CN112528212A - 装载atp防护的工程车ebi曲线计算方法及装置 - Google Patents

装载atp防护的工程车ebi曲线计算方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例提供了装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括接收地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度‑速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度；根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线。以此方式，解决了由于工程车加速度‑速度曲线随速度的变化而变化比较剧烈导致的EBI曲线随速度增加或减少而增大或减小的问题。

Description

装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法及装置
技术领域
本公开的实施例一般涉及轨道交通技术领域，并且更具体地，涉及装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法、装置、设备和计算机可读存储介质。
背景技术
当地铁线路发生设备故障时，如何快速进行抢修并及时恢复运营是地铁运营过程一直被关注的一个课题。现实中，为了解决这一课题，提出了工程车装载ATP进行超速防护(例如，工程车的车长56米或者30米或者15米，车速80km/h)并能在地铁线路正常运营期间上线运行，与载客列车(电客车)混跑的新需求。
ATP车载设备根据地面系统的信息生成速度模式曲线，监控列车安全运行，其中，所述速度模式曲线包括紧急制动触发曲线EBI、紧急制动曲线EB。其中，EB曲线为：列车运行发生危险的临界速度、是列车在最不利条件下触发紧急制动后列车速度的运行轨迹。EBI曲线为：如果列车速度超过了该曲线，将实施紧急制动。
但是，地铁电客车的ATP速度防护曲线(下称EBI曲线)是基于一定的车辆性能参数计算得到的，而工程车车辆性能参数与普通电客车性能参数相差较大，如表1所示。
表1
参数类别 工程车 普通电客车
牵引切除延迟时间 2.776s 1.4s
制动建立延迟 2.5s 0.878s
最不利紧急制动率 110cm/s/s 88cm/s/s
如表1所示，工程车的牵引切除延时时间和制动建立延迟时间均比正常电客车大。且工程车的牵引加速度随着速度的变化而变化比较剧烈，特别是低速和高速时，加速度变化较为明显。
由于信号输出紧急制动到车辆响应施加紧急制动，存在命令响应的异步，将这个执行过程可以划分为三个阶段，如图2所示：
阶段一：牵引切除延迟阶段，这个阶段中，由于车辆是大质量移动体，从信号发出到信号建立存在一个延迟过程，在这个过程中车辆仍然是处于加速阶段；
阶段二：制动建立延迟阶段，这个阶段中，牵引已经切除，但是制动还没有完全建立，在这个过程中车辆尚未施加紧急制动，而是继续惰行；
阶段三：紧急制动阶段，在这个阶段，车辆开始真正的响应信号施加的紧急制动执行停车阶段。
在计算阶段一的EBI曲线时，会用到当前速度下的加速度值，如果加速度变化剧烈，会导致第一个阶段的紧急制动车载系统响应和切除牵引时间一定的情况下，反推到当前的EBI会随着加速度下降而逐渐抬升。
如图1所示，工程车的牵引加速度随速度的变化而变化比较剧烈，特别是低速和高速时，加速度变化较为明显。以成都5号线为例，工程车车辆牵引加速度在列车低速的时候，牵引加速度随速度变化巨大，速度微小的变化会带来牵引加速度巨大的变化。导致根据工程车当前速度对应的加速度作为计算车头前方和车身处障碍物限速时，存在当工程车速度上升时，计算的EBI反而比低速时计算的EBI高；会出现工程车在加速或者减速的过程中EBI跟随工程车速度急剧上升或下降。
发明内容
根据本公开的实施例，提供了一种装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方案。
在本公开的第一方面，提供了一种装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法。该方法包括：接收地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度-速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度；根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述平滑处理后的工程车加速度-速度表是通过以下步骤得到的：获取工程车的加速度-速度参数；根据预设平滑处理规则对所述工程车的加速度-速度参数进行平滑处理，生成平滑处理后的工程车加速度-速度表。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设平滑处理规则包括：以工程车初始加速度值为基准，根据低速、中速和高速区域中加速度变化率生成修正后的工程车的加速度值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设平滑规则是通过根据工程车的目标EBI曲线反推加速度变化率得到的。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设平滑规则是通过以下步骤得到的：计算所述电客车的加速度-速度曲线的拐点，将所述加速度-速度曲线划分为不同区域；分别计算不同区域中加速度变化率的平均值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线包括：计算车头所在位置的EBI限速；计算车身处的EBI限速；根据所述车头所在位置的EBI限速与所述车身处的EBI限速，确定列车的EBI限速。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：根据所述EBI限速与工程车速度的相互关系，对所述修正后的工程车的加速度值进行调整。
