CN112758134A - 一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，以车辆段线路设备，包括轨道单元、道岔、车档等为物理对象，建立相对应的线路设备数字对象；以列车为物理对象建立列车的数字对象。通过构建数据传输通道，物理对象与数字对象建立实时数据传输，保证物理对象与数字对象之间的数据同步。构建车辆段的数字孪生体，对车辆段的线路、列车等设备的实时状态进行同步、监察、分析、控制。本发明以列车之间的位置关系、列车与道岔之间的位置关系、列车与其他障碍点位置关系为条件，建立列车防护距离，结合列车防护距离、列车牵引制动性能以及线路条件，计算列车目标速度距离曲线，并进行运行控制。保证出车安全的同时提升车辆段出车效率。

Description

一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及地铁车辆段列车调度技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统。

背景技术

车辆段作为地铁运营中的重要设备，承担着地铁列车的停放、修检、洗刷、清扫等维修和保养工作。在运营日开始，车辆段按照当日的运营计划进行列车出车作业，以满足日常的列车运载要求。随着地铁客流量的不断增加，列车行车间隔不断压缩，车辆段出车效率受到了重大考验。同时，车辆段出车能力也成为了线路运能调配的瓶颈之一。目前，车辆段出车采用CI(Computer Interlock计算机联锁系统)进行防护，车辆段出车过程经历排进路、进路锁闭、进路解锁、进路恢复保护等过程。车辆段出车过程中，线路占用长度远大于列车本身长度，导致线路利用率不高，出车效率低下。传统的车辆段出车方式已经不能满足日益增长的高频发车需求，随着定位、测速、快速无线数据传输、可视化等技术的发展，基于列车、线路等设备的精准信息采用数字孪生技术快速出车、精细化使用车辆段线路资源成为可能；

本技术设想来源于数字孪生下物理实体与数字对象相互交互控制的思想以及移动闭塞下列车安全防护理论。数字孪生利用信息手段对物理对象进行数字化构建，物理实体实时发送各种状态、属性数据到数字孪生体，数字孪生体通过精准分析评估，向物理实体发送控制命令，从而实现物理实体和数字孪生对象状态保持同步。移动闭塞下列车安全防护理论，指列车基于与其运行前方障碍点的位置关系，生成目标速度距离控制曲线，列车在该防护曲线下进行安全运行，防护曲线的生成与列车的牵引制动性能、线路条件有关。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，用于解决现有技术中存在的如下问题：无法对车辆段内列车时空位置进行精细化、精准化把控，不能基于列车实时位置信息进行列车调度；无法对车辆段内线路设备精细化利用。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法，包括：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，对目标列车进行出车控制；

在目标列车运行过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合列车目标速度距离曲线，对目标列车进行运行控制。

优选地，车辆段的线路基础数据包括：车辆段内轨道的起点坐标点、终止坐标点、轨道编码、轨道长度、道岔起点坐标，定位终点坐标、反位终点坐标、道岔的名称、道岔定位区段长度、道岔反位区段长度和道岔编码。

优选地，列车的基础数据包括：列车车底号、列车车型、列车车长、列车牵引制动性能、列车担当车次、列车位置和列车走行速度。

优选地，在目标列车出车过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，对目标列车进行出车控制包括：

沿出车路径，判断防护范围内是否满足出车条件，该出车条件包括：监测防护范围内道岔是否接通到出车方向，监测防护范围内道岔能否被闭锁，监测防护范围内是否有其它列车，监测防护范围内是否有其它故障点；

若防护范围内满足出车条件，则以列车启动牵引力启动目标列车，否则，不启动目标列车；

当目标列车沿出车路径运行时，实时获取目标列车的基础数据，并同步到列车的数据孪生对象；

通过车辆段静态的数字孪生对象并结合目标列车的牵引制动性能、线路条件、列车群位置，获得目标列车的目标速度距离曲线；

控制目标列车按照目标速度距离曲线运行；

在目标列车运行过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合列车目标速度距离曲线，对目标列车进行运行控制包括：

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有道岔设备，监察该道岔设备是否被闭锁，若该道岔设备未被闭锁，设置该道岔设备的开通位置，然后锁闭该道岔设备；否则，监察该道岔设备的开通方向，若该道岔设备的开通方向与目标列车运行方向一致，赋予防护范围许可通过该道岔设备始端的权限，否则，控制目标列车在防护范围到达该道岔设备始端前停车；

当目标列车尾部通过道岔设备末端时，设置该道岔设备解除锁闭；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有其它列车，控制目标列车制动并以该其它列车的尾部为防护距离的终止位置；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有其它故障点，控制目标列车制动并以该其它故障点为防护距离的终点。

