为复杂，故列车运行中速度的变化不是简单的线性变化。此类仿真软件均未考虑这些因素，导致模拟的磁浮列车线路及运行状况不准确。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备。
第一方面，本发明实施例提供了一种仿真轨迹生成的方法，包括：
获取轨道线路信息，根据所述轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个所述区间的限制速度；
根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值；
根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息，并根据所述列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。
在一种可能的实现方式中，所述根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值包括：
确定在当前时间点ti所述列车所在的当前轨道位置以及所在的当前区间，根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况，所述运行工况包括牵引工况、惰行工况和制动工况；
根据所述运行工况和所述动力学参数确定所述列车在当前时间点ti的受力情况；
根据所述受力情况以及所述列车在当前时间点ti的运行参数确定所述列车在下一时间点ti+1的运行参数，并确定所述列车从所述当前时间点ti至所述下一时间点ti+1的行驶距离li；
根据所述列车在当前时间点ti的里程值Strain_i对所述行驶距离li进行累加，确定所述列车在下一时间点的里程值Strain_i+1；
重复上述过程，直至确定所有时间点对应的里程值。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述列车的当前速度低于所述当前区间的最小限制速度时，或者在所述当前轨道位置对应上坡段时，所述列车为牵引工况；
在所述列车依靠惰行驶入下一区间时的速度小于所述下一区间的限制速度时，或者在所述当前轨道位置与制动点之间的距离大于预设值时，所述列车为惰行工况；
在所述列车的所述当前轨道位置为下坡段、且所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，或者在所述依靠惰行驶入下一区间时的速度大于所述下一区间的限制速度时，或者在所述列车进站停车时，或者在所述列车遇到紧急情况时，所述列车为制动工况。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间不为最后一个区间时，判断所述当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度；
当所述当前区间的限制速度低于下一区间的限制速度时，判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置为下坡段，则所述列车为制动工况；若所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度、且所述列车的当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况；否则为牵引工况。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间不为最后一个区间时，判断所述当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度；
当所述当前区间的限制速度不低于下一区间的限制速度时，预先确定到达下一区间的起始点的第一制动距离，并判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离大于所述第一制动距离、且所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况，否则所述列车为制动工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度小于所述当前区间的最小限制速度，则所述列车为牵引工况；若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度，则判断所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离是否大于所述第一制动距离；
在所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离不大于所述第一制动距离时，所述列车为制动工况；在所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离大于所述第一制动距离时，若当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况，否则为牵引工况。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间为最后一个区间时，预先确定到达终点的第二制动距离，设置第一速度阈值和第二速度阈值，且所述第一速度阈值大于所述第二速度阈值；
判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离、且所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况；若所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离、且所述当前轨道位置为下坡段，则所述列车为再生制动工况；在所述当前轨道位置与终点之间的距离不大于所述第二制动距离时，若所述列车的当前速度不小于所述第一速度阈值，则所述列车为再生制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第一速度阈值、并不小于所述第二速度阈值，则所述列车为反接制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第二速度阈值，则所述列车为空气制动工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度小于所述当前区间的最小限制速度，则所述列车为牵引工况；若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度，则判断所述当前轨道位置与终点之间的距离是否大于所述第二制动距离；
在所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离时，若当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况，否则为牵引工况；在所述当前轨道位置与终点之间的距离不大于所述第二制动距离时，若所述列车的当前速度不小于所述第一速度阈值，则所述列车为再生制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第一速度阈值、并不小于所述第二速度阈值，则所述列车为反接制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第二速度阈值，则所述列车为空气制动工况。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息包括：
根据所述轨道线路信息中的轨道离散点的地理坐标确定相邻两个轨道离散点之间的距离dj，并根据第j-1个轨道离散点的公里标Strack_j-1确定第j个轨道离散点的公里标Strack_j，且Strack_j＝Strack_j-1+dj；
根据所述里程值确定两个相邻的有效轨道离散点，所述里程值位于两个所述有效轨道离散点的公里标之间；
