CN113548091B - 一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法 - Google Patents

一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,涉及有轨电车信号通讯技术领域,本方法基于车车通信方案、获取前方有轨电车的运行状态信息,将前方有轨电车运行状态信息与车站、信号机、限速等线路相关信息结合分析,计算并在DMI上绘制对应的司机辅助驾驶曲线。

Description

一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法
技术领域
本发明涉及有轨电车信号通讯技术领域,确切地说涉及一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法。
背景技术
有轨电车(Tram、Streetcar、Tramcar),是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆。有轨电车是一种公共交通工具,亦称路面电车,简称电车,属轻铁的一种,列车一般不超过五节,但由于在街道行驶,占用道路空间,此外,某些在市区的轨道上运行的缆车亦可算作路面电车的一种,电车以电力驱动,车辆不会排放废气,因而是一种无污染的环保交通工具。
现代有轨电车运行可靠、舒适、节能、环保等特点,且其技术特性已与轻轨基本无异,其作为一种中等运量的交通运行方式,相比传统城市轨道交通方式,现代有轨电车的线路建设成本远远低于地铁项目对于中型城市来说,有轨电车是实用廉宜的选择。如今多地方也开始在城市中改建或新增现代有轨电车线路,如法国斯特拉斯堡、瑞士日内瓦、西班牙巴塞罗那以及我国的大连、天津、上海等城市。现代有轨电车作为城市新兴的一种先进的公交方式,已完成了从传统到现代化的转变,在世界范围被普遍推广也充满了光明的前景。
目前,国内的有轨电车均采用司机目视瞭望与司机操作结合的方式实现对电车运行的控制,但是这种电车运行模式具有一定的弊端,首先,司机完全依照经验目视行车的电车控制模式对司机驾驶行为要求较高,当司机在对应线路上驾驶经验有所欠缺时,便需要一些指引;其次,司机驾驶过程中,可能出现注意力不集中的情况,因而存在一些安全隐患,特别是在司机对有轨电车进行制动时,如果制动的加速度过大、制动距离过短,则乘客舒适度会受到很大的影响。
因此,在现有技术中也出现了一些用于驾驶辅助的技术方案,比如公开号为CN107284471A,公开时间为2017年10月24日,名称为“一种基于车车通信的CBTC系统”的中国发明专利文献,该现有技术方案公开的基于车车通信的CBTC系统,可减少地面设备,取消地面ATP、联锁等设备,IVOC通过与前后车的IVOC、OC以及ITS系统进行信息交互可自主计算移动许可,规划行车路径;ITS系统可基于现场情况,自动生成列车运行控制信息,减轻运营调度人员的作业负担,提升运营效率和服务水平;并发送给所述IVOC;TMC获取线路限速信息并发送给线路上的各列车,可实现列车安全防护,但是对于有轨电车的运用场景而言,采用更常用于地铁等复杂轨交系统的CBTC系统进行通讯和行驶控制,一方面建设成本和运行成本会成倍的增加,不符合有轨电车的运用初衷,另一方面,CBTC系统的通讯技术过于复杂,很多功能的实现难以运用在有轨电车的控制中,并且,有轨电车本身的驾驶还是要基于司机的操控才符合其本身的设计特点以及运行要求。
即,现有技术中还是亟需一种能够在保持低成本实现的优势下、能够可靠、有效为司机提供控制信号辅助的驾驶辅助方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术方案的不足,提出一种基于车车通信方案、获取前方有轨电车的运行状态信息,将前方有轨电车运行状态信息与车站、信号机、限速等线路相关信息结合分析,计算并在DMI上绘制对应的司机辅助驾驶曲线的有轨电车司机驾驶辅助方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,包括以下步骤:
步骤1,在线运行的有轨电车车辆向其他的有轨电车车辆发送自己的运行状态信息,同时也接受其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息,即在线运行的有轨电车车辆间相互交换各自的行车信息以构成在线运行车辆的通讯组网,所述运行状态信息包括有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置和各区段的限速信息,即将在线运行的有轨电车车辆涉及驾驶安全的信息都包含在内了,特别是涉及到车辆停车位置相关的参考信息全部进行了共享,以便实现刹车预警、驾驶操作过程的辅助曲线生成等。
具体的,所述步骤1中,通常情况下,在线运行的轨电车车辆通过NR网络和/或LTE网络向其他有轨电车车辆发送并接收所述的运行状态信息,即正常状态还是基于车载的可靠的通讯网络进行实时同步的运行状态信息交互,而当所述NR网络和LTE网络的通信中断时,则有轨电车车辆通过V2X通讯系统与在通信范围内的其他有轨电车车辆的V2X通讯系统进行通讯、发送并接收所述的运行状态信息。
