CN111776022A - 市域铁路列车站后折返安全距离设计方法、装置、终端 - Google Patents

市域铁路列车站后折返安全距离设计方法、装置、终端 Download PDF

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农兴中
王晓潮
彭磊
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康仁伟
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    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

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Abstract

本发明公开的一种市域铁路列车站后折返安全距离设计方法，通过输入市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差；根据所述运行参数，计算市域铁路列车紧急制动距离及常用制动距离；根据市域铁路列车车身长度及所述市域铁路列车制动距离计算市域铁路列车站后折返线长度；根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型；从而提高市域铁路列车折返线长度设计的精准度。

Description

市域铁路列车站后折返安全距离设计方法、装置、终端
技术领域
本发明涉及市域铁路列车技术领域，特别是涉及一种市域铁路列车站后折返安全距离设计方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
我国城市轨道交通多为一岛两侧式站台，采用站后双线折返类型折返线。终点站站后折返线长度等于道岔基本轨轨缝中心到车档的距离，该距离由远期列车长度、安全距离和设备误差组成。影响折返线长度的因素主要是列车长度和安全距离，列车长度由列车车型和列车编组决定，在进行线路设计时需考虑线路的远期运营需求确定。安全距离的计算实质上归于制动失效后列车制动距离的计算。
目前，《市域快速轨道交通设计规范》(T/CCES 2-2017)中对安全线的长度设置要求“安全线的有效长度不应小于50米”。其存在问题是设计规范中并未详细描述如何设置不同情况下的安全线长度，导致：
安全线设置过短，列车冲入安全线后以较高速度撞击车挡，极易发生事故，造成严重后果；安全线设置过长，虽然列车冲入安全线后能平稳停车，但过长的安全线增加了不必要的安全裕量，增加了工程投资。
发明内容
本发明提供一种市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，以解决现有的轨道交通站后折返线的根据不同情况设置适应的折返线线长度的问题。
本发明实施例提供的市域铁路列车站后折返线设计方法，包括：
输入市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差；
根据所述运行参数，计算市域铁路列车紧急制动距离及常用制动距离；
根据市域铁路列车车身长度及所述市域铁路列车制动距离计算市域铁路列车站后折返线长度；
根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型。
进一步地，所述紧急制动距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977070000021
其中，紧急制动初速度为v0、所述制动生效后的速度为ve、所述牵引切除过程需要的延迟时间为td、所述紧急制动生效时间为te、所述列车的最大加速度为amax、所述紧急制动减速度为ae、所述距最近应答器的距离和测量误差为Sr。
进一步地，所述常用制动距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977070000022
其中，所述列车运行速度为vt、实际的列车制动率为a。
进一步地，所述的市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，还包括：根据所述运行参数，计算紧急制动初速度，由以下公式确定：
v0＝vt+5；
所述列车运行速度为vt。
进一步地，所述的市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，还包括：根据所述运行参数，计算折返能力，由以下公式确定：
nz＝3600/Iz；
其中，Iz为相邻列车的折返间隔时间。
本发明一个实施例还提供一种市域铁路列车站后折返线设计装置，包括：
运行参数获取单元，用于获取市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差；
紧急制动距离计算单元，用于根据预先设定的紧急制动距离计算公式，计算紧急制动距离；
常用制动距离计算单元，用于根据预先设定的常用制动距离计算公式，计算常用制动距离；
站后折返线长度计算单元，用于根据预先设定的计算公式，计算常用制动距离；
折返线模型建立单元，用于根据所述折返线长度值生成折返线模型。
本发明一个实施例还提供一种市域铁路列车折返线设计终端，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现所述的市域铁路列车折返线设计方法。
本发明一个实施例还提供一种存储介质，包括：所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5任一项所述的市域铁路列车折返线设计方法。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
本发明公开的一种市域铁路列车站后折返安全距离设计方法，通过获取市域铁路列车运行参数，根据市域铁路列车紧急制动距离及常用制动距离计算公式、市域铁路列车站后折返线长度计算公式；根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型；从而提高市域铁路列车折返线长度设计的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本发明某一实施例提供的市域铁路列车折返安全距离设计方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的市域铁路列车折返安全距离设计方法的流程示意图；
图3是本发明某一实施例提供的市域铁路列车站后折返的示意图；
图4是本发明某一实施例提供的市域铁路列车站后折返线安全距离的示意图；
图5是本发明某一实施例提供的市域铁路列车折返线安全距离计算的原理图；
图6是本发明某一实施例提供的一种市域铁路列车折返线设计装置的结构示意图；
图7是本发明某一实施例提供的一种市域铁路列车安全线设计终端的结构示意图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
第一方面。
请参阅图1，本发明实施例提供一种市域铁路列车折返安全距离设计方法，包括：
S10、输入市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差。
由图3所示，我国城市轨道交通多为一岛两侧式站台，考虑实际客运组织管理和运营需求，多采用站后双线折返类型折返线。
