CN114475721A - 运行速度曲线的确定方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种运行速度曲线的确定方法、装置、存储介质及电子设备，其中，所述方法包括：获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息；基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线，所述安全防护曲线用于限定所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度；基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的车辆位置与规划速度的对应关系；基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集；基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
Description
技术领域
本申请涉及列车控制技术领域，特别地涉及一种运行速度曲线的确定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
我国铁路运输领域，货运向重载方向发展，重载货运列车具有“载重大，编组长，全天候”的特点，随着牵引重量的逐渐增加，列车运营安全问题日益突出，对于重载货运而言，提高运行速度将缩短运营周期，有助于提高铁路运输效率和运力。
货运专线一般运行线路长，环境复杂，目前以人工驾驶为主，司机操纵差异性大，存在安全隐患，因此，提供列车运行曲线对司机驾驶具有重要参考意义。根据重载货运全天候的特点，提高列车运行速度将大大提升运输效率，相关技术中，在确定列车运行曲线时，着重关注效率问题，而忽略了列车安全性问题。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种运行速度曲线的确定方法、装置、存储介质及电子设备。
本申请提供了一种运行速度曲线的确定方法方法，所述方法包括：
获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息；
基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线，所述安全防护曲线用于限定所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度；
基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的车辆位置与规划速度的对应关系；
基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集；
基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
在一些实施例中，所述基于所述第一参数信息、第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，包括：
基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线中预设区段的速度信息；
基于所述速度信息和所述安全防护曲线确定所述速度诱导曲线。
在一些实施例中，所述基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集，包括：
基于所述速度诱导曲线确定第一位置对应的第一初始列车参数，及确定第二位置对应的第二初始列车参数，其中，所述第一位置和所述第二位置不同；
基于所述第一初始列车参数和第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度；
基于所述期望加速度确定所述车辆的期望牵引力；
基于所述期望牵引力和预设限制条件确定所述车辆的实际牵引力；
基于所述实际牵引力调整所述第二初始列车参数得到第二位置对应的第二列车参数；
基于所述第二列车参数确定所述第一列车参数集。
在一些实施例中，所述基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度，包括：
基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的位移增量、时间增量及速度增量；
基于所述位移增量、所述时间增量及速度增量确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度。
在一些实施例中，所述基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线，包括：
基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的最大运营速度曲线和最大制动速度曲线；
基于所述最大运营速度曲线确定最大运营速度；
基于所述最大制动速度曲线确定最小制动速度；
基于所述最大运营速度和所述最小制动速度确定安全防护曲线。
在一些实施例中，在所述基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线之后，所述方法还包括：
确定所述第一运行速度曲线中第三位置对应的速度是否满足速度条件；
在确定所述第三位置对应的速度满足所述速度条件的情况下，确定所述第三位置对应的速度的工况转换是否满足工况转换条件；
在所述所述第三位置对应的速度的工况转换不满足工况转换条件的情况下，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第二列车参数集，其中，所述第二列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同；
基于所述第二列车参数集确定第二运行速度曲线。
在一些实施例中，所述方法还包括：