根据两个所述有效轨道离散点的地理坐标确定所述里程值对应的列车位置信息。
在一种可能的实现方式中，所述根据两个所述有效轨道离散点的地理坐标确定所述里程值对应的列车位置信息包括：
确定两个有效轨道离散点的地理坐标，两个地理坐标分别为：(Xtrack_k,Ytrack_k,Ztrack_k)、(Xtrack_k+1,Ytrack_k+1,Ztrack_k+1)；
确定里程值Strain_i对应的列车位置信息(Xtrain_i,Ytrain_i,Ztrain_i)，且：
其中，Strack_k表示第k个轨道离散点的公里标，且第k个轨道离散点为所述里程值Strain_i对应的一个有效轨道离散点。
第二方面，本发明实施例还提供了一种仿真轨迹生成的装置，包括：
获取模块，用于获取轨道线路信息，根据所述轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个所述区间的限制速度；
里程值确定模块，用于根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值；
轨迹生成模块，用于根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息，并根据所述列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于上述任意一项所述的仿真轨迹生成的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任意一项所述的仿真轨迹生成的方法。
本发明实施例上述第一方面提供的方案中，在仿真过程中将列车的运行过程分为多个时间点，利用轨道线路信息等依次确定每个时间点的里程值，进而可以确定每个时间点时列车所在的位置，从而可以生成能够表示列车运行状态的列车运行轨迹。该方式通过仿真的方式能够得到列车在不同时刻下的位置坐标，多个离散的位置坐标构成了列车运行轨迹，其过程考虑了列车的动力学参数，仿真效果好；且实时确定每个时间点对应的位置坐标，精度高。之后还可以将与该列车运行轨迹相关的信息按照相关仿真软件的格式要求存储为文件，可用于磁浮列车相关场景的仿真，为后续仿真提供参考。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种仿真轨迹生成的方法的流程图；
图2示出了本发明实施例所提供的仿真轨迹生成的方法中，确定列车的运行工况的第一方法流程图；
图3示出了本发明实施例所提供的仿真轨迹生成的方法中，确定列车的运行工况的第二方法流程图；
图4示出了本发明实施例所提供的仿真轨迹生成的方法中，确定列车的运行工况的第三方法流程图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种仿真轨迹生成的装置的结构示意图；
图6示出了本发明实施例所提供的用于执行仿真轨迹生成的方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供的一种仿真轨迹生成的方法，参见图1所示，包括：
步骤101：获取轨道线路信息，根据轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个区间的限制速度。
本发明实施例中，轨道线路信息为预先存储的与轨道线路相关的信息。其中，多个轨道离散点组成了整个轨道线路，该轨道线路信息中具体包含轨道线路上多个轨道离散点的信息，具体包括轨道离散点的地理坐标、轨道曲率、坡度等；之后根据该轨道线路信息中包含的技术参数即可确定每一段的限制速度，并根据不同的限制速度将完整的轨道线路划分为多个区间。
可选的，由于目前部分轨道线路的限制速度会由线路设计相关部门计算发布，此时的轨道线路信息中可以包含相应的限制速度，此时只需要基于该限制速度进行区间划分即可。
步骤102：根据列车的动力学参数和区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值。
本发明实施例中，在仿真过程中，按照时间将列车运行过程进行划分，从而可以提取出列车运行过程中的多个时间点，例如以1秒为间隔进行提取等。根据列车的动力学参数可以实时确定列车的受力情况，从而确定列车的加速度；同时将列车在该时间间隔内的运动状态看作匀加速运动，则基于列车的速度(列车的初始速度为零)即可确定列车在该时间间隔内的移动距离，进而通过累加的方式可以依次确定列车在每个时间点的总移动距离，即里程值。
可选的，上述步骤102“根据列车的动力学参数和区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值”包括：
步骤A1：确定在当前时间点ti列车所在的当前轨道位置以及所在的当前区间，根据当前轨道位置和当前区间的限制速度确定列车的运行工况，运行工况包括牵引工况、惰行工况和制动工况。
本发明实施例中，第一个时间点t1对应列车的初始位置，此时列车的里程值为零，速度为零，之后基于该第一个时间点t1的相关参数(里程值、速度等)来确定第二个时间点t2对应的相关参数，之后再基于第二个时间点t2的参数计算第三个时间点t3的相关参数，依次类推。即在当前时间点ti，可以确定列车当前的里程值Strain_i，基于该当前的里程值Strain_i与轨道线路信息中轨道离散点的位置关系即可确定当前时间点ti所对应的轨道位置，即当前轨道位置，并可以确定该当前轨道位置所在的区间，即当前区间。之后基于列车的当前速度以及当前轨道位置的相关信息即可确定列车应当处于哪一种运行工况，从而方便后续进行受力分析。
步骤A2：根据运行工况和动力学参数确定列车在当前时间点ti的受力情况。
本发明实施例中，列车运行工况确定后，可以确定列车合力的组成。例如，牵引工况：牵引力和空气阻力的合力；惰行工况：空气阻力；制动工况：制动力和空气阻力的合力。其中，列车的动力学参数包括列车质量、列车牵引性能、列车制动性能等，基于该动力学参数可以确定牵引力和制动力。具体的，可以使用列车牵引、制动特性曲线来模拟列车牵引力、制动力的输出；空气阻力也是与列车速度有关的力。通过列车运行工况和列车速度可以计算出当前列车合力，从而完成受力分析，之后根据列车合力及列车质量，可以进一步计算出列车加速度；在一个时间间隔内认为列车做匀速加速运动，通过当前时间点列车速度、里程值及计算得到的列车加速度，可完成对下一时间点列车速度和里程值的更新。
步骤A3：根据受力情况以及列车在当前时间点ti的运行参数确定列车在下一时间点ti+1的运行参数，并确定列车从当前时间点ti至下一时间点ti+1的行驶距离li。
本发明实施例中，在完成受力分析之后即可确定列车的加速度，同时，列车在当前时间点ti的运行参数(例如当前速度等)是已知的；将从当前时间点ti至下一时间点ti+1之间的运行状态作为匀加速运动，则可以确定列车从当前时间点ti至下一时间点ti+1的行驶距离li。
步骤A4：根据列车在当前时间点ti的里程值Strain_i对行驶距离li进行累加，确定列车在下一时间点ti+1的里程值Strain_i+1。
本发明实施例中，由于列车初始里程值为零，即列车在当前时间点ti的里程值Strain_i是已知的，故通过累加距离的方式即可确定列车在下一时间点ti+1的里程值Strain_i+1，且Strain_i+1＝Strain_i+li。其中，列车的里程值表示列车沿着轨道线路所行驶的距离。
步骤A5：重复上述过程，直至确定所有时间点对应的里程值。
本发明实施例中，按照列车沿轨道线路形式的过程，即按照时间顺序，从第一个时间点t1开始，可以依次确定该列车在每个时间点下的里程值，直至列车行驶至终点。
步骤103：根据轨道线路信息确定里程值对应的列车位置信息，并根据列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。