第二方面，本发明提供一种基于数字孪生的车辆段快速出车的系统，执行上述的控制方法，包括相互通信连接的中央控制单元和车载控制单元；

中央控制单元用于：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，车载控制单元实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，向中央控制单元实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象；中央控制单元根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，向车载控制单元发出出车控制指令；

在目标列车运行过程中，车载控制单元实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，向中央控制单元实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象；中央控制单元根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合列车目标速度距离曲线，向车载控制单元发出运行控制指令。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，以车辆段线路设备，包括轨道单元、道岔、车档等为物理对象，建立相对应的线路设备数字对象；以列车为物理对象建立列车的数字对象。通过构建数据传输通道，物理对象与数字对象建立实时数据传输，保证物理对象与数字对象之间的数据同步。构建车辆段的数字孪生体，对车辆段的线路、列车等设备的实时状态进行同步、监察、分析、控制。此外，与目前以进路为防护的方式不同，本发明对传统进路进行拆分，以列车之间的位置关系、列车与道岔之间的位置关系、列车与其他障碍点的位置关系等为条件，建立列车防护距离，结合列车防护距离、列车牵引制动性能以及线路条件，自动计算出列车目标速度距离曲线，列车在该曲线下进行运行控制。本发明中采用数据孪生技术，使得数字孪生体能实时同步列车物理实体的准确位置、运动状态等信息。解决了目前车辆段出车不能基于列车实时位置信息进行列车调度的问题。本发明打破传统的基于CI(Computer Interlock计算机联锁系统)防护的局限，最大限度的释放了线路资源。同时能精准掌握线路设备的占用时长，为车辆段线路利用能力的评估分析提供数据支持。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法的处理流程图；

图2为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法中数字孪生逻辑框；

图3为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法中数字孪生在车辆段中的逻辑架构图；

图4为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法中车辆段轨道、道岔数字孪生对象架构图；

图5为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法的优选实施例中T1101次列车出车过程示意图；

图6为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法的优选实施例的处理流程图；

图7为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的系统的逻辑框图。

图中：

701.车载控制单元702.中央控制单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，基本逻辑架构如图2和3所示，以车辆段轨道区段、道岔、信号机等静态实体对象、列车等动态实体对象为基础，构建车辆段数字孪生对象。轨道区段对应的数字孪生对象具备轨道的区段长度、轨道的区段起始坐标、终止坐标、区段的使用状态(占用、空闲)；道岔对应的数据孪生对象具备道岔的定位长度、反位长度、道岔始端坐标、定位及反位坐标、道岔当前状态(定位、反位、锁闭)等属性；列车数字对象包括列车的车型、列车的占用位置、列车的首尾精准坐标，列车的计划走行路径、列车安全防护距离等。综合以上各类设备信息，构建车辆段数字孪生对象。为方便用户对车辆段数字孪生对象进行检测、分析、控制，以图形化的方式对车辆段对象进行可视化呈现。

车辆段轨道区段、道岔的名称、位置坐标等静态数据在数字孪生对象建立时一次性传入，在车辆段出车过程中不进行动态变化；轨道区段的使用状态、道岔的定反位状态等数据属于动态数据，需要与数字孪生对象实时同步。列车对象的车型、长度、车次号、车组号等信息在出车过程中不进行动态变化，在建立车辆数字孪生对象时一次性导入，列车的运行方向、选择路径、列车首尾坐标、列车运行速度等数据在车辆段出车过程中实时变化，需要与数字孪生对象实时同步；数据同步方式可以采用5G方式进行通信。

数字孪生技术中，可通过对数字孪生对象的控制进而控制物理实体对象。在本发明中，用户可通过交互方式设置数字对象的状态，如道岔定位反位、轨道占用空闲、列车工况状态等。用户对数字孪生对象进行操作后，发布相关的指令到线路物理实体，物理实体对自身状态进行转换。从而实现了用户基于数字孪生对车辆段进行控制。

参见图1，本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法，包括如下步骤：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，对目标列车进行出车控制；

在目标列车运行过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合所述列车目标速度距离曲线，对目标列车进行运行控制。

在本发明提供的优选实施例中，车辆段的线路基础数据包括：车辆段内轨道的起点坐标点、终止坐标点、轨道编码、轨道长度、道岔起点坐标，定位终点坐标、反位终点坐标、道岔的名称、道岔定位区段长度、道岔反位区段长度和道岔编码等。基于此类基础数据，构建车辆段轨道、道岔设备的数字孪生对象。如图4所示，点线表示轨道区域，实线表示道岔区域。

列车的基础数据包括：列车车底号、列车车型、列车车长、列车牵引制动性能、列车担当车次、列车位置和列车走行速度等。基于此类基础数据，构建列车的数字孪生对象。如图5所示，黑色长方体表示列车对象。