在确定所述第三位置对应的速度不满足所述速度条件情况下，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第三列车参数集，所述第三列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同；
基于所述第三列车参数确定第三运行速度曲线。
本申请实施例再提供一种运行速度曲线的确定装置，包括：
获取模块，用于获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息；
第一确定模块，用于基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线的安全防护曲线，所述安全防护曲线表征所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度；
第二确定模块，用于基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的列车位置与规划速度的对应关系；
第三确定模块，用于基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第一列车参数集；
第四确定模块，用于基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行任意一项所述的运行速度曲线的确定方法。
本申请实施例提供一种存储介质，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现上述任一项所述运行速度曲线的确定的方法。
本申请提供的一种运行速度曲线的确定方法、装置、存储介质及电子设备，根据车辆的第一参数信息和运行路线的第二参数信息确定安全防护曲线，以确定运行路线中各个位置的最大运行速度，基于第一参数信息、第二参数信息及安全防护曲线确定速度诱导曲线，使得速度诱导曲线中各个位置的速度小于最大运行速度，根据预设限制条件和速度诱导曲线来确定调整速度诱导曲线中速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集，从而根据第一列车参数集确定第一运行速度曲线，能够保证列车在安全、平稳运行的前提下，提高列车的运行速度，进而提升了列车运行效率。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本申请进行更详细的描述。
图1为本申请实施例提供的一种运行速度曲线的确定方法的实现流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集的一种实现流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种运行速度曲线的确定方法的另一种实现流程示意图；
图4为本申请实施例提供再在一种运行速度曲线的确定方法的实现流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种列车参数的更新方法的实现流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种基于回溯算法评判列车目标速度曲线的实现流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种运行速度曲线的确定装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的电子设备的组成结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
如果申请文件中出现“第一\第二\第三”的类似描述则增加以下的说明，在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
本申请实施例提供一种运行速度曲线的确定方法，所述方法应用于电子设备，所述电子设备可以是手机、电脑或平板电脑等。运行速度曲线的确定方法所实现的功能可以通过显示设备中的处理器调用程序代码来实现，其中，程序代码可以保存在计算机存储介质中。图1为本申请实施例提供的一种运行速度曲线的确定方法的实现流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤S101，获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息。
本申请实施例中，所述车辆为列车，所述第一参数信息可以是列车信息、列车列车牵引传动特性、最大牵引能力、制动机特性和车辆闸瓦类型等，所述列车信息可以包括：总重、位置、总长、速度、编组等。本申请实施例中，可以直接从车辆的数据库中获取第一参数信息。
本申请实施例中，第二参数信息包括：线路数据，信号数据等。所述线路数据包括坡道数据(前方规划区段坡度千分度、坡度长度和坡度公里标)、弯道数据(前方规划区段弯道半径、弯道长度和弯道公里标)、信号数据(信号机位置、颜色)等。
步骤S102，基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线。
本申请实施例中，当获取到第一参数信息和第二参数信息后，基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的最大运营速度曲线和最大制动速度曲线；然后从所述最大运营速度曲线确定最大运营速度；基于所述最大制动速度曲线确定最小制动速度；基于所述最大运营速度和所述最小制动速度确定安全防护曲线。本申请实施例中，安全防护曲线将坐标系分为两个部分，一个部分为危险区域，一个部分为安全区域，本申请实施例中，所述安全防护曲线用于限定所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度。
步骤S103，基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线。