本发明实施例中，如上所述，列车的里程值只用于表示该列车沿轨道线路行驶的距离，但是由于轨道线路并不是规则的直线或曲线，即列车在每个时间点的位置坐标并不能直接确定，只是该位置坐标位于轨道线路上。本实施例中轨道线路信息中包含多个轨道离散点的地理坐标，基于该地理坐标以及列车的里程值可以确定该里程值在轨道线路上的位置坐标，即可以确定列车位置信息。在确定所有时间点对应的列车位置信息之后，即可生成列车运行轨迹，且该列车运行轨迹可以表示列车运行状态，例如可以表示列车的时间-位置之间的关系；由于也可以确定每个时间点的速度，也可以表示列车的时间-速度之间的关系等。
本发明实施例提供的一种仿真轨迹生成的方法，在仿真过程中将列车的运行过程分为多个时间点，利用轨道线路信息等依次确定每个时间点的里程值，进而可以确定每个时间点时列车所在的位置，从而可以生成能够表示列车运行状态的列车运行轨迹。该方式通过仿真的方式能够得到列车在不同时刻下的位置坐标，多个离散的位置坐标构成了列车运行轨迹，其过程考虑了列车的动力学参数，仿真效果好；且实时确定每个时间点对应的位置坐标，精度高。之后还可以将与该列车运行轨迹相关的信息按照相关仿真软件的格式要求存储为文件，可用于磁浮列车相关场景的仿真，为后续仿真提供参考。
在上述实施例的基础上，上述步骤A1“根据当前轨道位置和当前区间的限制速度确定列车的运行工况”包括：
步骤A11：在列车的当前速度低于当前区间的最小限制速度时，或者在当前轨道位置对应上坡段时，列车为牵引工况。
步骤A12：在列车依靠惰行驶入下一区间时的速度小于下一区间的限制速度时，或者在当前轨道位置与制动点之间的距离大于预设值时，列车为惰行工况。
步骤A13：在列车的当前轨道位置为下坡段、且列车的当前速度大于当前区间的最大限制速度时，或者在依靠惰行驶入下一区间时的速度大于下一区间的限制速度时，或者在列车进站停车时，或者在列车遇到紧急情况时，列车为制动工况。
本发明实施例中，轨道线路的每个区间设有限制速度，该限制速度可以包括最大限制速度和最小限制速度，由最大限制速度和最小限制速度形成速度范围，只要列车的当前速度在该速度范围内即可。基于列车的当前速度和列车当前所处的位置(即当前轨道位置)即可确定列车所处的工况，具体判断依据可参见上述步骤A11-A13所示。其中，上述步骤A11-A13只是粗略说明运行工况的确定规则。当列车处于不同的区间时，该规则也可以稍有不同。
具体的，在确定运行工况的过程中，首先判断列车所处的当前区间是否为最后一个区间，若当前区间不是最后一个区间时，参见图2所示，上述步骤A1“根据当前轨道位置和当前区间的限制速度确定列车的运行工况”包括：
步骤201：在当前区间不为最后一个区间时，判断当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度，若是，则继续步骤202；若否，则继续其他的工况判别过程。
本发明实施例中，下一区间为与当前区间相邻的下一个区间，每个区间均设有相应的限制速度，基于限制速度的大小即可确定当前区间和下个区间的速度关系，即可以确定列车是否是从低速区间驶向高速区间。其中，由于限制速度可以包含最大限制速度和最小限制速度，此处步骤201中可以基于最大限制速度进行判断。若当前区间的限制速度不低于下一区间的限制速度，即当列车从高速区间驶向低速区间时，采用其他的判断逻辑，具体可参见后续的图3所示。
步骤202：当该当前区间的限制速度低于下一区间的限制速度时，判断列车的当前速度是否大于当前区间的最大限制速度；若是，则继续步骤203，否则继续步骤204。
本发明实施例中，在初始状态下，列车的速度为零，即对于第1个时间点，V1＝0；当前时间点为第i个时间点，相应的当前速度为Vi。若当前速度Vi大于当前区间的最大限制速度Vmax，则说明此时列车超速，并继续后续步骤203；否则继续步骤204。
步骤203：在列车的当前速度大于当前区间的最大限制速度时，判断当前轨道位置是否为下坡段；若当前轨道位置为下坡段，则列车为制动工况；若当前轨道位置不为下坡段，则列车为惰行工况。
本实施例中，若当前为下坡段，则需要利用制动工况减速；若当前不为下坡段，则可以利用空气阻力等进行减速，即采用惰行工况即可。
步骤204：在列车的当前速度不大于当前区间的最大限制速度时，判断列车的当前速度是否小于当前区间的最小限制速度。若是，则列车为牵引工况，若否，则继续步骤205。
步骤205：判断列车的当前加速度是否大于零，若列车的当前速度不小于当前区间的最小限制速度、且列车的当前加速度不大于零，则列车为惰行工况；若列车的当前加速度大于零，则列车为牵引工况。
本发明实施例中，若当前速度Vi小于当前区间的最小限制速度Vmin，则说明列车速度较低，需要靠牵引力保证列车速度在正常范围内，即列车为牵引工况。若当前速度Vi不小于最下限制速度Vmin，则说明该列车的当前速度正常，此时若列车的当前加速度大于零，则说明有外力作用至该列车，此时可以将列车认为处于牵引工况；相反，若当前加速度不大于零，则可认为此时不存在牵引力，即列车正常惰行即可，此时处于惰行工况。
本实施例中，在确定列车的运行工况之后，即可继续后续步骤，即确定列车在第i+1个时间点的里程值Strain_i+1，同时还可以确定列车在第i+1个时间点的速度Vi+1，之后对i进行加一处理，进入下一时间点的处理流程。
可选的，当在上述步骤201中确定列车为从高速区间驶向低速区间时，参见图3所示，上述步骤A1“根据当前轨道位置和当前区间的限制速度确定列车的运行工况”包括：
步骤301：在当前区间不为最后一个区间时，判断当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度。
本发明实施例中，该步骤301与上述的步骤201本质上是相同的。当在步骤301中确定当前区间的限制速度低于下一区间的限制速度，则进入其他情形的工况判别过程，即可以继续上述的步骤202。
步骤302：当该当前区间的限制速度不低于下一区间的限制速度时，预先确定到达下一区间的起始点的第一制动距离。
本发明实施例中，当该当前区间的限制速度不低于下一区间的限制速度时，说明列车此时由高速区间驶向低速区间，在距离低速区间一定距离时需要减速以避免列车在进入下一区间时超速，该距离即为第一制动距离。具体的，低速区间的起始点与轨道线路起点之间的里程值为Strain_i+1,，利用所选列车的制动力特性曲线及空气阻力计算公式，可以反向计算列车的加速度a，通过对加速度a的迭代计算，即可得到反向速度距离曲线，作该曲线与当前区间的最高限制速度的交点，该交点称为列车的制动点，该制动点与低速区间的起始点之间的距离即为高速区间到低速区间制动距离的估计值了，该估计值即可作为第一制动距离；可选的，为了保证列车从高速区间驶向低速区间时，速度不超过低速区间最大限制速度，在以上估计值的基础上可以保留一定的裕量L，即第一制动距离为该估计值与裕量L之和，列车在距离制动点还有L远时就开始进行制动。
步骤303：判断列车的当前速度是否大于当前区间的最大限制速度；若是，则继续步骤304，否则继续步骤306。
本发明实施例中，步骤303与上述步骤202类似，当前时间点为第i个时间点，相应的当前速度为Vi。若当前速度Vi大于当前区间的最大限制速度Vmax，则说明此时列车超速，并继续后续步骤304；否则继续步骤306。
步骤304：在列车的当前速度大于当前区间的最大限制速度时，判断当前轨道位置与下一区间的起始点之间的距离大于第一制动距离；若否，则列车为制动工况；若否，则继续步骤305。
本发明实施例中，若当前轨道位置与下一区间的起始点之间的距离不大于第一制动距离，则说明列车距离下一区间的起始点较近，此时需要尽快制动以保证列车进入下一区间时的速度不超过下一区间的最大限制速度。若否，则说明列车还未到达制动点，此时可以依据实际情况而定，具体参见下述步骤305。
步骤305：判断当前轨道位置是否为下坡段，若当前轨道位置与下一区间的起始点之间的距离大于第一制动距离、且当前轨道位置不为下坡段，则列车为惰行工况；若是下坡段，则列车为制动工况。
本发明实施例中，若当前列车处于下坡段，为了避免列车超速，则列车应为制动工况；相反的，若列车不在下坡段，则允许以惰行工况运行。
步骤306：在列车的当前速度不大于当前区间的最大限制速度时，判断列车的当前速度是否小于当前区间的最小限制速度。若列车的当前速度小于当前区间的最小限制速度，则列车为牵引工况；若否，则继续步骤307。