列车出车过程中，首先为列车分配一条出车路径；随着列车的运行，不断对该路径上防护距离范围内是否具通行条件进行监察。根据前方通行条件，结合列车牵引制动性能，计算出列车目标速度距离曲线，为列车下达运行指令，从而保证列车出车的安全高效。其中安全防护距离计算为：

L_protection＝L_brake+L_safty

L_protection——列车安全防护距离；

L_brake——列车制动距离；

L_safty——列车安全防护距离。

在一些优选实施例中，具体过程包括如下子步骤：

沿出车路径，判断防护范围内是否满足出车条件，该出车条件包括：监测防护范围内道岔是否接通到出车方向，监测防护范围内道岔能否被闭锁，监测防护范围内是否有其它列车，监测防护范围内是否有其它故障点；

若防护范围内满足出车条件，则以列车启动牵引力启动目标列车，否则，不启动目标列车；

当目标列车沿出车路径运行时，实时获取目标列车的基础数据，并同步到所述列车的数据孪生对象；

通过所述车辆段静态的数字孪生对象并结合目标列车的牵引制动性能、线路条件、列车群位置，获得目标列车的目标速度距离曲线；

控制目标列车按照目标速度距离曲线运行；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有道岔设备，监察该道岔设备是否被闭锁，若该道岔设备未被闭锁，设置该道岔设备的开通位置，然后锁闭该道岔设备；否则，监察该道岔设备的开通方向，若该道岔设备的开通方向与目标列车运行方向一致，赋予防护范围许可通过该道岔设备始端的权限，否则，控制目标列车在防护范围到达该道岔设备始端前停车；

当目标列车尾部通过道岔设备末端时，设置该道岔设备解除锁闭；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有其它列车，控制目标列车制动并以该其它列车的尾部为防护距离的终止位置；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有其它故障点，控制目标列车制动并以该其它故障点为防护距离的终点。

本发明还提供一个实施例，用于示例性显示执行本控制方法的一个优选出车过程，结合图4至6，具体包括：

step1：T1101次列车在T2轨道始端准备出段。根据列车担当车次，为列车分配出车路径R1，R1包括轨道区段T2、道岔SW1、轨道区段T7、道岔SW2、轨道区段T8、道岔SW5、轨道区段T10、道岔SW6、轨道区段T12等设备。图中：T1至T12代表轨道区段，SW1至SW7表示道岔。

step2：T1101次列车在T2轨道始端开始出段，沿着出车路径检查在防护距离内是否具备正常走行条件；即监测L防护范围内道岔状态是否开通到出车方向，道岔能否被锁闭，监测范围内是否有列车以及其他故障点；

step3：T1101次列车在出车路径前方的L防护范围内有出车条件时，以列车启动牵引力启动列车；否则不具备列车启动条件；

step4：T1101次列车在出车路径上运行，实时同步到数字孪生对象，位置坐标、速度、牵引力、制动力等数据；

step5：车辆段数字孪生体综合考虑列车的牵引制动性能、线路条件、列车群位置等，生成T1101次列车目标速度距离曲线；

step6：T1101次列车按照速度目标距离曲线运行；

step7：T1101次列车在出车路径前方L防护范围内监测到有道岔设备时，监察道岔是否被锁闭。当道岔未被锁闭时，设置道岔开通位置后锁闭道岔；当道岔被锁闭时，监察道岔的开通方向，如果开通方向与列车运行方向相符合，列车防护范围可以越过道岔始端；当道岔锁闭同时开通方向与列车运行方向不想符合时，列车防护范围终止到道岔始端。

step8：T1101次列车尾部通过道岔末端时，道岔解除锁闭，可以被重新设定状态(定位/反位)；

step9：T1101次列车在出车路径前方L防护范围内监测到有列车时，以前列车的尾部为防护距离的终止位置；

step10：T1101次列车在出车路径前方L防护范围内监测到有故障点是，以故障点为防护距离的终点，列车不能在故障点前进行制动。

第二方面，本发明提供一种基于数字孪生的车辆段快速出车的系统，执行上述的控制方法，如图7所示，其包括相互通信连接的中央控制单元702和车载控制单元701；

中央控制单元702用于：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，车载控制单元701实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，向中央控制单元702实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象；中央控制单元702根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，向车载控制单元701发出出车控制指令；

在目标列车运行过程中，车载控制单元701实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，向中央控制单元702实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象；中央控制单元702根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合列车目标速度距离曲线，向车载控制单元701发出运行控制指令。

中央控制单元702还用于将上述监测、分析、控制过程通过图形、图表等方式进行可视化输出。

综上所述，本发明提供的一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，以列车间的位置关系、列车与线路设备的位置关系为列车防护条件，保证车辆段出车过程的安全可靠。其包括：