本申请实施例中，可以根据第二参数信息，确定运行路线上的预设区段，基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线中预设区段的速度信息；基于所述速度信息和所述安全防护曲线确定所述速度诱导曲线。本申请实施例中，所述速度诱导曲线所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的车辆位置与规划速度的对应关系。
本申请实施例中，预设区段可以是需要改变列车速度方向的区段，如限速区段，坡道区段等。
步骤S104，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集。
本申请实施例中，预设限制条件用于限定车辆安全平稳地运行，所述预设限定条件可以包括以下一个或多个：速度约束、牵引电制特性限制、分相约束、工况转换限制、力变化率约束等。
本申请实施例中，所述每个规划速度都对应有一个初始列车参数，该列车参数以保证列车在该位置时以对应的规划速度运行。列车参数集中至少包括多个列车参数。所述列车参数可以包括：位置、速度、运行时间、牵引力、空气制动力、加速度等。
所述基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集，可以通过以下方式实现：基于所述速度诱导曲线确定第一位置对应的第一初始列车参数，及确定第二位置对应的第二初始列车参数，其中，所述第一位置和所述第二位置不同；基于所述第一初始列车参数和第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度；基于所述期望加速度确定所述车辆的期望牵引力；基于所述期望牵引力和预设限制条件确定所述车辆的实际牵引力；基于所述实际牵引力调整所述第二初始列车参数得到第二位置对应的第二列车参数；基于所述第二列车参数确定所述第一列车参数集。
当确定了第二列车参数后，可以再选取第三位置的第三初始参数，根据上述的方法调整第三初始参数得到第三位置对应的第三列车参数。如此，依次求得各个列车参数，从而确定出第一列车参数集。
步骤S105，基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
当确定第一列车参数集后，可以确定各个位置对应的速度。从而根据各个位置对应的速度，确定第一运行速度曲线。
本申请提供的一种运行速度曲线的确定方法、装置、存储介质及电子设备，根据车辆的第一参数信息和运行路线的第二参数信息确定安全防护曲线，以确定运行路线中各个位置的最大运行速度，基于第一参数信息、第二参数信息及安全防护曲线确定速度诱导曲线，使得速度诱导曲线中各个位置的速度小于最大运行速度，根据预设限制条件和速度诱导曲线来确定调整速度诱导曲线中速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集，从而根据第一列车参数集确定第一运行速度曲线，能够保证列车在安全、平稳运行的前提下，提高列车的运行速度，进而提升了列车运行效率。
在一些实施例中，步骤S102“基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线”可以通过以下步骤实现：
步骤S1021，基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线中预设区段的速度信息。
本申请实施例中，可以选择需要改变列车运行速度改变方向的的区段作为预设区段，例如，需要减小速度的区段。示例性地，所述预设区段可以信号机位置的区段和坡道区段，坡道区段又可以划分等级。
本申请实施例中，可以根据第一参数信息和第二参数信息，来计算通过预设区域是的速度信息，然后将各个速度信息放入位置与速度的坐标系中。
步骤S1022，基于所述速度信息和所述安全防护曲线确定所述速度诱导曲线。
本申请实施例中，可以通过安全防护曲线确定各个位置的最大运行速度。在确定速度诱导曲线时，可以在每个位置对应的最大运行速度的基础上，减小预设值，从而得到目标值，将目标值放入坐标系中，然后将目标值和速度信息连成一条速度-位置曲线，即速度诱导曲线，本申请实施例中，速度诱导曲线表征所述运行路线中的车辆位置与规划速度的对应关系，可以用于指引本申请实施例中第一运行速度曲线的速度变化方向。
本申请实施例提供的方法，基于安全防护曲线、第一参数信息和第二参数信息来确定速度诱导曲线，可以使得到的速度诱导曲线中各个位置的速度在安全范围内，从而可以保证列车运行的安全。
在一些实施例中，图2为本申请实施例提供的一种调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集的一种实现流程示意图，步骤S104“所述基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集”可以通过如图2中的步骤S1041至步骤S1046来实现：
步骤S1041，基于所述速度诱导曲线确定第一位置对应的第一初始列车参数，及确定第二位置对应的第二初始列车参数，其中，所述第一位置和所述第二位置不同。
本申请实施例中，可以根据速度诱导曲线确定第一位置对应的第一速度，从而基于第一速度确定对应的第一初始列车参数，同样地，可以确定第二位置对应的第二速度，从而基于第二速度确定对应的第二初始列车参数。本申请实施例中，第一位置可以规划初始点位置，也可以是运行线路中任意一个位置，第一位置可以认为是计算的起点，而第二位置靠近第一位置。
本申请实施例中，列车参数可以包括：位置x、速度v、运行时间t、牵引力F、空气制动力B、加速度a等。
所述第一初始列车参数中的各个参数可以用xk、vk、tk、Fk、ak+1等表示。
所述第二初始列车参数中的各个参数可以用xk+1、vk+1、tk+1、Fk+1、ak+1表示。
步骤S1042，基于所述第一初始列车参数和第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度。