步骤307：若列车的当前速度不小于当前区间的最小限制速度，则判断当前轨道位置与下一区间的起始点之间的距离是否大于第一制动距离；在当前轨道位置与下一区间的起始点之间的距离不大于第一制动距离时，列车为制动工况；若大于第一制动距离，则继续步骤308。
步骤308：判断列车的当前加速度是否大于零，若当前加速度不大于零，则列车为惰行工况，否则为牵引工况。
本发明实施例中，若当前速度Vi小于当前区间的最小限制速度Vmin，则说明列车速度较低，需要靠牵引力保证列车速度在正常范围内，即列车为牵引工况。若当前速度Vi不小于最下限制速度Vmin，则说明该列车的当前速度正常，此时若列车距离第一区间的起始点较近(即不大于第一制动距离)，需要对列车制动，即列车为制动工况。当列车距离第一区间的起始点较远时，若列车的当前加速度大于零，则说明有外力作用至该列车，此时可以将列车认为处于牵引工况；相反，若当前加速度不大于零，则可认为此时不存在牵引力，即列车正常惰行即可，此时处于惰行工况。在确定列车的运行工况之后，与图2所示的实施例类似，对i进行加一处理，进入下一时间点的处理流程。
可选的，若当前区间为最后一个区间，参见图4所示，上述步骤A1“根据当前轨道位置和当前区间的限制速度确定列车的运行工况”包括：
步骤401：在当前区间为最后一个区间时，预先确定到达终点的第二制动距离，设置第一速度阈值和第二速度阈值，且第一速度阈值大于第二速度阈值。
本发明实施例中，当列车进入最后一个区间时，可以确定列车进入该最后一个区间时的初始速度，基于该初始速度即可确定之后每个时间点的速度和里程值等。同时，设置在最后一个区间使用的第二制动距离，计算第二制动距离的过程与上述计算第一制动距离的过程类似，此处不做赘述；其中，此处的“终点”指的是轨道线路的终点。此外，本实施例中的制动工况具体可以分为再生制动、反接制动、空气制动等多种工况，通过设置两个速度阈值来具体选择采用何种制动工况。其中，第一速度阈值为Vd1，第二速度阈值为Vd2，且Vd1＞Vd2。
步骤402：判断列车的当前速度是否大于当前区间的最大限制速度；若是，则继续步骤403，否则继续步骤405。
本发明实施例中，步骤402与上述步骤303类似，当前时间点为第i个时间点，相应的当前速度为Vi。若当前速度Vi大于当前区间的最大限制速度Vmax，则说明此时列车超速，并继续后续步骤403；否则继续步骤405。
步骤403：在列车的当前速度大于当前区间的最大限制速度时，判断当前轨道位置与终点之间的距离是否大于第二制动距离；若大于第二制动距离，则继续步骤404，否则继续步骤407。
本发明实施例中，若当前轨道位置与下一区间的起始点之间的距离不大于第一制动距离，则说明列车距离下一区间的起始点较近，此时需要尽快制动以保证列车进入下一区间时的速度不超过下一区间的最大限制速度，即列车为制动工况，此时具体为何种制动工况可以依据后续步骤407等确定。若否，则说明列车还未到达制动点，此时可以依据实际情况而定，具体参见下述步骤404。
步骤404：判断当前轨道位置是否为下坡段，若当前轨道位置与终点之间的距离大于第二制动距离、且当前轨道位置不为下坡段，则列车为惰行工况；若当前轨道位置与终点之间的距离大于第二制动距离、且当前轨道位置为下坡段，则列车为再生制动工况。
步骤405：在列车的当前速度不大于当前区间的最大限制速度时，判断列车的当前速度是否小于当前区间的最小限制速度。若列车的当前速度小于当前区间的最小限制速度，则列车为牵引工况；若列车的当前速度不小于当前区间的最小限制速度，则继续步骤406。
步骤406：判断当前轨道位置与终点之间的距离是否大于第二制动距离；若大于第二制动距离，则继续步骤409，否则继续步骤407。
本发明实施例中，该步骤406与上述的步骤403本质上相同。
步骤407：判断列车的当前速度Vi是否小于第一速度阈值Vd1，若列车的当前速度不小于第一速度阈值，则列车为再生制动工况；若列车的当前速度小于第一速度阈值，则继续步骤408。
步骤408：判断列车的当前速度Vi是否小于第二速度阈值Vd2，若当前速度不小于第二速度阈值，则列车为反接制动工况；若列车的当前速度小于第二速度阈值，则列车为空气制动工况。
步骤409：判断列车的当前加速度是否大于零，若当前加速度不大于零，则列车为惰行工况，否则为牵引工况。
本发明实施例中，若当前速度Vi小于当前区间的最小限制速度Vmin，则说明列车速度较低，需要靠牵引力保证列车速度在正常范围内，即列车为牵引工况。若当前速度Vi不小于最下限制速度Vmin，则说明该列车的当前速度正常，此时基于列车与终点之间的距离以及列车当前速度可以确定列车具体为何种工况。同样的，在确定列车的运行工况之后，对i进行加一处理，进入下一时间点的处理流程，直至确定最后一个时间点的运动参数，即直至列车到达终点。
本发明实施例中，基于列车所处的位置(即当前轨道位置)、列车的当前速度、列车的动力学参数等实时确定列车的运行工况，该方式考虑了列车的复杂工况，判断结果更加准确，进而使得后续仿真得到的列车运行轨迹也更符合实际情况。
在上述实施例的基础上，上述步骤103“根据轨道线路信息确定里程值对应的列车位置信息”包括：
步骤B1：根据轨道线路信息中的轨道离散点的地理坐标确定相邻两个轨道离散点之间的距离dj，并根据第j-1个轨道离散点的公里标Strack_j-1确定第j个轨道离散点的公里标Strack_j，且Strack_j＝Strack_j-1+dj。
本发明实施例中，轨道线路信息中包含轨道离散点的地理坐标，基于该地理坐标即可计算相邻两个轨道离散点在轨道线路方向上的行驶距离，进而通过累加的方式确定每个轨道离散点与轨道线路起点之间的距离。具体的，该地理坐标可以以经度、纬度、高度的方式存储，之后将其转换为空间直角坐标系下的坐标值，从而可以计算相邻两个轨道离散点之间的距离。该地理坐标也可以是空间直角坐标系下的坐标值，本实施例对此不做限定。
本发明实施例中，距离dj表示第j个轨道离散点与第j-1个轨道离散点之间的距离，且d1＝0。当j＝1时，表示轨道离散点的起点，此时的公里标Strack_1＝0；之后对j进行加一处理，从而可以依次确定每个轨道离散点的公里标。
步骤B2：根据里程值确定两个相邻的有效轨道离散点，该里程值位于两个有效轨道离散点的公里标之间。
本发明实施例中，轨道线路信息中包含的轨道离散点数量有限，且在仿真过程中在不同时刻确定的列车位置点也不一定正好位于轨道离散点上，此时需要基于轨道离散点的地理坐标来确定该列车位置点的坐标。本实施例中基于列车位置点的里程值与轨道离散点的公里标之间的大小关系来选取所需的轨道离散点。
具体的，对于第i个时间点的轨道位置点，其里程值为Strain_i，此时寻找满足Strain_k≤Strain_i≤Strain_k+1的k值，此时，第k个和第k+1个轨道离散点即为该第i个时间点的轨道位置点的有效轨道离散点。
步骤B3：根据两个有效轨道离散点的地理坐标确定里程值对应的列车位置信息。
本发明实施例中，基于里程值与公里标之间的大小关系来确定列车位置点与轨道离散点之间的位置关系。具体的，上述步骤B3“根据两个有效轨道离散点的地理坐标确定里程值对应的列车位置信息”包括：
确定两个有效轨道离散点的地理坐标，两个地理坐标分别为：(Xtrack_k,Ytrack_k,Ztrack_k)、(Xtrack_k+1,Ytrack_k+1,Ztrack_k+1)；确定里程值Strain_i对应的列车位置信息(Xtrain_i,Ytrain_i,Ztrain_i)，且：
其中，Strack_k表示第k个轨道离散点的公里标，且第k个轨道离散点为里程值Strain_i对应的一个有效轨道离散点。
本发明实施例中，第k个和第k+1个轨道离散点为与里程值Strain_i对应的有效轨道离散点，将两个有效轨道离散点之间的路程作为直线，即可基于公里标Strack_k与里程值Strain_i等确定该列车位置点的坐标，即可以确定列车位置信息，之后，列车每个时间点下的列车位置点即可构成该列车的运行轨迹。其中，两个有效轨道离散点的地理坐标具体可以是空间直角坐标系下的坐标。