步骤2,有轨电车车辆在收到其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息后,将本车运行状态信息中的运行方向和位置信息与其他的有轨电车车辆运行状态信息中的运行方向和位置信息进行比对,将前述的有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置进行整合、归集和比对,就能识别出位于本车当前行进路线前方的有轨电车车辆、并根据对应的运行状态信息计算出前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,实现对前车形状状态的分析并预测出其可能的刹车、减速、停车点,从而提前给出符合安全阈值的后车行车建议。
具体的,所述步骤2中,从识别出的位于本车前方的有轨电车车辆所对应的运行状态信息中获得前方有轨电车车辆的位置ST以及运行速度VT,并且设有轨电车车辆的最大制动速度为Accmax、制动安全距离为LSec,因此,所述可能停车点位置
Figure BDA0003159407600000031
即前方有轨电车车辆在运行线路上的可能停车点位置就是以其当前位置为基点、计算出其制动所需距离、并考虑安全保持距离,计算出如果前车立即停车,那么停止的位置在线路上的哪一个位置。
步骤3,将步骤2中得到的前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,与前方有轨电车车辆运行状态信息中前方车站停车点位SStP和运行线路前方信号机停车点位置SSiP进行比较,得到前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP;具体而言,就是在前车的运行状态信息中,可以看到车站的站点以及需要停车的信号机,这些点位是要求车辆停车的,那么集合步骤2中的可能停车点位置STP,就能很快确定出前方车辆最近一个停车点在线路中的具体位置。
步骤4,得到前车最近一个停车位置后,根据本车的当前位置S0与最近停车点位置SP之间线路所包含的区段以及各区段的限速信息,计算并绘制出对应本车的辅助驾驶曲线,即线路中按照区段划分,每个区段的运行规则(这里主要是限速)是明确的,后车与前车停车位置的距离已经确定,就能够在驱动限速要求下、综合考虑如刹车线性要求、机械极限、安全阈值等因素计算出后车前行、减速、刹车的最优驾驶曲线,并以距离+速度的方式进行直观展示,所述辅助驾驶曲线包括路段最高效驾驶曲线和/或当前推荐驾驶曲线。
具体的,步骤4中所述最高效驾驶曲线,是以路段限速为匀速运行速度、以前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP为追踪目标的速度与距离曲线。
再者,所述当前推荐驾驶曲线,是以本车当前的运行速度V0为匀速运行速度、以最大的舒适制动加速度AccComf为制动加速度、以及以前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP为追踪目标的速度与距离曲线。
更为具体的,所述路段最高效驾驶曲线的具体计算方法如下:
设初始速度为VOL、曲线上每个点的速度为VPoint、路段距离为SPoint、线路限速为VLim、有轨电车车辆的最大的舒适制动加速度为AccComf,其中路段距离SPoint的范围为[0,SP-S0];
Figure BDA0003159407600000041
时,则
Figure BDA0003159407600000042
在路段距离SPoint的范围内取若干点计算每个点对应的速度VPoint
Figure BDA0003159407600000043
之后将这些点拟合为对应的路段最高效驾驶曲线;
Figure BDA0003159407600000044
时,则VOL=VLim,此时路段最高效驾驶曲线分包括匀速部分和制动部分,所述匀速部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000045
在这个路段区间上取若干点,每个点对应速度VPoint=VOL;所述制动部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000046
在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度VPoint
Figure BDA0003159407600000047
之后将匀速部分和制动部分的点合并拟合为对应的路段最高效驾驶曲线。
更为具体的,所述当前推荐驾驶曲线的具体计算方法如下:
设初始速度为V1L、曲线上每个点的速度为V1Point、路段距离为S1Point、司机反应与操作时间为tOp、系统响应时间为tSys、有轨电车车辆的最大的舒适制动加速度为AccComf、有轨电车车辆当前的运行速度为V0,其中路段距离S1Point的范围为[0,SP-S0];
Figure BDA0003159407600000048