本申请实施例中，第一位置到第二位置的计算步长用s_real表示，探测步长s_detect表示。可以基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的位移增量、时间增量及速度增量；基于所述位移增量、所述时间增量及速度增量确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度E(a)。
步骤S1043，基于所述期望加速度确定所述车辆的期望牵引力。
本申请实施例中，可以基于E(a)和列车运行方程获取期望牵引力E(F)。
本申请实施例中，列车运动方程可以参见公式(1)
其中，F(vk)为机车牵引力或电制力，B(vk,tk)为列车制动力，W(vk,xk)为列车阻力，列车阻力包括基本阻力、坡道阻力和弯道阻力。
本申请实施例中，可以将E(a)带入列车运动方程中，求得E(F)。
步骤S1044，基于所述期望牵引力和预设限制条件确定所述车辆的实际牵引力。
示例性的，预设限制条件参见公式(2)：
本申请实施例中，基于预设限制条件和列车运行方程即可以确定车辆的实际牵引力。
步骤S1045，基于所述实际牵引力调整所述第二初始列车参数得到第二位置对应的第二列车参数。
本申请实施例中，可以将实际牵引力带入列车运行方程，求得第二位置对应的第二列车参数。
步骤S1046，基于所述第二列车参数确定所述第一列车参数集。
本申请实施例中，可以基于第二列车参数依次求得多个位置对应的列车参数，从而得到第一列车参数集。
在一些实施例中，步骤S1042“所述基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度”可以通过以下步骤实现：
步骤S1，基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的位移增量、时间增量及速度增量。
本申请实施例中，第二初始列车参数中的位置与第一初始列车参数中的位置之间的差值即可以得到位置增量，同样的，通过第二初始列车参数中的时间与第一初始列车参数中的时间之间的差值即可以得到时间增量，通过第二初始列车参数中的速度与第一初始列车参数中的速度之间的差值即可以得到速度增量。
步骤S2，基于所述基于所述位移增量、所述时间增量及速度增量确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度。
在一些实施例中，步骤S102“所述基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线”可以通过以下步骤实现：
步骤S1021，基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的最大运营速度曲线和最大制动速度曲线。
本申请实施例中，根据规划起始点和列车牵引传动特性获得列车在最大牵引能力下的最大运营速度曲线；根据制动机特性和车辆闸瓦类型计算列车安全停车的最大制动速度曲线。
最大制动速度曲线考虑了机车电传动系统故障无法投入电制动的情况，保证自动驾驶列车在电传动系统故障和长大下坡的极端恶劣工况下能够安全停车。
步骤S1022，基于所述最大运营速度曲线确定最大运营速度；
步骤S1023，基于所述最大制动速度曲线确定最小制动速度；
步骤S1024，基于所述最大运营速度和所述最小制动速度确定安全防护曲线。
本申请实施例中，通过最大运营速度和最大制动速度曲线最小制动速度连接成的曲线为列车速度安全防护曲线。
本申请实施例中，计算列车速度安全防护曲线，其目的在于构建自动驾驶系统的安全屏障，其功能保证列车以安全防护曲线以下的速度运行，不会发生超速，从而所述速度安全防护曲线保障列车自动驾驶安全性。
图3为本申请实施例提供的一种运行速度曲线的确定方法的另一种实现流程示意图，如图3所示，在步骤S105“基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线”之后，所述方法还包括：
步骤S106，确定所述第一运行速度曲线中第三位置对应的速度是否满足速度条件。
本申请实施例中，满足速度条件为速度在一个区间范围内，该区间范围用于限定速度即不超速，也不欠速。当第三位置对应的速度在区间范围内时，即满足速度条件。本申请实施例中，确定第三位置对应的速度满足速度条件时，执行步骤S107，当不满足速度条件时，执行步骤S110。
步骤S107，确定所述第三位置对应的速度的工况转换是否满足工况转换条件。
本申请实施例中，可以通过速度对应的列车参数确定工况转换是否合理，本申请实施例中，当工况转换合理时，执行步骤S105。当工况装换不合理时，执行步骤S108。
步骤S108，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第二列车参数集。
本申请实施例中，所述第二列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同。本申请实施例中，可以从速度诱导曲线取不同得位置，从而获取到不同得参数，从而进行重新计算。得到第二列车参数集。计算方法请参见上述实施例中的计算方法。
步骤S109，基于所述第二列车参数集确定第二运行速度曲线。
步骤S110，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第三列车参数集。
本申请实施例中，所述第三列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同。
步骤S111，基于所述第三列车参数确定第三运行速度曲线。
本申请实施例提供的运行速度曲线的确定方法，提出了运行速度曲线的评判机制，利用回溯算法实现运行速度曲线的优化；现有技术在获得运行速度曲线后，较少考虑其合理性问题，本发明增加了运行速度曲线评价这一过程，根据工况合理性，是否超速或欠速等情况，采用回溯算法优化运行速度曲线，解决了超速、工况转换不合理的问题。
本申请实施例再提供一种运行速度曲线的确定方法，图4为本申请实施例提供的再一种运行速度曲线的确定方法的实现流程示意图，所述方法包括：