本发明实施例中，提供的一种仿真轨迹生成的方法，在仿真过程中将列车的运行过程分为多个时间点，利用轨道线路信息等依次确定每个时间点的里程值，进而可以确定每个时间点时列车所在的位置，从而可以生成能够表示列车运行状态的列车运行轨迹。该方式通过仿真的方式能够得到列车在不同时刻下的位置坐标，多个离散的位置坐标构成了列车运行轨迹，其过程考虑了列车的动力学参数，仿真效果好；且实时确定每个时间点对应的位置坐标，精度高。之后还可以将与该列车运行轨迹相关的信息按照相关仿真软件的格式要求存储为文件，可用于磁浮列车相关场景的仿真，为后续仿真提供参考。该方式考虑了列车的复杂工况，判断结果更加准确，进而使得后续仿真得到的列车运行轨迹也更符合实际情况。
以上详细介绍了仿真轨迹生成的方法的流程，该方法也可以通过相应的装置实现，下面详细介绍该装置的结构和功能。
本发明实施例提供的一种仿真轨迹生成的装置，参见图5所示，包括：
获取模块51，用于获取轨道线路信息，根据所述轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个所述区间的限制速度；
里程值确定模块52，用于根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值；
轨迹生成模块53，用于根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息，并根据所述列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。
在上述实施例的基础上，所述里程值确定模块52用于：
确定在当前时间点ti所述列车所在的当前轨道位置以及所在的当前区间，根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况，所述运行工况包括牵引工况、惰行工况和制动工况；
根据所述运行工况和所述动力学参数确定所述列车在当前时间点ti的受力情况；
根据所述受力情况以及所述列车在当前时间点ti的运行参数确定所述列车在下一时间点ti+1的运行参数，并确定所述列车从所述当前时间点ti至所述下一时间点ti+1的行驶距离li；
根据所述列车在当前时间点ti的里程值Strain_i对所述行驶距离li进行累加，确定所述列车在下一时间点的里程值Strain_i+1；
重复上述过程，直至确定所有时间点对应的里程值。
在上述实施例的基础上，所述里程值确定模块52根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述列车的当前速度低于所述当前区间的最小限制速度时，或者在所述当前轨道位置对应上坡段时，所述列车为牵引工况；
在所述列车依靠惰行驶入下一区间时的速度小于所述下一区间的限制速度时，或者在所述当前轨道位置与制动点之间的距离大于预设值时，所述列车为惰行工况；
在所述列车的所述当前轨道位置为下坡段、且所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，或者在所述依靠惰行驶入下一区间时的速度大于所述下一区间的限制速度时，或者在所述列车进站停车时，或者在所述列车遇到紧急情况时，所述列车为制动工况。
在上述实施例的基础上，所述里程值确定模块52根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间不为最后一个区间时，判断所述当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度；
当所述当前区间的限制速度低于下一区间的限制速度时，判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置为下坡段，则所述列车为制动工况；若所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度、且所述列车的当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况；否则为牵引工况。
在上述实施例的基础上，所述里程值确定模块52根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间不为最后一个区间时，判断所述当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度；
当所述当前区间的限制速度不低于下一区间的限制速度时，预先确定到达下一区间的起始点的第一制动距离，并判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离大于所述第一制动距离、且所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况，否则所述列车为制动工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度小于所述当前区间的最小限制速度，则所述列车为牵引工况；若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度，则判断所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离是否大于所述第一制动距离；
在所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离不大于所述第一制动距离时，所述列车为制动工况；在所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离大于所述第一制动距离时，若当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况，否则为牵引工况。
在上述实施例的基础上，所述里程值确定模块52根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间为最后一个区间时，预先确定到达终点的第二制动距离，设置第一速度阈值和第二速度阈值，且所述第一速度阈值大于所述第二速度阈值；
判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离、且所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况；若所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离、且所述当前轨道位置为下坡段，则所述列车为再生制动工况；在所述当前轨道位置与终点之间的距离不大于所述第二制动距离时，若所述列车的当前速度不小于所述第一速度阈值，则所述列车为再生制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第一速度阈值、并不小于所述第二速度阈值，则所述列车为反接制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第二速度阈值，则所述列车为空气制动工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度小于所述当前区间的最小限制速度，则所述列车为牵引工况；若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度，则判断所述当前轨道位置与终点之间的距离是否大于所述第二制动距离；
在所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离时，若当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况，否则为牵引工况；在所述当前轨道位置与终点之间的距离不大于所述第二制动距离时，若所述列车的当前速度不小于所述第一速度阈值，则所述列车为再生制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第一速度阈值、并不小于所述第二速度阈值，则所述列车为反接制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第二速度阈值，则所述列车为空气制动工况。