在本公开的第二方面，提供了一种装载ATP防护的工程车EBI曲线计算装置。该装置包括：接收模块，用于接收地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；性能参数获取模块，用于根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度-速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度；计算模块，用于根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线。
在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的工程车的加速度-速度曲线及EBI曲线的示意图；
图2示出了根据本公开的实施例的装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法的流程图；
图3示出了根据本公开的实施例的平滑处理后的工程车加速度-速度表的计算方法的流程图；
图4示出了根据本公开的实施例的EBI曲线的计算方法的流程图；
图5示出了根据本公开的实施例的工程车平滑处理后的加速度-速度曲线及EBI曲线的示意图；
图6示出了根据本公开的实施例的装载ATP防护的工程车EBI曲线计算装置的方框图；
图7示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图2示出了根据本公开实施例的装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法200的流程图。
在框210，ATP车载设备获取地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；
在框220，根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度-速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度；
在一些实施例中，对工程车及电客车，分别预设了不同的加速度-速度表。
在一些实施例中，所述平滑处理后的工程车加速度-速度表是通过以下步骤得到的：获取工程车的加速度-速度参数；根据预设平滑处理规则对所述工程车的加速度-速度参数进行平滑处理，生成平滑处理后的工程车加速度-速度表。
所述预处理平滑规则包括：以工程车初始加速度值为基准，根据低速、中速和高速区域中加速度变化率生成修正后的工程车的加速度值。例如，以工程车初始加速度值为基准，根据低速区域中加速度变化率生成修正后的低速区域的工程车的加速度值；以得到的低速区域结束点的加速度值为基准，根据中速区域中加速度变化率生成修正后的中速区域的工程车的加速度值；以得到的中速区域结束点的加速度值为基准，根据高速区域中加速度变化率生成修正后的高速区域的工程车的加速度值。
在一些实施例中，所述预设平滑规则是通过根据工程车的目标EBI曲线反推加速度变化率得到的；也可以是根据工程人员经验得到的；还可以是根据电客车的加速度-速度曲线得到的。
在一些实施例中，如图3所示，所述平滑处理后的工程车加速度-速度表是通过以下步骤得到的：
在框310，分别获取工程车的加速度-速度参数及电客车的加速度-速度参数；
在框320，计算所述电客车的加速度-速度曲线的拐点，将所述加速度-速度曲线划分为不同区域；
在一些实施例中，通过对电客车的加速度-速度参数进行分析，计算其加速度-速度曲线的拐点；通过计算曲线斜率，将斜率变化值大于预设阈值的点作为所述曲线的拐点；在本实施例中，所述拐点对应的速度值为50kmph和80kmph。
根据所述拐点将所述加速度-速度曲线划分为不同区域；即低速区域、中速区域和高速区域；即，不同区域中，曲线的斜率(加速度变化率)不同
分别计算不同区域中的加速度变化率的平均值。
在框330，分别计算不同区域中的加速度变化率的平均值。
在本实施例中，修正后的工程车的加速度-速度曲线与电客车的加速度-速度变化规律类似，在低速和高速区域的加速度变化较为平缓。
在一些实施例中，还包括对所述修正后的工程车加速度-速度曲线进行校验的步骤，根据所述修正后的工程车加速度-速度曲线，取对应的工程车最大牵引加速度，并获取其他工程车性能参数；根据所述工程车最大牵引加速度、其他车辆性能参数以及所述信息，生成EBI曲线；判断所述EBI曲线中，是否存在当列车速度上升时，计算的EBI反而比低速时计算的EBI高的情况，若存在，则对所述修正后的工程车加速度-速度曲线进行进一步修正。
在框230，根据所述工程车最大牵引加速度、其他车辆性能参数以及所述信息，生成EBI曲线。
在一些实施例中，所述车辆性能参数包括紧急制动的加速度，为紧急制动车载系统响应和切除牵引时间，为紧急制动过程建立的响应时间、最大牵引加速度。
在一些实施例中，列车实施紧急制动的过程可以分为CSM顶棚速度监控区和TSM目标速度监控区；
在CSM区，EBI曲线满足CSMEBI＝EB-a1t0。
在TSM区，EBI曲线满足EBI计算公式：
S0+S1+S2＝S；
Figure BDA0002858295380000081
v1＝v0+a1t0；
S1＝v1t1；
Figure BDA0002858295380000082
整理可得，
Figure BDA0002858295380000091
其中S是列车车头到MA中的目标终点的距离，v0为实施紧急制动时列车的速度，a2是紧急制动的加速度，t0为紧急制动车载系统响应和切除牵引时间，t1为紧急制动过程建立的响应时间，a1为列车最大牵引加速度。
上述公式中，只有v0未知，因此，可以根据地面系统发送的信息计算v0。还需要将v0与CMSEBI进行比较，取较小值作为列车的EBI限速。
在一些实施例中，包括以下子步骤；
在框410，计算车头所在位置的EBI限速；
在一些实施例中，根据三阶段执行过程计算车头所在位置的EBI限速；EBI曲线满足EBI计算公式：
Figure BDA0002858295380000092
Figure BDA0002858295380000093
根据两阶段执行过程计算车头所在位置的EBI限速；在此过程中，不考虑紧急制动车载系统响应和切除牵引延时阶段；EBI曲线满足EBI计算公式：S1+S2＝S；整理可得，
Figure BDA0002858295380000094