步骤S11：获取规划起始位置信息(同上述实施例中的第一参数信息)，预处理列车前方规划区段(同上述实施例中的运行路线)的数据(同上述实施例中的第二参数信息)。
所述规划起始位置信息是触发规划时刻的列车信息(总重、位置、总长、速度、编组、制动机特性和车辆闸瓦类型等)；前方规划区段的数据包括线路数据、ATP限速、分相信息、列车运行时分表等；所述线路数据包括坡道数据(前方规划区段坡度千分度、坡度长度和坡度公里标)、弯道数据(前方规划区段弯道半径、弯道长度和弯道公里标)、信号机数据(信号机位置、颜色)等。
步骤S12：计算列车速度安全防护曲线。
本申请实施例中，通过计算安全防护曲线其目的在于构建自动驾驶系统的安全屏障，其功能保证列车以安全防护曲线以下的速度运行，不会发生超速。
所述速度安全防护曲线保障列车自动驾驶安全性，根据规划起始点和列车牵引传动特性获得列车在最大牵引能力下的最大运营速度曲线；根据制动机特性和车辆闸瓦类型计算列车安全停车的最大制动速度曲线，最大运营速度和最大制动速度曲线的较小值连接成的曲线为列车速度安全防护曲线。其中，最大制动速度曲线考虑了机车电传动系统故障无法投入电制动的情况，保证自动驾驶列车在电传动系统故障和长大下坡的极端恶劣工况下能够安全停车。
步骤S13：计算速度诱导曲线。
针对规划区段信号机位置和坡道等级的划分，最大限速(ATP)向下延伸8-10km/h连成一条速度-位置曲线，称为速度诱导曲线，其功能在于指引规划曲线的前进方向。
本申请实施例中，ATP可以从安全防护曲线获得，也可以是从第二参数信息中获得。
步骤S14：综合利用步骤S13中的速度诱导曲线，动态更新规划区段的列车参数集。
步骤S15：根据步骤S14中更新的列车参数集，基于回溯算法实时评判目标速度曲线(即上述各个实施例中的运行速度曲线)合理性和动态调整步骤S14中规划参数集。
步骤S16：获得优化后的列车的目标速度曲线。
在一些实施例中，图5为本申请实施例提供的一种列车参数的更新方法的实现流程示意图，如图5所示，步骤S14可以通过以下步骤实现：
步骤S141、初始化规划目标点列车参数集和规划参数集。
所述列车参数集包括列车状态集和属性集，其中列车状态集包括位置x、速度v、运行时间t、牵引力F、空气制动力B、加速度a等，列车属性集是由当前规划目标点(同上述各个实施例中的第一位置)到下一规划目标点(同上述各个实施例中的第二位置)的状态转移量，包括速度增量Δv、位移增量Δx和运行时间增量Δt。规划参数集包括计算步长s_real和探测步长s_detect。
步骤S142、根据附加约束条件和列车运动方程，结合步骤S13中速度诱导曲线计算列车期望加速度。
步骤S143、基于列车加速度计算列车期望牵引制动力。
速度诱导曲线提供了列车期望运行的轨迹，根据计算步长和探测步长索引速度诱导曲线对应位置的目标速度，然后估算列车达到该目标速度所需的加速度，称为期望加速度E(a)。
步骤S144、基于所述期望牵引制动力及附加约束条件(同上述各个实施例中的预设限制条件)确定实际牵引力。
所述附加约束条件包括：速度约束、牵引电制特性限制、分相约束、工况转换限制、力变化率约束，约束集表达式参见公式(3)：
其中，tcoast_min为最小惰行时间，ΔFlimit为允许力变化率最大值。
列车运动方程参见公式(4)：
其中F(vk)为机车牵引力或电制力，B(vk,tk)为列车制动力，W(vk,xk)为列车阻力，具体包括基本阻力、坡道阻力和弯道阻力。
速度诱导曲线提供了列车期望运行的轨迹，根据计算步长和探测步长索引速度诱导曲线对应位置的目标速度，然后估算列车达到该目标速度所需的加速度，称为期望加速度E(a)，根据列车运动方程获得期望牵引力E(F)，然后考虑牵引电制特性曲线、工况转换限制、力变化率限制、分相区约束条件确定机车实际能够发挥的牵引力(同上述各个实施例中的实际牵引力)。
步骤S145，根据列车牵引计算模型(即列车运行方程)更新列车参数集。
本申请实施例中，当确定了实际牵引力后，即可以带入列车运行方程求得列车参数集。
在一些实施例中，步骤S15“根据S14中更新的列车参数集，基于回溯算法实时评判目标速度曲线合理性和动态调整S14中规划参数集”可以通过以下步骤实现。
S151，基于回溯算法评判列车目标速度曲线规划结果，确定下一步规划策略。
S152，根据S151决策的下一步规划策略，在线调整规划参数，返回S14。
所述回溯算法按照预先设定的规则进行列车参数集合理性评判，包括速度评判(同上述各个实施例中的确定是否满足速度条件)、工况转换评判等，筛选出不合理的列车参数集，并决策下一步规划策略。
本申请实施例中，可以通过以下步骤实现，图6为本申请实施例提供的一种基于回溯算法评判列车目标速度曲线的实现流程示意图，如图6所示。包括：
步骤S21，评判列车目标速度曲线。
根据安全防护曲线和分相最低限速把速度分为超速、合理和欠速三种状态。
如果规划速度超过安全防护速度，处于超速状态；如果前方规划规划区段有分相区，且规划速度低于分相最低限速，则处于欠速状态；则执行步骤S22，否则为合理状态，执行步骤S23。
步骤S22，针对不合理的列车参数集，确定回溯。
本申请实施例中，不合理的列车参数集包括超速、欠速。
步骤S23，工况评判是否合理。
本申请实施例中，如果工况评判合理执行步骤S25。如果工况评判不合理，执行步骤S24。
步骤S24，采用回溯算法依据预先确定的调整规则优化规划参数集。
步骤S26，重新规划目标速度曲线。
步骤S25，不回溯。
本发明提供了一种运行速度曲线的确定方法，运行速度曲线符合重载货运需求，以提高效率为优化目标，以安全、平稳运行为前提。通过预先规划安全防护曲线作为规划速度的上界防护，安全防护曲线根据机电传动系统和制动系统能力和线路条件计算获得，安全防护曲线在速度-位置坐标系上划分了安全运营区和不安全区，一方面保障了自动驾驶的安全性，另一方面提供了列车最高运行速度。本申请实施例提出了运行速度曲线的评判机制，利用回溯算法实现目标曲线的优化；根据工况合理性，是否超速或欠速等情况，采用回溯算法优化目标速度曲线，解决了超速、工况转换不合理的问题。