准备运营的列车出车启动，在车辆段数字孪生体中创建该列车的数字对象，可对列车的车型、车长、列车制动性能、列车牵引性能等属性进行查看；

基于运营当日的行车计划，为列车自动分配的出车路径，同时监测该路径上的设备的初始状态，如轨道区段的占用，信号灯灯位、道岔的状态等；

基于列车的牵引制动性能参数、线路条件，出车速度限制等，自动计算牵引力、防护距离、推荐目标速度-距离曲线等；利用数字列车对象，发送指令该列车实体控制列车运行；

在列车运行过程中，列车实体实时发送列车的速度、位置信息同步到数字列车对象，同时，线路状态数据也实时同步到对应的数字对象，包括道轨道的占用范围信息、道岔的状态等；

列车运行过程中，实时监察出车路径上是否通畅。当列车出车路径方向防护距离范围内有道岔不符合出车条件时(道岔处于锁闭状态不能被重新设定状态)，以该道岔始端作为列车防护距离末端重新计算速度距离曲线，防护列车侵入该道岔；当列车防护距离范围即将进入道岔区段时，监察道岔的状态满足行车条件时，锁闭该道岔。当列车当该列车的出车路径上有车时，检测该列车是否在防护距离范围内，当有其他列车在防护范围内时，采用制动；列车驶过的出车路径上的设备状态自动更新，列车完全驶过道岔时，道岔锁闭释放。

本发明提供的控制方法和系统具有如下优点：

能对车辆段列车、线路设备等进行实时监察、精准把控。精细化使用线路资源快速出车解决目前出车效率低下的问题；

本发明基于数字孪生技术，对车辆段的线路设备、列车构建数字化对象，通过实时数据传输基础，实现车辆段物理实体与数字对象在状态上保持同步。为车辆段管理人员全方位监控出车过程提供辅助支持，此外也为列车精准控制提供数据支持；

本发明打破传统的CI(Computer Interlock计算机联锁系统)防护下的出车过程，取消了进路，采用更加灵活、精准、高效的列车防护机制，最大限度的释放线路的能力，满足当前高频出车的迫切需求。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法，其特征在于，包括：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，对目标列车进行出车控制；

在目标列车运行过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合所述列车目标速度距离曲线，对目标列车进行运行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆段的线路基础数据包括：车辆段内轨道的起点坐标点、终止坐标点、轨道编码、轨道长度、道岔起点坐标，定位终点坐标、反位终点坐标、道岔的名称、道岔定位区段长度、道岔反位区段长度和道岔编码。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述列车的基础数据包括：列车车底号、列车车型、列车车长、列车牵引制动性能、列车担当车次、列车位置和列车走行速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在目标列车出车过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，对目标列车进行出车控制包括：

沿出车路径，判断防护范围内是否满足出车条件，该出车条件包括：监测防护范围内道岔是否接通到出车方向，监测防护范围内道岔能否被闭锁，监测防护范围内是否有其它列车，监测防护范围内是否有其它故障点；

若防护范围内满足出车条件，则以列车启动牵引力启动目标列车，否则，不启动目标列车；

当目标列车沿出车路径运行时，实时获取目标列车的基础数据，并同步到所述列车的数据孪生对象；

通过所述车辆段静态的数字孪生对象并结合目标列车的牵引制动性能、线路条件、列车群位置，获得目标列车的目标速度距离曲线；

控制目标列车按照目标速度距离曲线运行；

所述的在目标列车运行过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合所述列车目标速度距离曲线，对目标列车进行运行控制包括：

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有道岔设备，监察该道岔设备是否被闭锁，若该道岔设备未被闭锁，设置该道岔设备的开通位置，然后锁闭该道岔设备；否则，监察该道岔设备的开通方向，若该道岔设备的开通方向与目标列车运行方向一致，赋予防护范围许可通过该道岔设备始端的权限，否则，控制目标列车在防护范围到达该道岔设备始端前停车；

当目标列车尾部通过道岔设备末端时，设置该道岔设备解除锁闭；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有其它列车，控制目标列车制动并以该其它列车的尾部为防护距离的终止位置；

当目标列车沿出车路径运行时，若监测到防护范围内有其它故障点，控制目标列车制动并以该其它故障点为防护距离的终点。

5.一种基于数字孪生的车辆段快速出车的系统，其特征在于，执行如权利要求1至4任一所述的控制方法，包括相互通信连接的中央控制单元和车载控制单元；

所述中央控制单元用于：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，所述车载控制单元实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，向所述中央控制单元实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象；所述中央控制单元根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，向所述车载控制单元发出出车控制指令；

在目标列车运行过程中，所述车载控制单元实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，向所述中央控制单元实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象；所述中央控制单元根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合所述列车目标速度距离曲线，向所述车载控制单元发出运行控制指令。

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