在上述实施例的基础上，所述轨迹生成模块53根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息包括：
根据所述轨道线路信息中的轨道离散点的地理坐标确定相邻两个轨道离散点之间的距离dj，并根据第j-1个轨道离散点的公里标Strack_j-1确定第j个轨道离散点的公里标Strack_j，且Strack_j＝Strack_j-1+dj；
根据所述里程值确定两个相邻的有效轨道离散点，所述里程值位于两个所述有效轨道离散点的公里标之间；
根据两个所述有效轨道离散点的地理坐标确定所述里程值对应的列车位置信息。
在上述实施例的基础上，所述轨迹生成模块53根据两个所述有效轨道离散点的地理坐标确定所述里程值对应的列车位置信息包括：
确定两个有效轨道离散点的地理坐标，两个地理坐标分别为：(Xtrack_k,Ytrack_k,Ztrack_k)、(Xtrack_k+1,Ytrack_k+1,Ztrack_k+1)；
确定里程值Strain_i对应的列车位置信息(Xtrain_i,Ytrain_i,Ztrain_i)，且：
其中，Strack_k表示第k个轨道离散点的公里标，且第k个轨道离散点为所述里程值Strain_i对应的一个有效轨道离散点。
本发明实施例中，提供的一种仿真轨迹生成的装置，在仿真过程中将列车的运行过程分为多个时间点，利用轨道线路信息等依次确定每个时间点的里程值，进而可以确定每个时间点时列车所在的位置，从而可以生成能够表示列车运行状态的列车运行轨迹。该方式通过仿真的方式能够得到列车在不同时刻下的位置坐标，多个离散的位置坐标构成了列车运行轨迹，其过程考虑了列车的动力学参数，仿真效果好；且实时确定每个时间点对应的位置坐标，精度高。之后还可以将与该列车运行轨迹相关的信息按照相关仿真软件的格式要求存储为文件，可用于磁浮列车相关场景的仿真，为后续仿真提供参考。该方式考虑了列车的复杂工况，判断结果更加准确，进而使得后续仿真得到的列车运行轨迹也更符合实际情况。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，其包含用于执行上述的仿真轨迹生成的方法的程序，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的方法。
其中，所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。
图6示出了本发明的另一个实施例的一种电子设备的结构框图。所述电子设备1100可以是具备计算能力的主机服务器、个人计算机PC、或者可携带的便携式计算机或终端等。本发明具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。
该电子设备1100包括至少一个处理器(processor)1110、通信接口(Communications Interface)1120、存储器(memory array)1130和总线1140。其中，处理器1110、通信接口1120、以及存储器1130通过总线1140完成相互间的通信。
通信接口1120用于与网元通信，其中网元包括例如虚拟机管理中心、共享存储等。
处理器1110用于执行程序。处理器1110可能是一个中央处理器CPU，或者是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器1130用于可执行的指令。存储器1130可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器1130也可以是存储器阵列。存储器1130还可能被分块，并且所述块可按一定的规则组合成虚拟卷。存储器1130存储的指令可被处理器1110执行，以使处理器1110能够执行上述任意方法实施例中的仿真轨迹生成的方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种仿真轨迹生成的方法，其特征在于，包括：
获取轨道线路信息，根据所述轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个所述区间的限制速度；
根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值；
根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息，并根据所述列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值包括：
确定在当前时间点ti所述列车所在的当前轨道位置以及所在的当前区间，根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况，所述运行工况包括牵引工况、惰行工况和制动工况；
根据所述运行工况和所述动力学参数确定所述列车在当前时间点ti的受力情况；
根据所述受力情况以及所述列车在当前时间点ti的运行参数确定所述列车在下一时间点ti+1的运行参数，并确定所述列车从所述当前时间点ti至所述下一时间点ti+1的行驶距离li；
根据所述列车在当前时间点ti的里程值Strain_i对所述行驶距离li进行累加，确定所述列车在下一时间点的里程值Strain_i+1；
重复上述过程，直至确定所有时间点对应的里程值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述列车的当前速度低于所述当前区间的最小限制速度时，或者在所述当前轨道位置对应上坡段时，所述列车为牵引工况；
在所述列车依靠惰行驶入下一区间时的速度小于所述下一区间的限制速度时，或者在所述当前轨道位置与制动点之间的距离大于预设值时，所述列车为惰行工况；
在所述列车的所述当前轨道位置为下坡段、且所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，或者在所述依靠惰行驶入下一区间时的速度大于所述下一区间的限制速度时，或者在所述列车进站停车时，或者在所述列车遇到紧急情况时，所述列车为制动工况。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间不为最后一个区间时，判断所述当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度；
当所述当前区间的限制速度低于下一区间的限制速度时，判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置为下坡段，则所述列车为制动工况；若所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度、且所述列车的当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况；否则为牵引工况。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间不为最后一个区间时，判断所述当前区间的限制速度是否低于下一区间的限制速度；
当所述当前区间的限制速度不低于下一区间的限制速度时，预先确定到达下一区间的起始点的第一制动距离，并判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离大于所述第一制动距离、且所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况，否则所述列车为制动工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度小于所述当前区间的最小限制速度，则所述列车为牵引工况；若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度，则判断所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离是否大于所述第一制动距离；