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种运行速度曲线的确定装置，该装置包括的各模块、以及各模块包括的各单元，可以通过计算机设备中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)、微处理器(MPU，Microprocessor Unit)、数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processing)或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等。
本申请实施例提供一种运行速度曲线的确定装置，图7为本申请实施例提供的一种运行速度曲线的确定装置的结构示意图，如图7所示，所述运行速度曲线的确定装置700包括：
获取模块701，用于获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息；
第一确定模块702，用于基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线，所述安全防护曲线用于限定所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度；
第二确定模块703，用于基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的车辆位置与规划速度的对应关系；
第三确定模块704，用于基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集；
第四确定模块705，用于基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
在一些实施例中，所述第二确定模块703包括：
第一确定单元，用于基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线中预设区段的速度信息；
第二确定单元，用于基于所述速度信息和所述安全防护曲线确定所述速度诱导曲线。
在一些实施例中，所述第三确定模块704包括：
第三确定单元，用于基于所述速度诱导曲线确定第一位置对应的第一初始列车参数，及确定第二位置对应的第二初始列车参数，其中，所述第一位置和所述第二位置不同；
第四确定单元，用于基于所述第一初始列车参数和第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度；
第五确定单元，用于基于所述期望加速度确定所述车辆的期望牵引力；
第六确定单元，用于基于所述期望牵引力和预设限制条件确定所述车辆的实际牵引力；
调整单元，用于基于所述实际牵引力调整所述第二初始列车参数得到第二位置对应的第二列车参数；
第七确定单元，用于基于所述第二列车参数确定所述第一列车参数集。
在一些实施例中，所述第四确定单元，包括：
第一确定子单元，用于基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的位移增量、时间增量及速度增量；
第二确定子单元，用于基于所述位移增量、所述时间增量及速度增量确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度。
在一些实施例中，所述第一确定模块，包括：
第八确定单元，用于基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的最大运营速度曲线和最大制动速度曲线；
第九确定单元，用于基于所述最大运营速度曲线确定最大运营速度；
第十确定单元，用于基于所述最大制动速度曲线确定最小制动速度；
第十一确定单元，用于基于所述最大运营速度和所述最小制动速度确定安全防护曲线。
在一些实施例中，所述运行速度曲线的确定装置700还包括：
第五确定模块，用于确定所述第一运行速度曲线中第三位置对应的速度是否满足速度条件；
第六确定模块，用于在确定所述第三位置对应的速度满足所述速度条件的情况下，确定所述第三位置对应的速度的工况转换是否满足工况转换条件；
第七确定模块，用于在所述所述第三位置对应的速度的工况转换不满足工况转换条件的情况下，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第二列车参数集，其中，所述第二列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同；
第八确定模块，用于基于所述第二列车参数集确定第二运行速度曲线。
所述运行速度曲线的确定装置700还包括：
第九确定模块，用于在确定所述第三位置对应的速度不满足所述速度条件情况下，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第三列车参数集，所述第三列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同；
第十确定模块，用于基于所述第三列车参数确定第三运行速度曲线。
需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的运行速度曲线的确定方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应地，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的运行速度曲线的确定方法中的步骤。
本申请实施例提供一种电子设备，图8为本申请实施例提供的电子设备的组成结构示意图，如图8所示，所述电子设备800包括：一个处理器801、至少一个通信总线802、用户接口803、至少一个外部通信接口804、存储器805。其中，通信总线802配置为实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口803可以包括显示屏，外部通信接口804可以包括标准的有线接口和无线接口。所述处理器801配置为执行存储器中存储的运行速度曲线的确定方法的程序，以实现以上述实施例提供的运行速度曲线的确定方法中的步骤