时,则令V1L=V0,此时,所述当前推荐驾驶曲线包括匀速部分和制动部分;所述匀速部分的路段区间为[0,V0(tOp+tSys)],在匀速部分的路段区间上取若干个点,每个点对应的速度V1Point=V1L;所述制动部分的路段区间为[V1L(tOp+tSys),SP-S0],计算制动部分路段区间的制动加速度
Figure BDA0003159407600000051
在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度V1Point
Figure BDA0003159407600000052
将匀速部分和制动部分的点合并拟合为为对应的当前推荐驾驶曲线;
Figure BDA0003159407600000053
时,则令V1L=V0,所述当前推荐驾驶曲线包括匀速部分和制动部分;所述匀速部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000054
Figure BDA0003159407600000055
在匀速部分的路段区间上取若干个点,每个点对应的速度V1Point=V1L;所述制动部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000056
在制动部分在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度V1Point
Figure BDA0003159407600000057
将匀速部分和制动部分的点合并拟合为为对应的当前推荐驾驶曲线。
步骤5,在有轨电车车辆的DMI系统上显示所述步骤4中计算并绘制得到的辅助驾驶曲线,并根据辅助驾驶曲线中的速度与距离关系生成语音播报提示。
优选地,所述步骤5中,当前有轨电车车辆的行驶速度V0,若V0(tOp+tSys)小于所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的匀速部分路段区间的长度时,在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为绿色;
若V0(tOp+tSys)大于或等于所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的匀速部分路段区间的长度时,则在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为黄色,并生成减速语音报警提醒;
若所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的制动部分所对应的制动加速度大于等于最大制动速度为Accmax时,则在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为红色、生成紧急制动语音报警提醒,并对车辆进行紧急制动。
与现有技术相比,本发明这种技术方案具有以下的有益效果:
1、本发明提供的这种技术方案,为司机确定了前方有轨电车车辆可能停车的最近停车点,并依照停车点为司机绘制了司机辅助驾驶曲线,从而辅助司机的驾驶行为,预判在前、防微杜渐;
2、本发明提供的这种技术方案,结合有轨电车车辆上配备的DMI系统(司机人机交互界面),可以从视觉和听觉两个角度对司机进行驾驶辅助提示,促进司机集中注意力,从而降低事故发生的概率;
3、本发明提供的这种技术方案,遇到需要紧急避险的情况下自动进行判断、并可以在司机来不及进行制动操作时代替司机进行紧急制动,提高了有轨电车运行的整体安全性;
4、本发明提供的这种技术方案,在单列有轨电车车辆的NR网络和/或LTE网络中断时可以降级为V2X模式,尽可能保证车车通信不会中断,从而保证司机辅助驾驶曲线的可靠性。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚,其中:
图1为本发明技术方案的系统架构示意图;
图2为本发明技术方案车车通信网络示意图;
图3为本发明技术方案中前方有轨电车车辆对应停车点计算逻辑示意图;
图4为本发明技术方案中路段最高效驾驶曲线计算逻辑示意图;
图5为本发明技术方案中当前推荐驾驶曲线计算逻辑示意图;
图6为本发明技术方案中推荐驾驶曲线显示与告警计算逻辑示意图;
具体实施方式
下面通过具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案,需要说明的是,本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
作为本技术方案一种具体的实施方案,本实施例提供了一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,以车车通信为基础,来获取前方有轨电车的运行状态信息,如图1所示,将前方有轨电车运行状态信息与车站、信号机、限速等线路相关信息结合分析,计算并在DMI上绘制对应的司机辅助驾驶曲线,根据司机辅助驾驶曲线,对司机进行相应的显示指引和语音告警。
具体的,本实施例的方法包括以下步骤:
步骤1,如图2,在线运行的有轨电车车辆向其他的有轨电车车辆发送自己的运行状态信息,同时也接受其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息,即在线运行的有轨电车车辆间相互交换各自的行车信息以构成在线运行车辆的通讯组网,所述运行状态信息包括有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置和各区段的限速信息,即将在线运行的有轨电车车辆涉及驾驶安全的信息都包含在内了,特别是涉及到车辆停车位置相关的参考信息全部进行了共享,以便实现刹车预警、驾驶操作过程的辅助曲线生成等。
步骤2,有轨电车车辆在收到其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息后,将本车运行状态信息中的运行方向和位置信息与其他的有轨电车车辆运行状态信息中的运行方向和位置信息进行比对,将前述的有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置进行整合、归集和比对,就能识别出位于本车当前行进路线前方的有轨电车车辆、并根据对应的运行状态信息计算出前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,实现对前车形状状态的分析并预测出其可能的刹车、减速、停车点,从而提前给出符合安全阈值的后车行车建议。
步骤3,如图3,将步骤2中得到的前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,与前方有轨电车车辆运行状态信息中前方车站停车点位SStP和运行线路前方信号机停车点位置SSiP进行比较,得到前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP;具体而言,就是在前车的运行状态信息中,可以看到车站的站点以及需要停车的信号机,这些点位是要求车辆停车的,那么集合步骤2中的可能停车点位置STP,就能很快确定出前方车辆最近一个停车点在线路中的具体位置。
步骤4,得到前车最近一个停车位置后,根据本车的当前位置S0与最近停车点位置SP之间线路所包含的区段以及各区段的限速信息,计算并绘制出对应本车的辅助驾驶曲线,即线路中按照区段划分,每个区段的运行规则(这里主要是限速)是明确的,后车与前车停车位置的距离已经确定,就能够在驱动限速要求下、综合考虑如刹车线性要求、机械极限、安全阈值等因素计算出后车前行、减速、刹车的最优驾驶曲线,并以距离+速度的方式进行直观展示,所述辅助驾驶曲线包括路段最高效驾驶曲线和/或当前推荐驾驶曲线。
步骤5,在有轨电车车辆的DMI系统上显示所述步骤4中计算并绘制得到的辅助驾驶曲线,并根据辅助驾驶曲线中的速度与距离关系生成语音播报提示。
本实施例的这种技术方案,为司机确定了前方有轨电车车辆可能停车的最近停车点,并依照停车点为司机绘制了司机辅助驾驶曲线,从而辅助司机的驾驶行为,预判在前、防微杜渐;结合有轨电车车辆上配备的DMI系统(司机人机交互界面),可以从视觉和听觉两个角度对司机进行驾驶辅助提示,促进司机集中注意力,从而降低事故发生的概率;遇到需要紧急避险的情况下自动进行判断、并可以在司机来不及进行制动操作时代替司机进行紧急制动,提高了有轨电车运行的整体安全性;在单列有轨电车车辆的NR网络和/或LTE网络中断时可以降级为V2X模式,尽可能保证车车通信不会中断,从而保证司机辅助驾驶曲线的可靠性。
实施例2
作为本发明一种更为优选地具体实施方案,本实施例提供了一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,包括以下步骤:
步骤1,如图2,通常情况下,在线运行的轨电车车辆通过NR网络和/或LTE网络向其他有轨电车车辆发送并接收所述的运行状态信息,即正常状态还是基于车载的可靠的通讯网络进行实时同步的运行状态信息交互,而当所述NR网络和LTE网络的通信中断时,则有轨电车车辆通过V2X通讯系统与在通信范围内的其他有轨电车车辆的V2X通讯系统进行通讯、发送并接收所述的运行状态信息,在线运行的有轨电车车辆向其他的有轨电车车辆发送自己的运行状态信息,同时也接受其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息,即在线运行的有轨电车车辆间相互交换各自的行车信息以构成在线运行车辆的通讯组网,所述运行状态信息包括有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置和各区段的限速信息,即将在线运行的有轨电车车辆涉及驾驶安全的信息都包含在内了,特别是涉及到车辆停车位置相关的参考信息全部进行了共享,以便实现刹车预警、驾驶操作过程的辅助曲线生成等。
步骤2,有轨电车车辆在收到其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息后,将本车运行状态信息中的运行方向和位置信息与其他的有轨电车车辆运行状态信息中的运行方向和位置信息进行比对,将前述的有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置进行整合、归集和比对,就能识别出位于本车当前行进路线前方的有轨电车车辆、并根据对应的运行状态信息计算出前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,实现对前车形状状态的分析并预测出其可能的刹车、减速、停车点,从而提前给出符合安全阈值的后车行车建议。
