CN112462636A - 一种电车的安全控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电车的安全控制方法，所述电车包括循迹状态，在所述循迹状态下，所述电车自动循迹跟随路面上的虚拟轨道行驶。所述安全控制方法包括：响应于所述电车处于循迹状态，获取循迹关联信号，所述循迹关联信号为影响所述电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号；基于所述循迹关联信号判断所述电车是否处于循迹无能状态；以及响应于所述电车处于循迹无能状态，产生保护动作。

Description

一种电车的安全控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及城市公共交通车辆，尤其涉及一种电车的安全控制系统及其控制方法。

背景技术

电车是一种常用的公共交通客运车，包括铁轨电车、轻轨电车及有轨电车等等。现有的铁轨电车、轻轨电车及有轨电车的需要专门的电力系统和轨道配合实现运行，且基础设施建设和车辆购置成本高。为解决该问题，中车株洲所提出了一种能够循迹跟随地面上的虚拟轨道的电车概念，该种新型电车取消了钢轨，通过胶轮承载和方向盘转向的方式跟随地面虚拟轨道行驶。

地面虚拟轨道可灵活布置，无需在地面上进行特别的基建建设，仅需在地面上如车道线和斑马线一般绘示出该新型电车行驶的虚拟轨道即可。此种新型电车无需再沿着固定轨道行驶，且大大降低了基建成本，相对于有轨电车而言有巨大的运营优势。同时，该种新型电车“共享路权，混行交通”的运行特点，使得交通系统在地面车道布设等方面拥有组织灵活的优势。

在2016年中车株洲所研发的该种电车已经实现了基于视觉的自动循迹功能，进一步提升了该种新型电车的智能化水平。从2017年6月智能快运系统发布面世，到2019年6月四川宜宾智能快运系统T1线开通，该种新型电车已经相继在湖南株洲、江西永修、四川宜宾等三个城市开通运营，客户对循迹功能的要求逐步提高，从最初的循迹辅助进站到目前的高速循迹驾驶，对循迹系统的安全可靠性要求越来越高。

自动循迹功能已成为该种新型电车自动驾驶或辅助驾驶中至关重要的功能。然而，自动循迹功能需要由电车的多个模块相互配合完成，任意一个模块的异常或故障均可造成循迹功能的异常或失效，因此亟需一种能够在该种新型电车的循迹功能出现异常时的安全控制方法，该种安全控制方法需要具备异常提醒和异常保护的能力，提高电车循迹驾驶安全性，同时保护现场相关人员、车辆及公共基础设施。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为提高电车循迹驾驶安全性，同时保护现场相关人员、车辆及公共基础设施，本发明旨在提供一种能够在该种新型电车的循迹功能出现异常时保证电车安全的控制系统及其方法。

根据本发明的一方面，提供了一种电车的安全控制方法，所述电车包括循迹状态，在所述循迹状态下，所述电车自动循迹跟随路面上的虚拟轨道行驶，其特征在于，所述安全控制方法包括：响应于所述电车处于循迹状态，获取循迹关联信号，所述循迹关联信号为影响所述电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号；基于所述循迹关联信号判断所述电车是否处于循迹无能状态；以及响应于所述电车处于循迹无能状态，产生保护动作。

进一步地，所述产生保护动作包括：封锁所述电车的牵引力并产生提醒信号，所述提醒信号用于提醒驾驶员接管所述电车。

进一步地，所述产生保护动作还包括：响应于预设时间内所述电车未被人工接管，控制所述电车安全制动至停止。

进一步地，所述产生提醒信号包括：响应于所述电车未被人工接管，持续产生所述提醒信号。

进一步地，所述电车包括非循迹状态，在所述非循迹状态下，所述电车不进行自动循迹，所述安全控制方法还包括：响应于所述电车被人工接管，控制所述电车退出所述循迹状态进入非循迹状态；或响应于所述电车处于非循迹状态时自动循迹按键被触发，控制所述电车进入循迹状态。

进一步地，所述提醒信号为语音信息，所述产生提醒信号包括：控制所述电车语音播放所述语音信息。

进一步地，所述循迹关联信号包括车速、转向轴转角、方向盘转角、列车横向偏差以及列车航向角度信号，所述基于循迹关联信号判断电车是否处于循迹无能状态包括：响应于所述循迹关联信号不变或突变，判断所述电车处于循迹无能状态。