以上显示设备和存储介质实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请计算机设备和存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台控制器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种运行速度曲线的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息；
基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线，所述安全防护曲线用于限定所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度；
基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的车辆位置与规划速度的对应关系；
基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集；
基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，包括：
基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线中预设区段的速度信息；
基于所述速度信息和所述安全防护曲线确定所述速度诱导曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，调整所述规划速度对应的初始列车参数集得到第一列车参数集，包括：
基于所述速度诱导曲线确定第一位置对应的第一初始列车参数，及确定第二位置对应的第二初始列车参数，其中，所述第一位置和所述第二位置不同；
基于所述第一初始列车参数和第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度；
基于所述期望加速度确定所述车辆的期望牵引力；
基于所述期望牵引力和预设限制条件确定所述车辆的实际牵引力；
基于所述实际牵引力调整所述第二初始列车参数得到第二位置对应的第二列车参数；
基于所述第二列车参数确定所述第一列车参数集。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度，包括：
基于所述第一初始列车参数和所述第二初始列车参数确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的位移增量、时间增量及速度增量；
基于所述位移增量、所述时间增量及速度增量确定所述车辆从所述第一位置到所述第二位置的期望加速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的安全防护曲线，包括：
基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述车辆在所述运行路线的最大运营速度曲线和最大制动速度曲线；
基于所述最大运营速度曲线确定最大运营速度；
基于所述最大制动速度曲线确定最小制动速度；
基于所述最大运营速度和所述最小制动速度确定安全防护曲线。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线之后，所述方法还包括：
确定所述第一运行速度曲线中第三位置对应的速度是否满足速度条件；
在确定所述第三位置对应的速度满足所述速度条件的情况下，确定所述第三位置对应的速度的工况转换是否满足工况转换条件；
在所述所述第三位置对应的速度的工况转换不满足工况转换条件的情况下，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第二列车参数集，其中，所述第二列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同；
基于所述第二列车参数集确定第二运行速度曲线。
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：
在确定所述第三位置对应的速度不满足所述速度条件情况下，基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第三列车参数集，所述第三列车参数集中至少存在一个列车参数对应的位置与所述第一列车参数集中的一个列车参数对应的位置不同；
基于所述第三列车参数确定第三运行速度曲线。
8.一种运行速度曲线的确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取车辆的第一参数信息，并获取运行路线的第二参数信息；
第一确定模块，用于基于所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述运行路线的安全防护曲线，所述安全防护曲线表征所述车辆在所述运行路线中各个位置对应的最大运行速度；
第二确定模块，用于基于所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述安全防护曲线确定速度诱导曲线，所述速度诱导曲线表征所述运行路线中的列车位置与规划速度的对应关系；
第三确定模块，用于基于所述速度诱导曲线和预设限制条件，确定第一列车参数集；
第四确定模块，用于基于所述第一列车参数集确定第一运行速度曲线。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求1-7任意一项所述的运行速度曲线的确定方法。
10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，可用来实现如权利要求1至7中任一项所述运行速度曲线的确定的方法。
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