具体的,从识别出的位于本车前方的有轨电车车辆所对应的运行状态信息中获得前方有轨电车车辆的位置ST以及运行速度VT,并且设有轨电车车辆的最大制动速度为Accmax、制动安全距离为LSec,因此,所述可能停车点位置
Figure BDA0003159407600000091
即前方有轨电车车辆在运行线路上的可能停车点位置就是以其当前位置为基点、计算出其制动所需距离、并考虑安全保持距离,计算出如果前车立即停车,那么停止的位置在线路上的哪一个位置。
步骤3,如图3,将上述步骤2中得到的前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,与前方有轨电车车辆运行状态信息中前方车站停车点位SStP和运行线路前方信号机停车点位置SSiP进行比较,得到前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP;具体而言,就是在前车的运行状态信息中,可以看到车站的站点以及需要停车的信号机,这些点位是要求车辆停车的,那么集合步骤2中的可能停车点位置STP,就能很快确定出前方车辆最近一个停车点在线路中的具体位置。
步骤4,得到前车最近一个停车位置后,根据本车的当前位置S0与最近停车点位置SP之间线路所包含的区段以及各区段的限速信息,计算并绘制出对应本车的辅助驾驶曲线,即线路中按照区段划分,每个区段的运行规则(这里主要是限速)是明确的,后车与前车停车位置的距离已经确定,就能够在驱动限速要求下、综合考虑如刹车线性要求、机械极限、安全阈值等因素计算出后车前行、减速、刹车的最优驾驶曲线,并以距离+速度的方式进行直观展示,所述辅助驾驶曲线包括路段最高效驾驶曲线和/或当前推荐驾驶曲线。具体的,所述最高效驾驶曲线,是以路段限速为匀速运行速度、以前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP为追踪目标的速度与距离曲线;所述当前推荐驾驶曲线,是以本车当前的运行速度V0为匀速运行速度、以最大的舒适制动加速度AccComf为制动加速度、以及以前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP为追踪目标的速度与距离曲线。
更为具体的,如图4,所述路段最高效驾驶曲线的具体计算方法如下:
设初始速度为VOL、曲线上每个点的速度为VPoint、路段距离为SPoint、线路限速为VLim、有轨电车车辆的最大的舒适制动加速度为AccComf,其中路段距离SPoint的范围为[0,SP-S0];
Figure BDA0003159407600000101
时,则
Figure BDA0003159407600000102
在路段距离SPoint的范围内取若干点计算每个点对应的速度VPoint
Figure BDA0003159407600000103
之后将这些点拟合为对应的路段最高效驾驶曲线;
Figure BDA0003159407600000104
时,则VOL=VLim,此时路段最高效驾驶曲线分包括匀速部分和制动部分,所述匀速部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000105
在这个路段区间上取若干点,每个点对应速度VPoint=VOL;所述制动部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000106
在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度VPoint
Figure BDA0003159407600000107
之后将匀速部分和制动部分的点合并拟合为对应的路段最高效驾驶曲线。
更进一步的,如图5,所述当前推荐驾驶曲线的具体计算方法如下:
设初始速度为V1L、曲线上每个点的速度为V1Point、路段距离为S1Point、司机反应与操作时间为tOp、系统响应时间为tSys、有轨电车车辆的最大的舒适制动加速度为AccComf、有轨电车车辆当前的运行速度为V0,其中路段距离S1Point的范围为[0,SP-S0];
Figure BDA0003159407600000108
时,则令V1L=V0,此时,所述当前推荐驾驶曲线包括匀速部分和制动部分;所述匀速部分的路段区间为[0,V0(tOp+tSys)],在匀速部分的路段区间上取若干个点,每个点对应的速度V1Point=V1L;所述制动部分的路段区间为[V1L(tOp+tSys),SP-S0],计算制动部分路段区间的制动加速度
Figure BDA0003159407600000111
在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度V1Point
Figure BDA0003159407600000112
将匀速部分和制动部分的点合并拟合为为对应的当前推荐驾驶曲线;
Figure BDA0003159407600000113