进一步地，所述循迹关联信号包括与循迹功能关联的关联模块的状态信号，所述基于循迹关联信号判断电车是否处于循迹无能状态包括：响应于所述关联模块的状态信号指示所述关联模块故障、所述关联模块极限失效或所述关联模块与所述循迹模块通信中断，判断所述电车处于循迹无能状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种电车的安全控制系统，所述电车包括循迹状态，在所述循迹状态下，所述电车自动循迹行驶路面上的虚拟轨道行驶，所述安全控制系统包括：循迹模块，所述循迹模块被配置为：响应于所述电车处于循迹状态，获取循迹关联信号，所述循迹关联信号为影响所述电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号；基于所述循迹关联信号判断所述电车是否处于循迹无能状态；以及响应于所述电车处于循迹无能状态，产生控制指令以触发保护动作。

进一步地，所述安全控制系统还包括：牵引模块，与所述循迹模块耦接以接收所述控制指令，响应于所述控制指令包括封锁牵引指令，所述牵引模块执行所述封锁牵引指令，停止产生牵引动力；以及人机交互终端，与所述循迹模块耦接以接收所述控制指令，响应于所述控制指令包括手动接管指令，所述人机交互终端执行所述手动接管指令，提醒人工接管所述电车。

进一步地，响应于所述电车未被人工接管，所述循迹模块持续产生所述手动接管指令，所述人机交互终端持续执行所述手动接管指令。

进一步地，所述电车包括非循迹状态，在所述非循迹状态下，所述电车不进行自动循迹，响应于所述电车被人工接管，所述循迹模块退出所述循迹状态，所述电车进入非循迹状态；或响应于所述电车处于非循迹状态时自动循迹按键被触发，所述循迹模块启动进入所述循迹状态。

进一步地，所述人机交互终端包括内置喇叭，响应于手动接管指令为语音指令，所述人机交互终端控制所述内置喇叭播放所述语音指令。

进一步地，所述安全控制系统还包括：制动系统，与所述循迹模块耦接以接收所述控制指令，响应于所述控制指令包括制动指令，所述制动系统执行所述制动指令，控制所述电车安全制动至停止，所述循迹模块响应于所述手动接管指令产生后预设时间内所述电车未被人工接管，产生所述制动指令。

进一步地，所述安全控制系统还包括：整车网络控制模块，所述循迹模块通过所述整车网络模块与所述制动模块、所述牵引模块以及所述人机交互终端耦接，所述整车网络控制模块被配置成：响应于与所述循迹模块的通信中断，产生所述控制指令以触发所述保护动作。

进一步地，所述循迹关联信号包括车速、转向轴转角、方向盘转角、列车横向偏差以及列车航向角度信号，所述循迹模块响应于所述循迹关联信号不变或突变，判断所述电车处于循迹无能状态。

进一步地，所述循迹关联信号包括与所述循迹模块关联的关联模块的状态信号，所述关联模块包括：感知模块，与所述循迹模块耦接以将自身状态信号输出给所述循迹模块；以及转向执行模块，与所述循迹模块耦接以将自身状态信号输出给所述循迹模块，所述循迹模块响应于所述关联模块的状态信号指示所述关联模块故障、所述关联模块极限失效或所述关联模块与所述循迹模块通信中断，判断所述电车处于循迹无能状态。

根据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器被用于执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如上述任一项所述的安全控制方法的步骤。

根据本发明的再一方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的电车的安全控制方法的步骤。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的硬件示意框图；

图2是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的安全控制方法的流程示意图；

图3是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的安全控制方法的局部流程示意图；

图4是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的安全控制方法的局部流程示意图；

图5是根据本发明的又一个方面绘示的一实施例的电子设备的示意框图。

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志第一、第二、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一种电车的安全控制系统。本发明所述的“电车”是指具有自动循迹跟随路面上的虚拟轨道行驶的新型电车，以下介绍该种新型电车常规的循迹系统的构成模块及其常规功能和常规手段。