由图4所示，终点站站后折返线长度等于道岔基本轨轨缝中心到车档的距离，该距离由远期列车长度、安全距离和设备误差组成。实际工程中，列车停车右端误差可包含在安全距离中，但左端的误差必须要单独考虑，这个误差包括列车停车误差、信号瞭望距离、以及信号机应答器计轴设备的安装空间。
由折返线长度的组成中可以看出，影响折返线长度的因素主要是列车长度和安全距离，列车长度由列车车型和列车编组决定，在进行线路设计时需考虑线路的远期运营需求确定。折返线安全距离的设置一方面考虑了系统误差对行车安全的影响，另一方面主要是为了减弱或消除由于列车制动系统失效而导致列车超速失控造成列车脱轨倾覆等重大事故产生的影响。列车发生制动失效后运行至速度降为0时超出规定停车点的距离即为所需要设计的安全距离，安全距离的计算实质上归于制动失效后列车制动距离的计算。当列车实际运行速度低时，制动系统失效对列车制动产生的影响较低，实际需要的安全距离也相对较短，但列车运行速度低会导致列车完成折返作业需要的时间变长，影响列车折返能力进而影响全线列车的运行效率。
因此进行折返线最优安全距离的设计研究，必须至少从两个方面出发，首先安全距离必须满足在制动失效情况下列车安全制动的需要，这决定了折返线安全距离长度的下限；在此基础上还要满足列车折返效率的要求，这决定了安全距离长度的上限。
在具体的实施例中，所述列车运行速度的单位为km/h(千米每时)、所述制动生效后的速度的单位为km/h(千米每时)、所述延迟时间的单位为s(秒)、所述紧急制动生效时间单位为s(秒)、所述列车的最大加速度的单位为km/h(千米每时)、所述紧急制动减速度的单位为km/h(千米每时)、所述距最近应答器的距离的单位为m(米)和所述测量误差的单位为m(米)。
S20、根据所述运行参数，计算市域铁路列车紧急制动距离及常用制动距离。
在具体的实施例中，所述紧急制动距离的单位为m(米)；所述常用制动距离的单位为m(米)。
在一优选实施例中，所述紧急制动距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977070000061
其中，紧急制动初速度为v0、所述制动生效后的速度为ve、所述牵引切除过程需要的延迟时间为td、所述紧急制动生效时间为te、所述列车的最大加速度为amax、所述紧急制动减速度为ae、所述距最近应答器的距离和测量误差为Sr。
在另一优选实施例中，所述常用制动距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977070000071
其中，所述列车运行速度为vt、实际的列车制动率为a。
S30、根据市域铁路列车车身长度及所述市域铁路列车制动距离计算市域铁路列车站后折返线长度。
在具体的实施例中，所述站后折返线长度的单位为为m(米)。
S40、根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型。
在具体的实施例中所述市域铁路列车折返线模型是由所述折返线线长度进行优化设计的，即选取折返线长度的最大值作为输入值生成市域铁路列车折返线模型。
本发明实施例提供的一种市域铁路列车站后折返安全距离设计方法，通过获取市域铁路列车运行参数，根据市域铁路列车紧急制动距离及常用制动距离计算公式、市域铁路列车站后折返线长度计算公式；根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型；从而提高市域铁路列车折返线长度设计的精准度。
请参阅图2，本发明实施例提供一种市域铁路列车折返安全距离设计方法，还包括：
S31、根据所述运行参数，计算折返能力。
折返能力指的是在城市轨道交通中折返站在单位时间内能够完成折返作业的最大列车数量，计算列车在折返线的折返能力时，需要根据车站折返线的线路选型、折返类型、折返模式以及列车的实际运行情况进行计算。折返线的折返能力主要取决于列车进站时间、列车在车站停留乘客上下车时间、列车进入折返线时间以及信号系统转换、确认时间。
如图5所示，列车完成一次折返作业需要经历四个过程。第一阶段，第一列列车从车站进入折返线的进路已经排好，列车从车站进入折返线并停车。第二阶段，车站为第一列列车办理离开折返线驶向车站的进路。第三阶段，第一列列车离开折返线运行至车站。最后第四阶段，车站为第二列列车排列由车站进入折返线的作业，至此完成了一次完整的列车折返作业。列车分别在这四个阶段的运行时间之和即为折返间隔时间。
其中，车站为列车办理折返作业进路的时间均为13s，列车从车站启动到运行至车站折返线的时间通过分析列车牵引过程即可计算得到，列车停车后完成折返作业后驶出折返线的计算过程与列车驶入折返线的过程相同，运行时间同样可以通过牵引计算得到。
在一优选实施例中，所述计算折返能力，由以下公式确定：
nz＝3600/Iz；
其中，Iz为相邻列车的折返间隔时间。
本发明实施例提供的一种市域铁路列车站后折返线设计方法，通过计算市域铁路列车折返能力，增大市域铁路列车折返线安全性。
第二方面。
请参阅图6，本发明实施例提供一种市域铁路列车折返安全距离设计装置，包括：运行参数获取单元10、紧急制动距离计算单元20、常用制动距离计算单元30、站后折返线长度计算单元40、折返线模型建立单元50。
其中，运行参数获取单元10，用于获取市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差。
紧急制动距离计算单元20，用于根据预先设定的紧急制动距离计算公式，计算紧急制动距离。
在一优选实施例中，所述紧急制动距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977070000081
其中，紧急制动初速度为v0、所述制动生效后的速度为ve、所述牵引切除过程需要的延迟时间为td、所述紧急制动生效时间为te、所述列车的最大加速度为amax、所述紧急制动减速度为ae、所述距最近应答器的距离和测量误差为Sr。
常用制动距离计算单元30，用于根据预先设定的常用制动距离计算公式，计算常用制动距离。
在一优选实施例中，所述常用制动距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977070000091
其中，所述列车运行速度为vt、实际的列车制动率为a。
站后折返线长度计算单元40，用于根据预先设定的计算公式，计算常用制动距离。
折返线模型建立单元50，用于根据所述折返线长度值生成折返线模型。
在具体的实施例中所述市域铁路列车折返线模型是由所述折返线线长度进行优化设计的，即选取折返线长度的最大值作为输入值生成市域铁路列车折返线模型。
本发明实施例提供的一种市域铁路列车站后折返安全距离设计装置，通过运行参数获取单元获取市域铁路列车运行参数，根据紧急制动距离计算单、常用制动距离计算单元、站后折返线长度计算单元、折返线模型建立单元计算市域铁路列车紧急制动距离、常用制动距离、市域铁路列车站后折返线长度；根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型；从而提高市域铁路列车折返线长度设计的精准度。
第三方面。
请参阅图7，本发明实施例提供一种市域铁路列车折返安全距离设计终端，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现所述的市域铁路列车安全线设计方法。
第四方面。
本发明实施例提供一种存储介质，包括：所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述的市域铁路列车折返线设计方法。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