时,则令V1L=V0,所述当前推荐驾驶曲线包括匀速部分和制动部分;所述匀速部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000114
Figure BDA0003159407600000115
在匀速部分的路段区间上取若干个点,每个点对应的速度V1Point=V1L;所述制动部分的路段区间为
Figure BDA0003159407600000116
在制动部分在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度V1Point
Figure BDA0003159407600000117
将匀速部分和制动部分的点合并拟合为为对应的当前推荐驾驶曲线。
步骤5,在有轨电车车辆的DMI系统上显示所述步骤4中计算并绘制得到的辅助驾驶曲线,并根据辅助驾驶曲线中的速度与距离关系生成语音播报提示,如图6,当前有轨电车车辆的行驶速度V0,若V0(tOp+tSys)小于所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的匀速部分路段区间的长度时,在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为绿色;
若V0(tOp+tSys)大于或等于所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的匀速部分路段区间的长度时,则在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为黄色,并生成减速语音报警提醒;
若所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的制动部分所对应的制动加速度大于等于最大制动速度为Accmax时,则在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为红色、生成紧急制动语音报警提醒,并对车辆进行紧急制动。

Claims (8)

1.一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,在线运行的有轨电车车辆向其他的有轨电车车辆发送自己的运行状态信息,同时也接受其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息,所述运行状态信息包括有轨电车车辆的当前位置、运行速度、行进线路,以及所述行进线路中的车站停车点位置、信号机停车点位置和各区段的限速信息;
步骤2,有轨电车车辆在收到其他的有轨电车车辆所发出的运行状态信息后,将本车运行状态信息中的运行方向和位置信息与其他的有轨电车车辆运行状态信息中的运行方向和位置信息进行比对,识别出位于本车前方的有轨电车车辆、并根据对应的运行状态信息计算出前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP
步骤3,将步骤2中得到的前方有轨电车车辆的可能停车点位置STP,与前方有轨电车车辆运行状态信息中前方车站停车点位SStP和运行线路前方信号机停车点位置SSiP进行比较,得到前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP
步骤4,根据本车的当前位置S0与最近停车点位置SP之间线路所包含的区段以及各区段的限速信息,计算并绘制出对应本车的辅助驾驶曲线,所述辅助驾驶曲线包括路段最高效驾驶曲线和/或当前推荐驾驶曲线;
步骤5,在有轨电车车辆的DMI系统上显示所述步骤4中计算并绘制得到的辅助驾驶曲线,并根据辅助驾驶曲线中的速度与距离关系生成语音播报提示。
2.如权利要求1所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于:所述步骤1中,在线运行的轨电车车辆通过NR网络和/或LTE网络向其他有轨电车车辆发送并接收所述的运行状态信息,当所述NR网络和LTE网络的通信中断时,则有轨电车车辆通过V2X通讯系统与在通信范围内的其他有轨电车车辆的V2X通讯系统进行通讯、发送并接收所述的运行状态信息。
3.如权利要求1所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于:所述步骤2中,从识别出的位于本车前方的有轨电车车辆所对应的运行状态信息中获得前方有轨电车车辆的位置ST以及运行速度VT,并且设有轨电车车辆的最大制动速度为Accmax、制动安全距离为LSec,所述可能停车点位置
Figure DEST_PATH_IMAGE002
4.如权利要求1所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于:步骤4中所述最高效驾驶曲线,是以路段限速为匀速运行速度、以前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP为追踪目标的速度与距离曲线。