在常规配置中，这种新型电车中用于执行循迹功能的模块包括循迹模块、感知模块及转向执行模块。

其中，循迹模块是循迹功能实现的中心模块，是循迹控制的中枢载体。通常地，循迹模块结合电车与虚拟轨道和/或周边环境的相对关系、电车的车身姿态信息及电车的实时转向角度等信息，综合判断并计算出适配的方向盘转角数据，再基于计算出的方向盘转角数据控制电车沿着虚拟轨道行驶。

感知模块为电车的“眼睛”，常使用视觉、毫米波雷达或激光雷达等各种手段识别电车与虚拟轨道和/或周边环境的相对关系，并将识别结果传输至循迹模块，同时从循迹模块接收电车姿态信息，辅助提高识别准确性。

转向执行模块为电车的“手脚”，为电车转向的实际执行模块。转向执行模块接收循迹模块输出的与方向盘转角数据相关的控制指令以驱动方向盘按指令转向，同时输出自身实时转向角度等数据给循迹模块。

以上为本案所述的新型电车的循迹功能的常规构成模块的简要介绍，以下对本案所述的电车的安全控制系统进行详细说明，其中提及的循迹模块可以是常规配置的电车的循迹模块，也可以是独立于常规配置的循迹模块以外的安全控制模块。

在一实施例中，如图1所示，安全控制系统100包括循迹模块110。该循迹模块为安全控制系统100的控制中心。

循迹模块110被配置成：响应于电车处于循迹状态，获取循迹关联信号；基于每一循迹关联信号判断所述电车是否处于循迹无能状态；响应于电车处于循迹无能状态，产生控制指令以触发保护动作。

其中，“循迹状态”是指电车的自动循迹功能处于开启状态，电车中关联于自动循迹功能的各个模块处于工作状态的情况。“循迹无能状态”是与“循迹状态”相对的概念，指电车的自动循迹功能由于某种原因处于无法实现的状态下，电车中关联于自动循迹功能的各个模块中至少有一个模块处于异常、故障或与循迹模块断联的状态。

循迹关联信号为影响所述电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号，通常来自于与循迹模块110直接通信或是间接通信的关联模块。

保护动作是指为防止循迹功能失效或循迹错误导致电车失控或意外事故所采取的动作。可以理解，该保护动作可以是主动执行的减速或停车等动作，也可以是被动执行的产生提醒信息提醒电车内部乘员或外部行人或车辆的动作，还可以是其它能够避免或减轻人员或财物损失的动作。

具体地，牵引力是车辆行驶的动力源，当电车的牵引力被封锁时，电车无法进行加速动作，甚至可在地面摩擦力的作用下缓慢停止前进，因此保护动作可包括封锁牵引力。

对应地，如图1所示，安全控制系统100可包括牵引模块120。牵引模块120是为电车提供牵引力的模块，与循迹模块110耦接以接收循迹模块110的相关控制指令并执行。

此处的相关控制指令是指与牵引模块120相关的控制指令，比如封锁牵引指令。牵引模块120接收到循迹模块110发送的封锁牵引指令，停止产生牵引电车的牵引力。

进一步地，在自动循迹功能可能出现问题时，自动驾驶或辅助转向功能可能无法实现或存在较大误差，则此时由人工驾驶电车是更安全的驾驶行为，因此保护动作在包括封锁牵引力的同时还可包括提醒人工接管的动作。

对应地，如图1所示，安全控制系统100还可包括人机交互终端130。人机交互终端130与循迹模块110耦接，可实时显示循迹功能关联的相关参数信息。当循迹模块110产生的控制指令包括手动接管指令时，人机交互终端130接收该手动接管指令并执行，产生提醒人工接管电车的相关提醒信息。

可以理解，该提醒信息可以是文字显示、灯光亮起或闪烁、语音播报或其它形式的可引起驾驶员注意的提醒方式。

对应地，人机交互终端130可包括内置喇叭，当该手动接管指令为语音指令时，人机交互终端130可控制该内置喇叭播放该语音指令。较优地，该语音指令还可包括希望驾驶员接管电车的接管时间以提醒驾驶员在该接管时间内接管车辆。