在所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离不大于所述第一制动距离时，所述列车为制动工况；在所述当前轨道位置与所述下一区间的起始点之间的距离大于所述第一制动距离时，若当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况，否则为牵引工况。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前轨道位置和所述当前区间的限制速度确定所述列车的运行工况包括：
在所述当前区间为最后一个区间时，预先确定到达终点的第二制动距离，设置第一速度阈值和第二速度阈值，且所述第一速度阈值大于所述第二速度阈值；
判断所述列车的当前速度是否大于所述当前区间的最大限制速度；
在所述列车的当前速度大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离、且所述当前轨道位置不为下坡段，则所述列车为惰行工况；若所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离、且所述当前轨道位置为下坡段，则所述列车为再生制动工况；在所述当前轨道位置与终点之间的距离不大于所述第二制动距离时，若所述列车的当前速度不小于所述第一速度阈值，则所述列车为再生制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第一速度阈值、并不小于所述第二速度阈值，则所述列车为反接制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第二速度阈值，则所述列车为空气制动工况；
在所述列车的当前速度不大于所述当前区间的最大限制速度时，若所述列车的当前速度小于所述当前区间的最小限制速度，则所述列车为牵引工况；若所述列车的当前速度不小于所述当前区间的最小限制速度，则判断所述当前轨道位置与终点之间的距离是否大于所述第二制动距离；
在所述当前轨道位置与终点之间的距离大于所述第二制动距离时，若当前加速度不大于零，则所述列车为惰行工况，否则为牵引工况；在所述当前轨道位置与终点之间的距离不大于所述第二制动距离时，若所述列车的当前速度不小于所述第一速度阈值，则所述列车为再生制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第一速度阈值、并不小于所述第二速度阈值，则所述列车为反接制动工况；若所述列车的当前速度小于所述第二速度阈值，则所述列车为空气制动工况。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息包括：
根据所述轨道线路信息中的轨道离散点的地理坐标确定相邻两个轨道离散点之间的距离dj，并根据第j-1个轨道离散点的公里标Strack_j-1确定第j个轨道离散点的公里标Strack_j，且Strack_j＝Strack_j-1+dj；
根据所述里程值确定两个相邻的有效轨道离散点，所述里程值位于两个所述有效轨道离散点的公里标之间；
根据两个所述有效轨道离散点的地理坐标确定所述里程值对应的列车位置信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据两个所述有效轨道离散点的地理坐标确定所述里程值对应的列车位置信息包括：
确定两个有效轨道离散点的地理坐标，两个地理坐标分别为：(Xtrack_k,Ytrack_k,Ztrack_k)、(Xtrack_k+1,Ytrack_k+1,Ztrack_k+1)；
确定里程值Strain_i对应的列车位置信息(Xtrain_i,Ytrain_i,Ztrain_i)，且：
其中，Strack_k表示第k个轨道离散点的公里标，且第k个轨道离散点为所述里程值Strain_i对应的一个有效轨道离散点。
9.一种仿真轨迹生成的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取轨道线路信息，根据所述轨道线路信息将轨道线路划分为多个区间，并确定每个所述区间的限制速度；
里程值确定模块，用于根据列车的动力学参数和所述区间的限制速度实时确定列车在多个时间点的里程值；
轨迹生成模块，用于根据所述轨道线路信息确定所述里程值对应的列车位置信息，并根据所述列车位置信息生成用于表示列车运行状态的列车运行轨迹。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1-8任意一项所述的仿真轨迹生成的方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8任意一项所述的仿真轨迹生成的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010052637.0A CN111191383B (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010052637.0A CN111191383B (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111191383A true CN111191383A (zh) | 2020-05-22 |
| CN111191383B CN111191383B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=70710074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010052637.0A Active CN111191383B (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111191383B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113401182A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-17 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | 列车运行控制方法、装置和存储介质 |
| CN113708991A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-26 | 上海富欣智能交通控制有限公司 | 轨交信号自动测试系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2196695C1 (ru) * | 2002-04-27 | 2003-01-20 | Соломонов Юрий Семенович | Способы управления движением электроподвижных составов монорельсовой транспортной системы по трассе и ее перегону |
| JP2009137373A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 列車運行シミュレーション表示装置、表示方法、及び列車運行シミュレーションシステム |
| CN102495963A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 苏州大学 | 一种列车运行仿真快速计算方法及系统 |