取根据三阶段执行过程计算得到的EBI限速与根据两阶段执行过程计算得到的EBI限速两者的较大值，作为车头所在位置的EBI限速。
在框420，计算车身处的EBI限速；
根据两阶段执行过程计算车身处的EBI限速；在此过程中，不考虑紧急制动车载系统响应和切除牵引延时阶段；EBI曲线满足EBI计算公式：
Figure BDA0002858295380000095
其中，S2是列车车身到MA中的目标终点的距离。
在框430，根据所述车头所在位置的EBI限速与所述车身处的EBI限速，确定列车的EBI限速。
在一些实施例中，将所述车头所在位置的EBI限速与所述车身处的EBI限速进行比较，取较小值作为列车的EBI限速。
在一些实施例中，还需要再将上述计算得到的EBI限速与CMSEBI进行比较，取较小值作为列车的EBI限速。
根据本实施例得到的工程车平滑处理后的加速度-速度曲线及EBI曲线如图5所示。
根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
生成的工程车EBI曲线与电客车EBI曲线类似，解决了由于工程车加速度-速度曲线与电客车差异过大导致的EBI随速度增加或减少而急剧增大或减小的问题。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
图6示出了根据本公开的实施例的装载ATP防护的工程车EBI曲线计算装置600的方框图，装置600包括：
接收模块602，用于接收地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；
性能参数获取模块604，用于根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度-速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度；
计算模块606，用于根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图7示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备700的示意性框图。如图所示，设备700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序指令或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可以存储设备700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法200、300、400。例如，在一些实施例中，方法200、300、400可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由CPU701执行时，可以执行上文描述的方法200、300、400的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU 701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法200、300、400。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种装载ATP防护的工程车EBI曲线计算方法，其特征在于，包括：
接收地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；
根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度-速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度，并获取工程车性能参数；
根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平滑处理后的工程车加速度-速度表是通过以下步骤得到的：
获取工程车的加速度-速度参数；
根据预设平滑处理规则对所述工程车的加速度-速度参数进行平滑处理，生成平滑处理后的工程车加速度-速度表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设平滑处理规则包括：
以工程车初始加速度值为基准，根据低速、中速和高速区域中加速度变化率生成修正后的工程车的加速度值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设平滑规则是通过根据工程车的目标EBI曲线反推加速度变化率得到的。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设平滑规则是通过以下步骤得到的：
分别获取工程车的加速度-速度参数及电客车的加速度-速度参数；
计算所述电客车的加速度-速度曲线的拐点，将所述加速度-速度曲线划分为不同区域；
分别计算不同区域中加速度变化率的平均值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线包括：
计算车头所在位置的EBI限速；
计算车身处的EBI限速；
根据所述车头所在位置的EBI限速与所述车身处的EBI限速，确定列车的EBI限速。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述EBI限速与工程车速度的相互关系，对所述修正后的工程车的加速度值进行调整。
8.一种装载ATP防护的工程车EBI曲线计算装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收地面系统发送的信息；所述信息包括工程车车头到MA中的目标终点的距离、工程车速度；
性能参数获取模块，用于根据所述工程车速度从平滑处理后的工程车加速度-速度表中获取对应的工程车最大牵引加速度，并获取工程车性能参数；
计算模块，用于根据所述工程车最大牵引加速度、工程车性能参数以及地面系统发送的信息，生成EBI曲线。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。
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