可以理解，人工接管后的电车处于非循迹状态，非循迹状态是指不执行循迹功能或不自动产生控制电车的转向执行模块转向的控制指令的状态。与循迹无能状态不同。

驾驶员在接收到提醒信息后，可产生踩刹车、转动方向盘或是按下自动循迹按键等触发使电车退出循迹状态进入非循迹状态的控制动作。

自动循迹按键可以是电车在循迹状态和非循迹状态之间切换的切换按键。当电车处于循迹状态时，响应于自动循迹按键被触发，则循迹模块110关闭或不向电车的转向执行模块传输转向控制指令，电车进入非循迹状态。当电车处于非循迹状态时，响应于自动循迹按键被触发，则循迹模块110启动，开始向转向执行模块传输转向控制指令，电车进入循迹状态。

较优地，驾驶员存在忽略提醒信息的可能，因此在人工接管之前提醒信息可持续存在。对应地，响应于电车未被人工接管，人机交互终端130可持续执行循迹模块110产生的手动接管指令。

可替换地，为简化循迹模块110和人机交互终端130之间的控制过程，循迹模块110可被配置为：响应于电车未被人工接管，持续产生手动接管指令。对应地，人机交互终端130持续接收并执行该手动接管指令。

进一步较优地，在驾驶员忽略了提醒信息的情况下，为防止电车长时间的在循迹功能存在问题的情况下自动驾驶，需要产生紧急的保护动作比如紧急停车等。

对应地，如图1所示，安全控制系统100还包括制动模块140。制动模块140是电车的速度控制和安全保护的执行器，与循迹模块110耦接以接收相关的控制指令。

此处的相关控制指令是指与制动模块140相关的控制指令。响应于循迹模块产生的控制指令包括制动指令，制动模块140接收并执行制动指令。具体地，制动模块140可以安全的最大减速度控制电车减速至停止。

对应地，循迹模块110被配置为：响应于手动接管指令产生后预设时间内电车未被人工接管即未进入非循迹状态，产生制动指令。制动模块140接收该制动指令并执行。

可以理解，在前述电车未被人工接管前提下，循迹模块110会持续产生手动接管指令的实施例中，“手动接管指令产生后预设时间内电车未被人工接管”是指电车在此次循迹状态下循迹模块110产生第一条人工接管指令后的预设时间内电车未被人工接管。

更进一步地，如图1所示，安全制动系统100还包括支持循迹模块110与牵引模块120、人机交互终端130以及制动模块140通信的整车网络控制模块150。

整车网络控制模块150是循迹模块110与牵引模块120、人机交互终端130以及制动模块140之间的桥梁，用于在循迹模块110与牵引模块120、人机交互终端130以及制动模块140之间转发各自产生的数据、信息或控制指令。

可以理解，当循迹模块110与整车网络控制模块150之间的通信中断时，循迹模块110产生的用以触发保护动作的控制指令无法通过整车网络控制模块150传输至对应的牵引模块120、人机交互终端130或制动模块140，因此，整车网络控制模块150可被配置为：响应于整车网络控制模块150与循迹模块110之间的通信中断，整车网络控制模块150替代该循迹模块110产生前述的各种控制指令以触发保护动作。

可以理解，整车网络模块150产生的触发保护动作的控制指令的设置可与前述的循迹模块110产生的触发保护动作的控制指令的设置相同。

进一步地，循迹关联信号可包括循迹模块110接收到的与循迹功能相关的关键输入信号，比如车速、转向轴转角、方向盘转角、列车横向偏差、列车航向角度信号以及后续可能增加的直接影响循迹模块的输入信号。

关键输入信号不变或突变均可能导致循迹模块110计算出的方向盘转向数据的不变或突变，进而导致转向控制的突变或失效，表现为方向盘快速抖动或静止不动，使得电车失去跟随虚拟轨道形式的能力。严重时，电车可能撞向行人、其它车辆、车道护栏或站台等等，危及人身和财产安全。因此，循迹模块110被配置为：响应于接收到的关键输入信号不变或突变，判断电车处于循迹无能状态。

进一步地，循迹关联信号可包括与循迹模块110关联的关联模块的状态信号。此处的关联模块指与循迹模块110直连的功能模块，比如感知模块、转向执行模块、整车网络控制模块以及后续可能增加的与循迹模块110直连的功能模块。

如图1所示，安全控制系统100还可包括与循迹模块直连的感知模块160和转向执行模块170。

感知模块160除具备原有的识别电车与虚拟轨道和/或周边环境的相对关系的功能外，还实时地将自身状态信号输出至循迹模块110。

转向执行模块170除具有原有的驱动方向盘转向的功能外，还实时地将自身状态信号输出至循迹模块110。

对应地，循迹模块110还被配置为：响应于关联模块的状态信号指示关联模块故障、关联模块极限失效或关联模块与循迹模块通信中断，判断电车处于循迹无能状态。

故障是每个模块自行检测并反馈的异常状态，分为功能故障和系统故障。比如整车网络控制模块可以检测出轮轴角度传感器的异常，属于功能故障；转向执行模块可以检测出供电电压异常突变，属于系统故障。无论是功能故障或是系统故障，均可能影响循迹功能的实现，因此发生后都需要触发保护动作。

极限失效是指各关联模块在极限环境下出现的原理性失效。比如，感知模块中的视觉光学传感器眩光、雷达传感器处于强电磁干扰环境等情况下出现的原理性失效。极限失效的关联模块显然无法正常工作，因此需要触发保护动作。

中断是指通信中断，一般以通信数据包内的心跳信号在持续若干个通信周期内不更新为判断依据。

根据本发明的另一个方面，提供一种电车的安全控制方法。

在一实施例中，如图2中的流程图所示，安全控制方法200包括步骤S210～S230。

其中，步骤S210为：响应于电车处于循迹状态，获取循迹关联信号。

“循迹状态”是指电车的自动循迹功能处于开启状态，电车中关联于自动循迹功能的各个模块处于工作状态的情况。

循迹关联信号为影响电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号。

步骤S220为：基于循迹关联信号判断电车是否处于循迹无能状态。

“循迹无能状态”是与“循迹状态”相对的概念，指电车的自动循迹功能由于某种原因处于无法实现的状态下，电车中关联于自动循迹功能的各个模块中至少有一个模块处于异常、故障或与循迹模块断联的状态。

步骤S230为：响应于电车处于循迹无能状态，产生保护动作。

保护动作是指为防止循迹功能失效或循迹错误导致电车失控或意外事故所采取的动作。可以理解，该保护动作可以是主动执行的减速或停车等动作，也可以是被动执行的产生提醒信息提醒电车内部乘员或外部行人或车辆的动作，还可以是其它能够避免或减轻人员或财物损失的动作。

具体地，牵引力是车辆行驶的动力源，当电车的牵引力被封锁时，电车无法进行加速动作，甚至可在地面摩擦力的作用下缓慢停止前进，因此保护动作可包括封锁牵引力。

另外，在自动循迹功能可能出现问题时，自动驾驶或辅助转向功能可能无法实现或存在较大误差，则此时由人工驾驶电车是更安全的驾驶行为，因此保护动作在包括封锁牵引力的同时还可包括提醒人工接管的动作。

对应地，如图3所示，步骤S230可具体包括步骤S231：封锁电车的牵引力并产生提醒信号。

提醒信号用于提醒驾驶员接管电车，该提醒信息可以是文字显示、灯光亮起或闪烁、语音播报或其它形式的可引起驾驶员注意的提醒方式。

当提醒信号为语音信息时，产生提醒信号可对应为：控制电车语音播放该语音信息。较优地，该语音指令还可包括希望驾驶员接管电车的接管时间以提醒驾驶员在该接管时间内接管车辆。