Claims (8)

1.一种市域铁路列车站后折返安全距离设计方法，其特征在于，包括：
输入市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差；
根据所述运行参数，计算市域铁路列车紧急制动距离及常用制动距离；
根据市域铁路列车车身长度及所述市域铁路列车制动距离计算市域铁路列车站后折返线长度；
根据所述折返线长度，生成市域铁路列车折返线模型。
2.如权利要求1所述的市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，其特征在于，所述紧急制动距离，由以下公式确定：
Figure FDA0002522977060000011
其中，紧急制动初速度为v0、所述制动生效后的速度为ve、所述牵引切除过程需要的延迟时间为td、所述紧急制动生效时间为te、所述列车的最大加速度为amax、所述紧急制动减速度为ae、所述距最近应答器的距离和测量误差为Sr。
3.如权利要求1所述的市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，其特征在于，所述常用制动距离，由以下公式确定：
Figure FDA0002522977060000012
其中，所述列车运行速度为vt、实际的列车制动率为a。
4.如权利要求1所述的市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，其特征在于，还包括：根据所述运行参数，计算紧急制动初速度，由以下公式确定：
v0＝vt+5；
所述列车运行速度为vt。
5.如权利要求1所述的市域铁路列车站后折返安全距离计算方法，其特征在于，还包括：根据所述运行参数，计算折返能力，由以下公式确定：
nz＝3600/Iz；
其中，Iz为相邻列车的折返间隔时间。
6.一种市域铁路列车站后折返安全距离设计装置，其特征在于，包括：
运行参数获取单元，用于获取市域铁路列车运行参数，所述市域铁路列车运行参数，包括：列车运行速度、制动生效后的速度、牵引切除过程需要的延迟时间、紧急制动生效时间、列车的最大加速度、紧急制动减速度、距最近应答器的距离和测量误差；
紧急制动距离计算单元，用于根据预先设定的紧急制动距离计算公式，计算紧急制动距离；
常用制动距离计算单元，用于根据预先设定的常用制动距离计算公式，计算常用制动距离；
站后折返线长度计算单元，用于根据预先设定的计算公式，计算常用制动距离；
折返线模型建立单元，用于根据所述折返线长度值生成折返线模型。
7.一种市域铁路列车站后折返安全距离设计终端，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至5任一项所述的市域铁路列车站后折返安全距离设计方法。
8.一种存储介质，其特征在于，包括：所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5任一项所述的市域铁路列车站后折返安全距离设计方法。
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