5.如权利要求1所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于:所述当前推荐驾驶曲线,是以本车当前的运行速度V0为匀速运行速度、以最大的舒适制动加速度AccComf为制动加速度、以及以前方有轨电车车辆的最近停车点位置SP为追踪目标的速度与距离曲线。
6.如权利要求1或4所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于,所述路段最高效驾驶曲线的具体计算方法如下:
设初始速度为VOL、曲线上每个点的速度为VPoint、路段距离为SPoint、线路限速为VLim、有轨电车车辆的最大的舒适制动加速度为AccComf,其中路段距离SPoint的范围为[0,SP-S0];
Figure DEST_PATH_IMAGE004
时,则
Figure DEST_PATH_IMAGE006
,在路段距离SPoint的范围内取若干点计算每个点对应的速度VPoint
Figure DEST_PATH_IMAGE008
,之后将这些点拟合为对应的路段最高效驾驶曲线;
Figure DEST_PATH_IMAGE010
时,则VOL=VLim,此时路段最高效驾驶曲线分包括匀速部分和制动部分,所述匀速部分的路段区间为[0,
Figure DEST_PATH_IMAGE012
],在这个路段区间上取若干点,每个点对应速度VPoint=VOL;所述制动部分的路段区间为[
Figure DEST_PATH_IMAGE013
,SP-S0],在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度VPoint
Figure DEST_PATH_IMAGE015
,之后将匀速部分和制动部分的点合并拟合为对应的路段最高效驾驶曲线。
7.如权利要求1或5所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于,所述当前推荐驾驶曲线的具体计算方法如下:
设初始速度为V1L、曲线上每个点的速度为V1Point、路段距离为S1Point、司机反应与操作时间为tOp、系统响应时间为tSys、有轨电车车辆的最大的舒适制动加速度为AccComf、有轨电车车辆当前的运行速度为V0,其中路段距离S1Point的范围为[0,SP-S0];
Figure DEST_PATH_IMAGE017
时,则令V1L=V0,此时,所述当前推荐驾驶曲线包括匀速部分和制动部分;所述匀速部分的路段区间为[0,V0(tOp+tSys)],在匀速部分的路段区间上取若干个点,每个点对应的速度V1Point=V1L;所述制动部分的路段区间为[V1L(tOp+tSys),SP-S0],计算制动部分路段区间的制动加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE019
,在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度V1Point
Figure DEST_PATH_IMAGE021
,将匀速部分和制动部分的点合并拟合为对应的当前推荐驾驶曲线;
Figure DEST_PATH_IMAGE023
时,则令V1L=V0,所述当前推荐驾驶曲线包括匀速部分和制动部分;所述匀速部分的路段区间为[0,
Figure DEST_PATH_IMAGE025
],在匀速部分的路段区间上取若干个点,每个点对应的速度V1Point=V1L;所述制动部分的路段区间为[
Figure 325695DEST_PATH_IMAGE025
,SP-S0],在制动部分在制动部分的路段区间内取若干点,计算每个点对应的速度V1Point
Figure DEST_PATH_IMAGE027
,将匀速部分和制动部分的点合并拟合为对应的当前推荐驾驶曲线。
8.如权利要求1所述的一种基于车车通信的有轨电车司机驾驶辅助方法,其特征在于:所述步骤5中,当前有轨电车车辆的行驶速度V0
若V0(tOp+tSys)小于所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的匀速部分路段区间的长度时,在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为绿色;
若V0(tOp+tSys)大于或等于所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的匀速部分路段区间的长度时,则在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为黄色,并生成减速语音报警提醒,其中,司机反应与操作时间为tOp、系统响应时间为tSys
若所述最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线的制动部分所对应的制动加速度大于等于最大制动速度为Accmax时,则在有轨电车车辆的DMI系统上显示最高效驾驶曲线或当前推荐驾驶曲线为红色、生成紧急制动语音报警提醒,并对车辆进行紧急制动。
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