较优地，驾驶员存在忽略提醒信息的可能，因此在人工接管之前提醒信息可持续存在。对应地，产生提醒信号可对应为：响应于电车未被人工接管，持续产生提醒信号。

可以理解，人工接管后的电车处于非循迹状态，非循迹状态是指不执行循迹功能或不自动产生控制电车转向的控制指令的状态，与循迹无能状态不同。

驾驶员在接收到提醒信息后，可产生踩刹车、转动方向盘或是按下自动循迹按键等触发电车退出循迹状态进入非循迹状态的控制动作。

自动循迹按键可以是电车在循迹状态和非循迹状态之间切换的切换按键。对应地，安全控制方法300还包括步骤S240与步骤S250。

步骤S240为：当电车处于循迹状态时，响应于自动循迹按键被触发，控制电车进入非循迹状态。

步骤S250为：当电车处于非循迹状态时，响应于自动循迹按键被触发，控制电车进入循迹状态。

进一步较优地，在驾驶员忽略了提醒信息的情况下，为防止电车长时间的在循迹功能存在问题的情况下自动驾驶，需要产生紧急的保护动作比如紧急停车等。

对应地，如图3所示，步骤S230还包括步骤S232：响应于预设时间内电车未被人工接管，控制电车安全制动至停止。具体地，可控制电车以安全的最大减速度减速至停止。

进一步地，循迹关联信号可包括与循迹功能相关的关键输入信号，比如车速、转向轴转角、方向盘转角、列车横向偏差、列车航向角度信号以及后续可能增加的直接影响循迹功能的输入信号。

关键输入信号不变或突变均可能导致转向控制的突变或失效，表现为方向盘快速抖动或静止不动，使得电车失去跟随虚拟轨道形式的能力。严重时，电车可能撞向行人、其它车辆、车道护栏或站台等等，危及人身和财产安全。因此，如图4所示，步骤S220可包括步骤S221：响应于接收到的关键输入信号不变或突变，判断电车处于循迹无能状态。

进一步地，循迹关联信号可包括与循迹功能关联的关联模块的状态信号。此处的关联模块指与执行循迹功能的循迹模块直连的功能模块，比如感知模块、转向执行模块、整车网络控制模块以及后续可能增加的与循迹模块直连的功能模块。

对应地，如图4所示，步骤S220还可包括步骤S222：响应于关联模块的状态信号指示关联模块故障、关联模块极限失效或关联模块与循迹模块通信中断，判断电车处于循迹无能状态。

故障是每个模块自行检测并反馈的异常状态，分为功能故障和系统故障。比如整车网络控制模块可以检测出轮轴角度传感器的异常，属于功能故障；转向执行模块可以检测出供电电压异常突变，属于系统故障。无论是功能故障或是系统故障，均可能影响循迹功能的实现，因此发生后都需要触发保护动作。

极限失效是指各关联模块在极限环境下出现的原理性失效。比如，感知模块中的视觉光学传感器眩光、雷达传感器处于强电磁干扰环境等情况下出现的原理性失效。极限失效的关联模块显然无法正常工作，因此也需要触发保护动作。

中断是指通信中断，一般以通信数据包内的心跳信号在持续若干个通信周期内不更新为判断依据。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的又一个方面，提供一种电子设备。如图5所示，电子设备500包括存储器510和处理器520。

存储器510用于存储计算机程序。处理器520与存储器510耦接，用于执行存储在存储器510上的计算机程序时实现上述安全控制方法的任意一实施例中的步骤。

根据本发明的再一个方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述安全控制方法中的任意一实施例中的步骤。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种电车的安全控制方法，所述电车包括循迹状态，在所述循迹状态下，所述电车自动循迹跟随路面上的虚拟轨道行驶，其特征在于，所述安全控制方法包括：

响应于所述电车处于循迹状态，获取循迹关联信号，所述循迹关联信号为影响所述电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号；

基于所述循迹关联信号判断所述电车是否处于循迹无能状态；以及

响应于所述电车处于循迹无能状态，产生保护动作。

2.如权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述产生保护动作包括：

封锁所述电车的牵引力并产生提醒信号，所述提醒信号用于提醒驾驶员接管所述电车。

3.如权利要求2所述的安全控制方法，其特征在于，所述产生保护动作还包括：

响应于预设时间内所述电车未被人工接管，控制所述电车安全制动至停止。

4.如权利要求2所述的安全控制方法，其特征在于，所述产生提醒信号包括：

响应于所述电车未被人工接管，持续产生所述提醒信号。

5.如权利要求2所述的安全控制方法，所述电车包括非循迹状态，在所述非循迹状态下，所述电车不进行自动循迹，其特征在于，所述安全控制方法还包括：

响应于所述电车被人工接管，控制所述电车退出所述循迹状态进入非循迹状态；或

响应于所述电车处于非循迹状态时自动循迹按键被触发，控制所述电车进入循迹状态。

6.如权利要求2所述的安全控制方法，其特征在于，所述提醒信号为语音信息，所述产生提醒信号包括：

控制所述电车语音播放所述语音信息。

7.如权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述循迹关联信号包括车速、转向轴转角、方向盘转角、列车横向偏差以及列车航向角度信号，所述基于循迹关联信号判断电车是否处于循迹无能状态包括：

响应于所述循迹关联信号不变或突变，判断所述电车处于循迹无能状态。

8.如权利要求1所述的安全控制方法，其特征在于，所述循迹关联信号包括与循迹功能关联的关联模块的状态信号，所述基于循迹关联信号判断电车是否处于循迹无能状态包括：

响应于所述关联模块的状态信号指示所述关联模块故障、所述关联模块极限失效或所述关联模块与所述循迹模块通信中断，判断所述电车处于循迹无能状态。

9.一种电车的安全控制系统，所述电车包括循迹状态，在所述循迹状态下，所述电车自动循迹跟随路面上的虚拟轨道行驶，所述安全控制系统包括：

循迹模块，所述循迹模块被配置为：

响应于所述电车处于循迹状态，获取循迹关联信号，所述循迹关联信号为影响所述电车循迹能力或跟随虚拟轨道能力的信号；

基于所述循迹关联信号判断所述电车是否处于循迹无能状态；以及

响应于所述电车处于循迹无能状态，产生控制指令以触发保护动作。

10.如权利要求9所述的安全控制系统，其特征在于，还包括：

牵引模块，与所述循迹模块耦接以接收所述控制指令，响应于所述控制指令包括封锁牵引指令，所述牵引模块执行所述封锁牵引指令，停止产生牵引动力；以及

人机交互终端，与所述循迹模块耦接以接收所述控制指令，响应于所述控制指令包括手动接管指令，所述人机交互终端执行所述手动接管指令，提醒人工接管所述电车。

11.如权利要求10所述的安全控制系统，其特征在于，响应于所述电车未被人工接管，所述循迹模块持续产生所述手动接管指令，所述人机交互终端持续执行所述手动接管指令。

12.如权利要求10所述的安全控制系统，所述电车包括非循迹状态，在所述非循迹状态下，所述电车不进行自动循迹，其特征在于，

响应于所述电车被人工接管，所述循迹模块退出所述循迹状态，所述电车进入非循迹状态；或

响应于所述电车处于非循迹状态时自动循迹按键被触发，所述循迹模块启动进入所述循迹状态。

13.如权利要求10所述的安全控制系统，其特征在于，所述人机交互终端包括内置喇叭，响应于手动接管指令为语音指令，所述人机交互终端控制所述内置喇叭播放所述语音指令。

14.如权利要求10所述的安全控制系统，其特征在于，还包括：

制动系统，与所述循迹模块耦接以接收所述控制指令，响应于所述控制指令包括制动指令，所述制动系统执行所述制动指令，控制所述电车安全制动至停止，

所述循迹模块响应于所述手动接管指令产生后预设时间内所述电车未被人工接管，产生所述制动指令。

15.如权利要求14所述的安全控制系统，其特征在于，还包括：

整车网络控制模块，所述循迹模块通过所述整车网络模块与所述制动模块、所述牵引模块以及所述人机交互终端耦接，所述整车网络控制模块被配置成：

响应于与所述循迹模块的通信中断，产生所述控制指令以触发所述保护动作。

16.如权利要求9所述的安全控制系统，其特征在于，所述循迹关联信号包括车速、转向轴转角、方向盘转角、列车横向偏差以及列车航向角度信号，所述循迹模块响应于所述循迹关联信号不变或突变，判断所述电车处于循迹无能状态。

17.如权利要求9所述的安全控制系统，其特征在于，所述循迹关联信号包括与所述循迹模块关联的关联模块的状态信号，所述关联模块包括：

感知模块，与所述循迹模块耦接以将自身状态信号输出给所述循迹模块；以及

转向执行模块，与所述循迹模块耦接以将自身状态信号输出给所述循迹模块，

所述循迹模块响应于所述关联模块的状态信号指示所述关联模块故障、所述关联模块极限失效或所述关联模块与所述循迹模块通信中断，判断所述电车处于循迹无能状态。

18.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器被用于执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如权利要求1～8中任一项所述的安全控制方法的步骤。

19.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的电车的安全控制方法的步骤。

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