| CN106056238A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-10-26 | 北京交通大学 | 列车区间运行轨迹的规划方法 |
| CN106092619A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 吉林大学 | 一种高速动车组的粘接结构寿命预测方法 |
| CN106444421A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 南京理工大学 | 城市轨道交通车载牵引制动控制器系统及其工作方法 |
| CN106777833A (zh) * | 2015-03-31 | 2017-05-31 | 江苏理工学院 | 基于鲁棒策略的地铁交通流优化控制方法 |
-
2020
- 2020-01-17 CN CN202010052637.0A patent/CN111191383B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2196695C1 (ru) * | 2002-04-27 | 2003-01-20 | Соломонов Юрий Семенович | Способы управления движением электроподвижных составов монорельсовой транспортной системы по трассе и ее перегону |
| JP2009137373A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 列車運行シミュレーション表示装置、表示方法、及び列車運行シミュレーションシステム |
| CN102495963A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 苏州大学 | 一种列车运行仿真快速计算方法及系统 |
| CN106777833A (zh) * | 2015-03-31 | 2017-05-31 | 江苏理工学院 | 基于鲁棒策略的地铁交通流优化控制方法 |
| CN106056238A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-10-26 | 北京交通大学 | 列车区间运行轨迹的规划方法 |
| CN106092619A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 吉林大学 | 一种高速动车组的粘接结构寿命预测方法 |
| CN106444421A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 南京理工大学 | 城市轨道交通车载牵引制动控制器系统及其工作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 徐传芳， 陈希有， 郑祥， 王英， 李卫东: "高速列车的自适应动态面速度位移跟踪控制" * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113401182A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-17 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | 列车运行控制方法、装置和存储介质 |
| CN113401182B (zh) * | 2021-06-28 | 2023-01-10 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | 列车运行控制方法、装置和存储介质 |
| CN113708991A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-26 | 上海富欣智能交通控制有限公司 | 轨交信号自动测试系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111191383B (zh) | 2023-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112286206B (zh) | 自动驾驶的模拟方法、系统、设备、可读存储介质及平台 | |
| US8874367B2 (en) | Method for estimating and displaying range of a vehicle | |
| CN109358526B (zh) | 基于仿真的自动驾驶循迹算法的软件在环测试方法 | |
| US8989999B2 (en) | Vehicle range analysis using driving environment information with optional continuous averaging | |
| JP5980170B2 (ja) | シミュレーション装置、シミュレーション方法及びプログラム | |
| CN107289925A (zh) | 一种绘制用户轨迹的方法和装置 | |
| CN111191383A (zh) | 一种仿真轨迹生成的方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| CN110097121A (zh) | 一种行驶轨迹的分类方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN107089209A (zh) | 一种用于计算电动汽车续驶里程的方法和装置 | |
| CN106956680A (zh) | 一种电动汽车驾驶行为识别分析方法 | |
| CN109491369A (zh) | 车辆实际控制单元的性能评估方法、装置、设备和介质 | |
| CN113553482A (zh) | 停留点识别和出行链构建系统、算法、设备及存储介质 | |
| CN110488042A (zh) | 一种列车加速度检测方法、系统、电子设备及存储介质 | |
| CN110203253A (zh) | 一种非固定式虚拟应答器实现方法 | |
| CN206938676U (zh) | 一种用于计算电动汽车续驶里程的装置 | |
| CN109606430A (zh) | 轨道车自动定位方法、自动定位系统及自动驾驶装置 | |
| CN111038476B (zh) | 车辆行驶的控制方法、装置和自动驾驶设备 | |
| CN110389577A (zh) | 一种确定驾驶风格的方法及装置 | |
| CN111288942B (zh) | 轨道应答器位置测量方法、装置及计算机设备 | |
| CN110187374B (zh) | 一种智能驾驶性能检测多目标协同定位系统及方法 | |
| CN113341764A (zh) | 一种实车工况在线的电动汽车优化控制仿真方法及系统 | |
| Uemura et al. | Accuracy evaluation by gps data correction for the ev energy consumption database | |
| TWI755162B (zh) | 電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品 | |
| Sun et al. | Deep learning-based probability model for traffic information estimation | |
| JP7181767B2 (ja) | 列車データ記録装置および列車データ記録方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |