CN114735047A - 一种高速铁路列控系统控车方法及系统 - Google Patents

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CN114735047A CN202210644374.1A CN202210644374A CN114735047A CN 114735047 A CN114735047 A CN 114735047A CN 202210644374 A CN202210644374 A CN 202210644374A CN 114735047 A CN114735047 A CN 114735047A
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Abstract

本发明公开了一种高速铁路列控系统控车方法及系统，其技术要点是：检测前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；若存在，则采用第二控车模式；在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。本发明通过从紧急制动的角度满足“撞硬墙”，保证列车绝对安全；从常用制动的角度是“撞软墙”，保证列车行车效率，提升了高铁运营效率和线路通过能力。

Description

一种高速铁路列控系统控车方法及系统
技术领域
本发明涉及轨道交通和智能运输技术领域，尤其涉及一种高速铁路列控系统控车方法及系统。
背景技术
随着高速铁路客流量不断增加，部分高铁繁忙区段的能力接近饱和，理论计算的通过能力利用率已经超过100%，新增开行列车越来越困难，因此亟需提升线路通过能力。而高铁通过能力主要取决于追踪间隔时间以及运输组织模式（列车速度等级、停站方式等）。运输组织模式需要尽量满足客运需求，优化空间有限；列车追踪间隔时间是线路、车辆、信号、运营等各专业综合水平的最终体现，通过压缩列车追踪间隔时间可以显著提升线路的通过能力。国内外学者对追踪间隔时间的压缩方法进行了大量的研究探索，并提出了优化行车组织方式，改变咽喉布置，优化闭塞方式，优化控车模式及算法等方法来压缩追踪间隔时间。
目前高速铁路采用的控车算法普遍是基于“撞硬墙”的理念来进行计算，撞硬墙的追踪模式可以确保后续列车运行的绝对安全，但因此造成的车载监控制动距离又大于动车组实际制动距离，这导致前后两车之间的间距存在较大安全冗余（如图2所示），严重影响了运营效率。
随着列车运行速度的提高，采用“撞硬墙”的控车模式计算出的车载监控制动距离越来越大，因此追踪间隔时间越来越大，从而导致线路通过能力将越来越低，为了解决这一问题，部分学者提出了“撞软墙”的列车追踪运行模式。但撞软墙的控车模式是在前车不会发生脱轨或冲撞等情况的假设下才能实现，在实际运营中不可能保证列车绝对不会脱轨等，而且一旦发生脱轨等事故，一般都会伴有较大的人员伤亡，此时如果后行列车冲撞到脱轨的前行列车，势必造成更为严重的、不可接受的后果，因此该控车模式下无法保证后车的绝对安全，与目前铁路运营安全理念相悖，也没有在实际当中具体实现。
因此，需要一种新的控车方法，能够在压缩追踪间隔时间的同时保证在各场景下的适应性与安全性，保障列车运行绝对安全的前提下，进一步提升运行效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何能够在压缩追踪间隔时间的同时保证在各场景下的适应性与安全性，本发明的目的在于提供一种高速铁路列控系统控车方法及系统，通过“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的控车模式，即从紧急制动的角度满足“撞硬墙”，保证列车绝对安全；从常用制动的角度是“撞软墙”，保证列车行车效率，本发明在保障列车运行绝对安全的前提下，进一步提升运行效率
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种高速铁路列控系统控车方法，应用于当前正在行驶的列车车载设备中，包括以下步骤：
检测当前行驶列车前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；第一控车模式为撞硬墙的控车模式；
若存在，则采用第二控车模式；第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；
在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；
根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
随着高速铁路网“规模效应”的逐步体现以及客运需求的日益增长，繁忙高铁部分区段的通过能力日渐紧张，压缩列车追踪间隔可以显著提升行车密度，其中优化列控系统的控车方法成本较低且具有明显效果。目前高速铁路普遍采用“撞硬墙”的控车模式，虽然可以确保行车的绝对安全，但在效率上存在很大冗余；“撞软墙”的控车模式虽然实现压缩追踪间隔进而提高效率，但又无法保证行车的绝对安全。因此，本申请考虑到列车的车载监控制动距离存在较大冗余，因此可设置预设的距离作为一个当前行驶列车判断前方是否需要切换控车模式的判断点，预设距离可根据列车行驶路段的坡度、列车本身的速度以及车载监控和紧急制动距离综合设定，即当前行驶列车前方预设距离内无前行列车时，列车按照现有的第一控车模式（即撞硬墙的控车模式）运行，以满足线路限速、进站等要求。当存在前行列车时，即转入第二控车模式（即“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的控车模式）。但由于高速铁路尚未实现“车-车通信”，因此在使用撞软墙的控车模式时，当前行驶列车无法掌握前行列车的运行速度，也无法得知前车的紧急制动距离，而本申请通过从地面RBC（无线闭塞中心）获取前车的前一轨道电路占用和出清时机以及RBC提供的前车前方线路坡度，从而得到前车的紧急制动距离，进而反推得到第二控车模式下的常用制动和紧急制动，最后通过对比当前行驶列车的当前位置和速度值，对当前行驶列车行驶状态进行安全有效的控制，本发明在压缩追踪间隔时间的同时保证了在各场景下的适应性与安全性，保障列车运行绝对安全的前提下，进一步地提升了列车运行效率。
进一步地，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整包括：
将当前行驶列车的速度值与其在第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线、紧急制动曲线中对应位置的允许速度值进行比较，若超出紧急制动曲线则控制当前行驶列车进入紧急制动状态，若未超出紧急制动曲线但超出常用制动曲线，则控制当前行驶列车进入常用制动状态。
进一步地，前车的紧急制动距离的计算式为：
Figure 816372DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 467933DEST_PATH_IMAGE002
表示前车对应的紧急制动距离，
Figure 982091DEST_PATH_IMAGE003
表示前车的走行时间，
Figure 111721DEST_PATH_IMAGE004
表示一个出清闭塞分区的长度，
Figure 519569DEST_PATH_IMAGE005
表示前车的列车长度，
Figure 76452DEST_PATH_IMAGE006
表示前车紧急制动减速度，
Figure 77906DEST_PATH_IMAGE007
表示前车制动的出清速度。
进一步地，根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线的确定过程为：
分别计算撞硬墙情况下前车以及当前行驶列车在不同速度等级下的紧急制动距离
Figure 368817DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 772116DEST_PATH_IMAGE008
，并以前车尾部为起点采用第一控车模式的控车算法推算当前行驶列车的第一常用制动距离
Figure 499901DEST_PATH_IMAGE009
；
根据第一常用制动距离
Figure 113285DEST_PATH_IMAGE009
，利用欧标法确定符合约束条件的减速度，根据该减速度推算当前行驶列车在第二控车模式下的第二常用制动距离
Figure 319138DEST_PATH_IMAGE010
，并确定该减速度对应的速度等级下的紧急制动距离
Figure 576944DEST_PATH_IMAGE002
；
利用第二常用制动距离
Figure 865843DEST_PATH_IMAGE010
确定前后车追踪距离
Figure 841889DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 585855DEST_PATH_IMAGE012
；
根据第二常用制动距离
Figure 88380DEST_PATH_IMAGE010
、符合约束条件时减速度对应的速度等级下的紧急制动距离
Figure 157967DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 355730DEST_PATH_IMAGE008
，绘制当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线。
进一步地，利用欧标法确定符合约束条件的减速度的过程为：
根据欧标法的典型坡度，从任意一个坡度开始，判断在该坡度下根据不同速度等级计算的前后车追踪距离
Figure 795064DEST_PATH_IMAGE011
是否均满足相关约束，若在某一速度等级下不满足相关约束，则调整该速度等级下计算第二常用制动距离
Figure 27462DEST_PATH_IMAGE010
时减速度的取值，并按照新的减速度值重新计算和判断，直至在不同速度等级下均满足相关约束；
选择未计算过的其他坡度重复上述过程，直至所有速度等级、所有坡度下均满足相关约束条件，得到对应的减速度取值，此时的减速度取值即为符合约束条件的减速度。
进一步地，相关约束为同时满足以下条件：
判断追踪距离
Figure 533530DEST_PATH_IMAGE011
与当前列车紧急制动的距离之差是否大于等于当前行驶列车以正常速度经过安全冗余时间
Figure 218589DEST_PATH_IMAGE013
后的距离：
Figure 694570DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 781475DEST_PATH_IMAGE015
表示当前列车运行的正常速度；
同时判断追踪距离是否小于等于第一常用制动距离：
Figure 458444DEST_PATH_IMAGE016
。
进一步地，撞硬墙情况下当前行驶列车在不同速度等级下的紧急制动距离
Figure 755433DEST_PATH_IMAGE008
包括列车进入紧急制动初期制动力未完全施加的制动空走时间
Figure 644892DEST_PATH_IMAGE017
内列车按正常速度
Figure 851882DEST_PATH_IMAGE015
运行的距离加上列车从正常速度
Figure 824386DEST_PATH_IMAGE015
制动到速度为0的距离：
Figure 484037DEST_PATH_IMAGE018
；
其中，
Figure 442766DEST_PATH_IMAGE019
表示当前行驶列车的紧急制动减速度，
Figure 613852DEST_PATH_IMAGE019
由当前行驶列车受到的制动力、基本阻力以及附加阻力确定；
第二常用制动距离
Figure 632623DEST_PATH_IMAGE010
包括列车的空走距离
Figure 779571DEST_PATH_IMAGE020
加上列车按当前行驶列车的常用制动减速度从正常速度制动到0的距离：
Figure 541991DEST_PATH_IMAGE021
；其中，常用制动减速度
Figure 317048DEST_PATH_IMAGE022
为利用欧标法确定的符合约束条件的减速度。
进一步地，利用欧标法确定符合约束条件的减速度的约束条件的判断过程为：
S10、从典型坡度中选择任一未计算的坡度进行计算，根据该坡度下不同速度等级的紧急制动减速度，计算各速度等级下的紧急制动距离
Figure 241142DEST_PATH_IMAGE008
；
S20、根据S10坡度下不同速度等级的常用制动减速度，计算各速度等级下的第二常用制动距离
Figure 875386DEST_PATH_IMAGE010
；根据
Figure 300551DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 336640DEST_PATH_IMAGE002
计算各速度等级下的前后车追踪距离
Figure 166056DEST_PATH_IMAGE011
；
S30、按照各速度等级自低到高的顺序从初始速度等级开始，根据各速度等级下的紧急制动距离
Figure 412229DEST_PATH_IMAGE008
，依次判断当前速度等级下的前后车追踪距离
Figure 516452DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；
若当前速度等级下的
Figure 141468DEST_PATH_IMAGE011
满足相关约束，则继续判断下一速度等级下的
Figure 33463DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；直至判断完所有速度等级；
S40、若当前速度等级下的
Figure 376720DEST_PATH_IMAGE011
不满足相关约束，则将当前速度等级对应的常用制动减速度降低0.1m/s2并返回步骤S20；
S50、判断在所有速度等级下，各速度等级下的
Figure 284633DEST_PATH_IMAGE011
是否均满足相关约束；若否则返回步骤S30；
S60、若所有速度等级下的
Figure 29735DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束，则重复步骤S10-S50，直至所有速度等级、所有坡度下的
Figure 856745DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件，将所有速度等级、所有坡度下的
Figure 421719DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件时对应的常用制动减速度作为符合约束条件的减速度。
另一方面，本发明提供一种高速铁路列控系统控车系统，包括地面RBC和当前行驶列车的车载设备，当前行驶列车的车载设备包括：
控车模式切换模块，检测当前行驶列车前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；第一控车模式为撞硬墙的控车模式；
若存在，则采用第二控车模式；第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；
前车距离估算模块，用于在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；
系统控车模块，用于根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
进一步地，前车距离估算模块中前车的紧急制动距离的计算式为：
Figure 867744DEST_PATH_IMAGE001
；其中，
Figure 591986DEST_PATH_IMAGE002
表示前车对应的紧急制动距离，
Figure 465264DEST_PATH_IMAGE003
表示前车的走行时间，
Figure 517534DEST_PATH_IMAGE004
表示一个出清闭塞分区的长度，
Figure 626304DEST_PATH_IMAGE005
表示前车的列车长度，
Figure 345998DEST_PATH_IMAGE006
表示前车紧急制动减速度，
Figure 390178DEST_PATH_IMAGE007
表示前车制动的出清速度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明通过优化高铁列车的控车模式，为了压缩前后车追踪间隔时间的同时又能使得列车安全行驶，在当前行驶列车前方预设距离内无前行列车时，列车按照现有的撞硬墙的控车模式正常运行，以满足线路限速、进站等要求；而在当前行驶列车前方预设距离内有前行列车时，为了避免前行列车突然出现脱轨或冲撞导致当前行驶列车冲撞到前车，当前行驶列车需要通过地面RBC获得的数据推算前车的速度，进而推算前车的紧急制动距离，得到前车的速度后采用“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的第二控车模式实现在保障列车运行绝对安全的前提下，进一步提升运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的高速铁路列控系统控车方法流程示意图；
图2为现有技术中列车采用硬撞墙追踪模式中的安全冗余情况；
图3为现有技术中撞硬墙模式下的列车追踪运行示意图；
图4为现有技术中列车制动系统产生的制动减速度与简化效果示意图；
图5为日立法控车曲线计算示意图；
图6为现有技术中“撞软墙”模式下的列车追踪运行示意图；
图7为本发明实施例提供的第二控车模式下的列车追踪运行示意图；
图8为本发明实施例提供的第二控车模式下控车曲线制动减速度取值确定方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
目前高速铁路采用的控车算法普遍是基于“撞硬墙”的理念来进行计算，即前后列车之间保持一个车载监控制动距离，随时确保后车可在前车所在闭塞分区的入口停车以保证安全。列控系统的车载监控制动距离是根据动车组的制动性能、坡度等参数计算得出，并考虑到计算机的可靠性、实时性等对计算方法进行了大量简化，因此车载监控制动距离又大于动车组实际制动距离，这导致前后两车之间的间距存在较大安全冗余（如图2所示），严重影响了运营效率。
随着速度越来越高，动车组的制动距离越来越长，车载监控制动距离也越来越大，追踪间隔时间也越来越大。目前本领域技术人员普遍认为在300km/h及以上的线路上很难实现3分钟的追踪间隔，而随着高铁列车的发展，运行速度正在向400km/h逐步提升，追踪间隔将越来越大，线路通过能力将越来越低。优化高铁列车的控车模式，进而压缩列车追踪运行的前后间距是缩小追踪间隔时间、提高行车密度的关键。
目前现有技术的列控系统普遍基于“撞硬墙”的追踪模式来进行设计，具体的控车算法（即车载监控制动距离的计算方法）又分为欧标法和日立法两大类。
“撞硬墙”的追踪模式是考虑到前方列车可能存在立刻停止的情况（如脱轨、发生冲撞等），因此后车的追踪终点为前车所在闭塞分区入口并附加一定的安全防护距离，如图3所示。“撞硬墙”的追踪模式具有很好的安全性与适用性，“撞硬墙”模式下由列控系统计算出列车的控车曲线，现有的控车曲线计算方法主要有欧标法和日立法。
1、欧标法
根据国际铁路联盟（UIC）制定的UIC544-1标准，研制开发的计算模型简称“欧标法”。
列车在制动过程中受到制动系统的制动力和基本阻力、附加阻力的影响，其中列车制动系统的制动力（制动减速度）是随着速度的变化而不断变化的；列车的基本阻力与速度的平方成正比；附加阻力则取决于线路条件，如坡度、曲线、隧道等。
为了简化计算的复杂度、提高计算的效率和实时性以满足列车高速运行的需求，欧标法将列车的实际减速度近似划分为（最多）6个阶梯，每个阶梯对应一个固定的减速度，如图4中a0～a5所示。
考虑到线路条件产生的附加阻力对计算复杂度也有一定的影响，同时多变的坡段导致非常多的变坡点，变坡点前后的附加阻力不同，因此列控系统需在变坡点进行试凑，进一步增加了计算量。为此，欧标法将线路的坡度按照5‰为单位向不利侧进行归并处理，如1.2‰的下坡统一归并为5‰的下坡进行计算。
欧标法把列车的减速度进行了归类并在各个速度段上赋予了一个不变的减速度值。虽然它简化了计算，减轻了车载计算机的一部分计算量，满足了时效性强的要求，但计算出来的控车曲线存在较大安全冗余，且在不同速度时控车曲线的富余量也不均匀。
2、日立法
日立法是采用日本日立公司研制开发的计算方法，其预先在车载计算机里储存几档坡度（如：-20‰、-10‰、-5‰、0‰、5‰、10‰六挡）下的制动曲线表，该表中存储了预先计算完成的不同速度段（如295km/h制动到290km/h）的制动距离，该制动距离是基于车的实际制动性能、基本阻力、对应坡度下的附加阻力等计算得出的。
当列车在运行过程中，车载设备接受到地面应答器上传的坡道信息后，把线路坡度向不利侧归纳到储存的坡度档上，再到相应坡度档的制动曲线表中进行查表计算，得出制动控车模式曲线，具体如图5所示。
日立法在地面提前离线计算制动距离表格时，采用了动车组的实际制动性能，从这个方面来看，其对动车组制动性能的利用程度要高于欧标法，而在运行过程中通过查表计算控车曲线，大大减少了车载计算机的计算量，提高了响应速度。虽然该方法兼顾了动车组实际制动性能和实时计算曲线的需求，但其也存在一定的缺陷，即该方法对坡度的处理过程中产生了过大的冗余且冗余在不同坡度条件下分布不均，如按照上述六档坡度预存制动曲线表后，线路坡度为-11‰和 -19‰时，均按照-20‰查表计算控车曲线，计算得出的车载监控制动距离也相同，由此带来的安全余量明显不一。所以，要设置高效率的制动控车模式曲线只能进一步提高制动曲线表的坡度划分精度，将目前的6张表进一步增加，但增加制动曲线表又受到了车载计算机的容量限制。
“撞硬墙”的追踪模式可以确保后续列车运行的绝对安全，这种安全理念是铁路运输工作的基础，因此虽然以上两种典型算法均有一定的不足，但在实际中仍得到了全面推广应用。
目前还有一种“撞软墙”的列车追踪模式，由于随着列车运行速度的提高，采用“撞硬墙”的控车模式计算出的车载监控制动距离越来越大，因此追踪间隔时间越来越大，为了解决这一问题，现有技术中提出了“撞软墙”的列车追踪运行模式。“撞软墙”的列车追踪模式是假设前车不会发生脱轨或冲撞导致在很短的距离内停车的前提下，前行列车采用紧急制动停车后，后行列车可以采用常用制动在前行列车尾部停车，如图6所示。此时，两车之间的追踪间隔相比“撞硬墙”模式，会压缩一个前车的紧急制动距离，进而大大提高了行车密度。
目前相关学者提出涉及“撞软墙”的具体理论和方法主要是针对城市轨道交通，但该方法很难在高速铁路上应用，这主要有两方面的问题：
一是“撞软墙”模式下，后车需要掌握前车的速度、位置、状态（载重、制动能力）、线路条件等信息，这涉及到车与车之间的通信。城市轨道交通大多采用CBTC（基于通信的列车自动控制系统），虽然目前绝大多数线路仅实现了“车-地通信”，但其列车定位、完整性检查等均已有完善的解决方案，在此基础上已经有部分城市的轨道交通如深圳地铁联合交控科技等厂家探索实现“车-车通信”的新技术。反观高速铁路，即便是采用CTCS-3级列控系统的300km/h及以上的高速铁路，其仍主要依靠地面应答器、轨道电路等实现列车定位和完整性检查，同时考虑到铁路网上不同速度等级和种类的列车跨线运行带来的复杂性，短期内很难实现“车-车通信”，也就失去了采用“撞软墙”模式的技术基础。
二是“撞软墙”模式下，需要确保前行列车不会出现“原地脱轨”的情形，即最不利情况下前行列车也将继续运行一个紧急制动距离，否则后行列车将与前行列车发生追尾。城市轨道交通一般采用地下或者高架的形式铺设，基本不会受到外界的干扰而脱轨，此外城市内地理环境较好，基本不存在落石、倒树甚至野生动物导致线路中断的情况。高速铁路一般在野外运行，其外部环境明显更为恶劣，无法避免各类外界因素导致线路中断、列车脱轨的风险，且高速铁路运行速度远高于城市轨道交通，发生事故后的成果也更为严重，因此高速铁路对运行安全的要求更为严苛。
整体来看，“撞硬墙”控车模式下两个常见的控车原理对动车组的制动减速度、线路坡度等进行了简化处理，导致列车的车载监控制动距离含有较大冗余，增大了追踪间隔时间，限制了行车密度的进一步提升。“撞软墙”控车模式的前提是具备“车-车通信”功能，且在前车不会发生脱轨或冲撞等情况的假设下才能实现，但在实际运营中不可能保证列车绝对不会脱轨等，而且一旦发生脱轨等事故，一般都会伴有较大的人员伤亡，此时如果后行列车冲撞到脱轨的前行列车，势必造成更为严重的、不可接受的后果，因此该控车模式下无法保证后车的绝对安全，与目前铁路运营安全理念相悖，也没有在实际当中具体实现。
因此，为了能够进一步压缩追踪间隔时间，同时保证在各场景下的适应性与安全性，本申请提出了一种“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的算法，在保障列车运行绝对安全的前提下，进一步提升运行效率。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种高速铁路列控系统控车方法，应用于当前正在行驶的列车车载设备中，包括以下步骤：
检测当前行驶列车前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；第一控车模式为撞硬墙的控车模式；
若存在，则采用第二控车模式；第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；
在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；
根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
第一控车模式即为列车采用现有的撞硬墙的控车模式，但由于“撞硬墙”的追踪模式存在一定的安全冗余，但该模式下安全性可以得到保障，适用于当前行驶列车前方可控距离内没有列车的情况，而“撞软墙”的追踪模式需要当前行驶列车获得前车的运行速度，推算前车的制动距离，因此，本实施给出了一种“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的第二控车追踪模式，如图7所示，其中G103为现有“撞硬墙”模式下的后车位置，G103’为本实施例第二控车模式下的后车位置，G101代表前车紧急制动停车后的位置。第二控车模式的其主要思想为：①列车采用紧急制动后，其都不应超过前车当前位置，如图7中G103’距离G101尾确保列车运行的绝对安全，从紧急制动的层面确保仍为“撞硬墙”，即在任意情况下后行部（或所在闭塞分区入口）至少为1个紧急制动距离。
②为列车追踪留有一定冗余，避免后行列车频繁进入紧急制动。由于列车进入紧急制动后只有完全停车后才能缓解，因此除了要求后车距离前车一个紧急制动距离（图7中的位置点S3-S4）外，还应留有一定冗余（图7中的位置点S2-S3），保证在前行列车略有降速的情况下，后行列车可先进入常用制动，当前车恢复高速运行后，后车也可正常恢复运行。
③充分借鉴“撞软墙”的理念，进一步提升行车效率，即后行列车无需在距离前车尾部一个车载监控制动距离的位置，而是考虑到绝大多数情况下前行列车都不会突然停止。如图7所示，即便发生突发情况，前行列车采取紧急制动，也将继续向前运行一个紧急制动距离（图7中的位置点S5-S7），因此后车的常用制动曲线可由前车紧急制动停车后的车尾位置位置点S6开始推算得出位置点S2，这不仅要求优化后的列车可实现更紧密的追踪（位置点S2-S4的距离要小于位置点S1-S4的距离），且推算出的常用制动点位置点S2在紧急制动点位置点S3之前，且留有一定冗余。
④列车运行过程中由于抵消位置、速度的测量误差需要在前行列车的尾部（或所在闭塞分区入口）设置一定的安全防护距离，以及地面和车载信号设备反应时间以及信号传输时间等，都需要留够充足的冗余，无论是距离还是时间一般都当一个固定值来考虑。
但是，若要实现“撞硬墙”与“撞软墙”相结合的第二控模式，有两个关键问题需要解决：①由于高速铁路尚未实现“车-车通信”，因此后行列车如何掌握前行列车的运行速度，进而计算得出前车的紧急制动距离亟待解决。
②目前高速列车的车载监控制动距离虽然具有较大冗余，但相较于两倍的紧急制动距离而言较小，若直接应用于本控车模式，则会导致后行列车先触碰到紧急制动曲线，不满足推算出的“常用制动点位置点S2在紧急制动点位置点S3之前，且留有一定冗余”的要求。
因此，本实施例一种实施方式中提供了在高速铁路现有的技术条件下推算前行列车速度的方法，进而估算前车的紧急制动距离。由于目前我国高速铁路CTCS-3级列控系统实现了“车-地通信”，后行列车可通过GSM-R获得前方32km范围内的线路条件，通过轨道电路占用情况获得前方列车的大致位置，但是无法获得前行列车的速度信息，也就无法推断出前行列车的紧急制动距离。而列车速度越高，下坡的坡度越大，其车载监控和紧急制动距离也就越大。目前我国高速铁路最高速度等级为350km/h，《高速铁路设计规范》中规定了一般情况下高速铁路的最大坡度为±20‰。即便是在350km/h的速度下，列车在最不利条件下（全程未-20‰下坡）的车载监控制动距离也在21km以内，紧急制动距离也在8km以内。而实际中线路的坡度是不断变化的，基本不会一直维持在-20‰的极端坡度下，因此列车基本不会出现超出21km的车载监控制动距离，考虑到列车的车载监控制动距离存在较大冗余，因此可将20km作为一个后行列车的判断点，即将预设距离设置为20km，当列车前方20km范围内无前行列车时，列车按照现有“撞硬墙”的控车模式运行，以满足线路限速、进站等要求。当前方20km范围内存在前行列车时，即转入“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的控车模式。
当转入“撞硬墙”和“撞软墙”相结合的控车模式后，后行列车需要获取前车的速度信息，但在当前技术条件下暂时无法直接获得。本实施例中当前行驶列车估算前行列车速度的主要依据是前一轨道电路占用和出清时机，由于列车可以获取前方32km的线路条件，同时只有前车在本车前方20km范围内时才需要采用该模式控车，因此可知后行列车至少具有前行列车前方12km的线路条件信息，考虑到前行列车最不利时的制动距离也在8km以内，因此前行列车紧急制动的线路条件是可知的。
根据估算得出的前行列车速度，可结合线路条件计算得到紧急制动距离，该紧急制动距离存在一定的误差。当估算的前行列车紧急制动距离短于实际紧急制动距离时，列车追踪将具有额外冗余，即便前车紧急制动，后车也完全可以采用常用制动停车；反之，当估算的前行列车紧急制动距离长于实际紧急制动距离时，后行列车常用制动的打靶点将过于靠前，导致两列车距离过近，一旦前车出现紧急制动的情况，无法保证后车仅依靠常用制动即可停车。因此，为了避免后车出现紧急制动的情况，有必要在估算前行列车速度时按照较不利的情况估算。
对当前行驶列车行驶状态进行实时调整包括：
将当前行驶列车的速度值与其在第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线、紧急制动曲线中对应位置的允许速度值进行比较，若超出紧急制动曲线则控制当前行驶列车进入紧急制动状态，若未超出紧急制动曲线但超出常用制动曲线，则控制当前行驶列车进入常用制动状态。具体的，由于常用制动曲线、紧急制动曲线均是由速度和位置来表征的，因此将当前行驶列车的速度值与在在第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线、紧急制动曲线中速度值所对应的当前位置进行比较，因为常用制动曲线、紧急制动曲线均是由速度和位置来表征的，因此根据当前行驶列车的速度值在常用制动曲线、紧急制动曲线中对应位置的允许速度值进行比较即可实现对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
具体的，对于前车的紧急制动距离的计算式为：
Figure 195323DEST_PATH_IMAGE001
；其中，
Figure 340740DEST_PATH_IMAGE002
表示前车对应的紧急制动距离，
Figure 914941DEST_PATH_IMAGE003
表示前车的走行时间，
Figure 130021DEST_PATH_IMAGE004
表示一个出清闭塞分区的长度，
Figure 15938DEST_PATH_IMAGE005
表示前车的列车长度，
Figure 607456DEST_PATH_IMAGE006
表示前车紧急制动减速度，
Figure 36164DEST_PATH_IMAGE007
表示前车制动的出清速度。
具体的，按照最不利的情况估算估算前车的紧急制动距离的过程为：
根据前车最新出清闭塞分区的占用时间，得到前车的走行时间
Figure 546779DEST_PATH_IMAGE003
；
当列车压上该闭塞分区的轨道电路时，该闭塞分区轨道电路将发H码，当列车出清轨道电路并压上前方轨道电路时，该轨道电路发U码。在这一过程中前行列车共走行了一个闭塞分区长度
Figure 326516DEST_PATH_IMAGE004
外加一列车长度
Figure 190567DEST_PATH_IMAGE005
，走行时间为该轨道电路发码信息由红码变为黄码的时间
Figure 598415DEST_PATH_IMAGE023
，由于需按照最不利场景考虑，因此假定前车正处于制动过程中，制动减速度
Figure 420877DEST_PATH_IMAGE006
可根据动车组性能获得（如CRH380BL紧急制动减速度：0-200km/h为0.9m/s2，200-300km/h为0.72m/s2，300-395km/h为0.51m/s2），
根据前行列车在走行时间内的走行路程，走行路程包括一个出清闭塞分区的长度
Figure 156752DEST_PATH_IMAGE004
加前车列车长度
Figure 716172DEST_PATH_IMAGE005
；假设前车正处于紧急制动过程中，根据动车组性能获得前车制动减速度
Figure 853892DEST_PATH_IMAGE006
，
则得到前车制动的出清速度
Figure 581677DEST_PATH_IMAGE007
为：
Figure 195061DEST_PATH_IMAGE024
（1）
则前车对应的紧急制动距离
Figure 666493DEST_PATH_IMAGE002
为：
Figure 924299DEST_PATH_IMAGE001
（2）
前车在出清闭塞分区这一刻的位置为
Figure 947619DEST_PATH_IMAGE025
，则前车紧急停车点
Figure 658086DEST_PATH_IMAGE026
为：
Figure 933209DEST_PATH_IMAGE027
，显然，该紧急停车点只有在前车出清一个闭塞分区时方可更新一次，这也大大降低了列车的计算工作量。
Figure 311101DEST_PATH_IMAGE028
是推算出的最不利的前车紧急制动终点，作为打靶点（速度为0 的点）来推算后车第二控车模式下常用制动曲线。
在具体地实施过程中，以350km/h高速列车在平直道的场景为例，其紧急制动距离为6038m，目前的车载监控制动距离为11425m，也就意味着如果不改变控车曲线算法的情况下，采用“撞硬墙”与“撞软墙”相结合的模式，后车在运行时会首先进入紧急制动，而这违背了该模式的设计初衷，因此有必要对车载监控制动距离的计算方法进行调整，也就是需要对当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线进行优化。由于“日立法”在计算制动距离表时未进行减速度的简化，因此其冗余主要存在于坡度归并方面。而本实施例中提出的第二控车模式需要对控车曲线的计算方法进行优化，其本质上在于计算控车曲线时选择的减速度，因此从原理上来看，更适合采用“欧标法”。此外，从国际上的适用范围来看，“日立法”仅限于日本境内以及以日本技术为原型的相关车型，而其他国家普遍采用国际铁路联盟UIC推荐的“欧标法”，即“欧标法”的适用范围也更为广泛。因此，本申请选择“欧标法”为对象阐述控车曲线的优化方法，其重点在于计算过程中减速度的取值问题。
目前的“欧标法”的车载减速度取值一般是分为六段，如目前在CRH380BL装备的CTCS3-300T列控系统中存储的减速度为：0-125km/h为0.68m/s2，125-160km/h为0.59m/s2，160-200km/h为0.53m/s2，200-240km/h为0.48m/s2，240-280km/h为0.44m/s2，280-325km/h为0.39m/s2，车载计算机根据该减速度取值来计算制动距离并生成控车曲线。则具体地，第二控车模式下控车曲线的优化过程为：
步骤1、分别计算撞硬墙情况下前车以及当前行驶列车在不同速度等级下（如以10km/h为间隔）的紧急制动距离
Figure 505322DEST_PATH_IMAGE002
(图7中的S3-S4)、
Figure 703085DEST_PATH_IMAGE029
(图7中的S5-S6)，并以前车尾部为起点采用第一控车模式的控车算法推算当前行驶列车的第一常用制动距离
Figure 516320DEST_PATH_IMAGE030
(图7中的S1-S4)。
具体地，撞硬墙情况下当前行驶列车在不同速度等级下的紧急制动距离
Figure 377747DEST_PATH_IMAGE029
包括列车进入紧急制动初期制动力未完全施加的制动空走时间
Figure 352656DEST_PATH_IMAGE017
内列车按正常速度
Figure 303295DEST_PATH_IMAGE015
运行的距离加上列车从正常速度
Figure 44855DEST_PATH_IMAGE015
制动到速度为0的距离，该过程中列车受到制动力、基本阻力以及附加阻力的影响，其中当前行驶列车受到的制动力一般以当前行驶列车的紧急制动减速度
Figure 131759DEST_PATH_IMAGE019
的形式体现，基本阻力一般由基本阻力公式计算得出，附加阻力一般根据线路条件如坡度和曲线综合确定。
Figure 808728DEST_PATH_IMAGE018
（3）
步骤2、根据第一常用制动距离
Figure 840138DEST_PATH_IMAGE009
，利用欧标法确定符合约束条件的减速度，根据该减速度推算当前行驶列车在第二控车模式下的第二常用制动距离
Figure 995176DEST_PATH_IMAGE010
(图7中的位置点S2-S6)，并确定该减速度对应的速度等级下的紧急制动距离
Figure 202166DEST_PATH_IMAGE002
；第二常用制动距离
Figure 643512DEST_PATH_IMAGE010
包括列车的空走距离
Figure 303164DEST_PATH_IMAGE031
加上列车按当前行驶列车的常用制动减速度从正常速度制动到0的距离：
Figure 261892DEST_PATH_IMAGE021
（4）
其中，常用制动减速度
Figure 323389DEST_PATH_IMAGE032
为利用欧标法逐一判断从而找到符合约束条件的减速度。
利用第二常用制动距离
Figure 702680DEST_PATH_IMAGE010
确定前后车追踪距离
Figure 849628DEST_PATH_IMAGE011
(图7中的位置点S2-S4)；
Figure 205523DEST_PATH_IMAGE012
（5）
步骤3、根据第二常用制动距离
Figure 121526DEST_PATH_IMAGE010
、符合约束条件时减速度对应的速度等级下的紧急制动距离
Figure 311199DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 945443DEST_PATH_IMAGE008
，绘制当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线。
具体地，利用欧标法确定符合约束条件的减速度的过程为：
首先选定一个典型坡度（以5‰为单位从-20‰-20‰确定典型坡度），调整目前的控车参数（即列控系统中减速度的取值），自低到高对比各速度间隔下是否满足相关约束，若不满足相关约束，则将该速度等级下的减速度取值向下调整0.1m/s2，并按照新的参数重新返回步骤1进行计算，直至所有的约束均得到满足，之后选择未计算过的坡度再次重复上面的计算过程，最终得到一个满足所有速度等级、所有坡度下的减速度取值，此时的减速度取值即为地热控车模式下控车曲线的减速度取值依据，如图8所示，其步骤如下：
步骤2.1、从典型坡度中选择任一未计算的坡度进行计算，根据该坡度下不同速度等级的紧急制动减速度，计算各速度等级下的紧急制动距离
Figure 105029DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤2.2、根据步骤2.1坡度下不同速度等级的常用制动减速度，计算各速度等级下的第二常用制动距离
Figure 875539DEST_PATH_IMAGE010
以及根据公式（2）计算在不同制动减速度下前车对应的紧急制动距离
Figure 236113DEST_PATH_IMAGE002
；根据
Figure 482286DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 320929DEST_PATH_IMAGE008
计算各速度等级下的前后车追踪距离
Figure 945946DEST_PATH_IMAGE011
；
步骤2.3、按照各速度等级自低到高的顺序从初始速度等级开始，根据各速度等级下的紧急制动距离
Figure 100590DEST_PATH_IMAGE008
，依次判断当前速度等级下的前后车追踪距离
Figure 443847DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；
若当前速度等级下的
Figure 351760DEST_PATH_IMAGE011
满足相关约束，则继续判断下一速度等级下的
Figure 955917DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；直至判断完所有速度等级；
步骤2.4、若当前速度等级下的
Figure 658293DEST_PATH_IMAGE011
不满足相关约束，则将当前速度等级对应的常用制动减速度降低0.1m/s2并返回步骤2.2；
步骤2.5、判断在所有速度等级下，各速度等级下的
Figure 488846DEST_PATH_IMAGE011
是否均满足相关约束；若否则返回步骤2.3；
步骤2.6、若所有速度等级下的
Figure 669292DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束，则选择未计算过的坡度重复步骤2.1-2.5，直至所有速度等级、所有坡度下的
Figure 659113DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件，将所有速度等级、所有坡度下的
Figure 266812DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件时对应的常用制动减速度作为符合约束条件的减速度。
其中，上述判断
Figure 584661DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束为同时满足以下条件：
（1）当前列车减速影响后车运行时，后车应首先采用常用制动，经过一定的安全冗余时间
Figure 693431DEST_PATH_IMAGE013
后才能进入紧急制动，因此需要判断追踪距离
Figure 413126DEST_PATH_IMAGE011
与当前列车紧急制动的距离之差是否大于等于当前行驶列车以正常速度经过安全冗余时间
Figure 191726DEST_PATH_IMAGE013
后的距离：
Figure 622969DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 410797DEST_PATH_IMAGE015
表示当前列车运行的正常速度；对于图6与图7中的
Figure 984998DEST_PATH_IMAGE011
表示列车追踪间隔，衡量的是自从前车通过这里，到当前列车通过同一位置的时间差所产生的间隔距离。
（2）同时当采用第二控车模式后的追踪距离要小于现有“撞硬墙”模式下的追踪距离，则在满足（1）的同时还需要判断追踪距离是否小于等于第一常用制动距离：
Figure 59133DEST_PATH_IMAGE016
。
实施例2
本实施例提供一种高速铁路列控系统控车系统，包括地面RBC和当前行驶列车的车载设备，当前行驶列车的车载设备包括：
控车模式切换模块，检测当前行驶列车前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；第一控车模式为撞硬墙的控车模式；
若存在，则采用第二控车模式；第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；
前车距离估算模块，用于在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；
系统控车模块，用于根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
进一步地，前车距离估算模块中前车的紧急制动距离的计算式为：
Figure 85995DEST_PATH_IMAGE001
；其中，
Figure 677513DEST_PATH_IMAGE002
表示前车对应的紧急制动距离，
Figure 106220DEST_PATH_IMAGE003
表示前车的走行时间，
Figure 351257DEST_PATH_IMAGE004
表示一个出清闭塞分区的长度，
Figure 130994DEST_PATH_IMAGE005
表示前车的列车长度，
Figure 260624DEST_PATH_IMAGE006
表示前车紧急制动减速度，
Figure 668472DEST_PATH_IMAGE007
表示前车制动的出清速度。
进一步地，利用欧标法确定符合约束条件的减速度的约束条件的判断过程为：
S10、从典型坡度中选择任一未计算的坡度进行计算，根据该坡度下不同速度等级的紧急制动减速度，计算各速度等级下的紧急制动距离
Figure 225355DEST_PATH_IMAGE008
；
S20、根据S10坡度下不同速度等级的常用制动减速度，计算各速度等级下的第二常用制动距离
Figure 226809DEST_PATH_IMAGE010
；根据
Figure 511860DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 915160DEST_PATH_IMAGE002
计算各速度等级下的前后车追踪距离
Figure 642944DEST_PATH_IMAGE011
；
S3、按照各速度等级自低到高的顺序从初始速度等级开始，根据各速度等级下的紧急制动距离
Figure 990749DEST_PATH_IMAGE008
，依次判断当前速度等级下的前后车追踪距离
Figure 727761DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；
若当前速度等级下的
Figure 985567DEST_PATH_IMAGE011
满足相关约束，则继续判断下一速度等级下的
Figure 743307DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；直至判断完所有速度等级；
S40、若当前速度等级下的
Figure 719354DEST_PATH_IMAGE011
不满足相关约束，则将当前速度等级对应的常用制动减速度降低0.1m/s2并返回步骤S20；
S50、判断在所有速度等级下，各速度等级下的
Figure 994477DEST_PATH_IMAGE011
是否均满足相关约束；若否则返回步骤S30；
S60、若所有速度等级下的
Figure 106790DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束，则重复步骤S10-S50，直至所有速度等级、所有坡度下的
Figure 301011DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件，将所有速度等级、所有坡度下的
Figure 498774DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件时对应的常用制动减速度作为符合约束条件的减速度。相关计算过程与实施例1中一致，在此不再赘述。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测当前行驶列车前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；第一控车模式为撞硬墙的控车模式；
若存在，则采用第二控车模式；第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；
在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；
根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
2.根据权利要求1所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整包括：
将当前行驶列车的速度值与其在第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线、紧急制动曲线中对应位置的允许速度值进行比较，若超出紧急制动曲线则控制当前行驶列车进入紧急制动状态，若未超出紧急制动曲线但超出常用制动曲线，则控制当前行驶列车进入常用制动状态。
3.根据权利要求1所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，前车的紧急制动距离的计算式为：
Figure 827863DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 732365DEST_PATH_IMAGE002
表示前车对应的紧急制动距离，
Figure 504012DEST_PATH_IMAGE003
表示前车的走行时间，
Figure 985809DEST_PATH_IMAGE004
表示一个出清闭塞分区的长度，
Figure 524107DEST_PATH_IMAGE005
表示前车的列车长度，
Figure 142170DEST_PATH_IMAGE006
表示前车紧急制动减速度，
Figure 84718DEST_PATH_IMAGE007
表示前车制动的出清速度。
4.根据权利要求1所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线的确定过程为：
分别计算撞硬墙情况下前车以及当前行驶列车在不同速度等级下的紧急制动距离
Figure 788232DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 880953DEST_PATH_IMAGE008
，并以前车尾部为起点采用第一控车模式的控车算法推算当前行驶列车的第一常用制动距离
Figure 353522DEST_PATH_IMAGE009
；
根据第一常用制动距离
Figure 732551DEST_PATH_IMAGE009
，利用欧标法确定符合约束条件的减速度，根据该减速度推算当前行驶列车在第二控车模式下的第二常用制动距离
Figure 549460DEST_PATH_IMAGE010
，并确定该减速度对应的速度等级下的紧急制动距离
Figure 304926DEST_PATH_IMAGE002
；
利用第二常用制动距离
Figure 897581DEST_PATH_IMAGE010
确定前后车追踪距离
Figure 322878DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 735404DEST_PATH_IMAGE012
；
根据第二常用制动距离
Figure 294562DEST_PATH_IMAGE010
、符合约束条件时减速度对应的速度等级下的紧急制动距离
Figure 866357DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 587189DEST_PATH_IMAGE008
，绘制当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线。
5.根据权利要求4所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，利用欧标法确定符合约束条件的减速度的过程为：
根据欧标法的典型坡度，从任意一个坡度开始，判断在该坡度下根据不同速度等级计算的前后车追踪距离
Figure 752591DEST_PATH_IMAGE011
是否均满足相关约束，若在某一速度等级下不满足相关约束，则调整该速度等级下计算第二常用制动距离
Figure 584280DEST_PATH_IMAGE010
时减速度的取值，并按照新的减速度值重新计算和判断，直至在不同速度等级下均满足相关约束；
选择未计算过的其他坡度重复上述过程，直至所有速度等级、所有坡度下均满足相关约束条件，得到对应的减速度取值，此时的减速度取值即为符合约束条件的减速度。
6.根据权利要求5所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，相关约束为同时满足以下条件：
判断追踪距离
Figure 26894DEST_PATH_IMAGE011
与当前列车紧急制动的距离之差是否大于等于当前行驶列车以正常速度经过安全冗余时间
Figure 918627DEST_PATH_IMAGE013
后的距离：
Figure 305746DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 829875DEST_PATH_IMAGE015
表示当前列车运行的正常速度；
同时判断追踪距离是否小于等于第一常用制动距离：
Figure 251629DEST_PATH_IMAGE016
。
7.根据权利要求4所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，撞硬墙情况下当前行驶列车在不同速度等级下的紧急制动距离
Figure 314263DEST_PATH_IMAGE008
包括列车进入紧急制动初期制动力未完全施加的制动空走时间
Figure 64044DEST_PATH_IMAGE017
内列车按正常速度
Figure 503116DEST_PATH_IMAGE015
运行的距离加上列车从正常速度
Figure 779376DEST_PATH_IMAGE015
制动到速度为0的距离：
Figure 137545DEST_PATH_IMAGE018
；
其中，
Figure 764836DEST_PATH_IMAGE019
表示当前行驶列车的紧急制动减速度，
Figure 742019DEST_PATH_IMAGE019
由当前行驶列车受到的制动力、基本阻力以及附加阻力确定；
第二常用制动距离
Figure 279311DEST_PATH_IMAGE010
包括列车的空走距离
Figure 683747DEST_PATH_IMAGE020
加上列车按当前行驶列车的常用制动减速度从正常速度制动到0的距离：
Figure 267175DEST_PATH_IMAGE021
；其中，常用制动减速度
Figure 674148DEST_PATH_IMAGE022
为利用欧标法确定的符合约束条件的减速度。
8.根据权利要求5所述的一种高速铁路列控系统控车方法，其特征在于，利用欧标法确定符合约束条件的减速度的约束条件的判断过程为：
S10、从典型坡度中选择任一未计算的坡度进行计算，根据该坡度下不同速度等级的紧急制动减速度，计算各速度等级下的紧急制动距离
Figure 925001DEST_PATH_IMAGE008
；
S20、根据S10坡度下不同速度等级的常用制动减速度，计算各速度等级下的第二常用制动距离
Figure 765918DEST_PATH_IMAGE010
；根据
Figure 712008DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 30994DEST_PATH_IMAGE002
计算各速度等级下的前后车追踪距离
Figure 401933DEST_PATH_IMAGE011
；
S30、按照各速度等级自低到高的顺序从初始速度等级开始，根据各速度等级下的紧急制动距离
Figure 272806DEST_PATH_IMAGE008
，依次判断当前速度等级下的前后车追踪距离
Figure 96405DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；
若当前速度等级下的
Figure 953503DEST_PATH_IMAGE011
满足相关约束，则继续判断下一速度等级下的
Figure 178948DEST_PATH_IMAGE011
是否满足相关约束；直至判断完所有速度等级；
S40、若当前速度等级下的
Figure 237033DEST_PATH_IMAGE011
不满足相关约束，则将当前速度等级对应的常用制动减速度降低0.1m/s2并返回步骤S20；
S50、判断在所有速度等级下，各速度等级下的
Figure 282350DEST_PATH_IMAGE011
是否均满足相关约束；若否则返回步骤S30；
S60、若所有速度等级下的
Figure 943138DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束，则重复步骤S10-S50，直至所有速度等级、所有坡度下的
Figure 652118DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件，将所有速度等级、所有坡度下的
Figure 5739DEST_PATH_IMAGE011
均满足相关约束条件时对应的常用制动减速度作为符合约束条件的减速度。
9.一种高速铁路列控系统控车系统，包括地面RBC和当前行驶列车的车载设备，其特征在于，当前行驶列车的车载设备包括：
控车模式切换模块，检测当前行驶列车前方预设距离内是否存在其他列车，若不存在，则采用第一控车模式；第一控车模式为撞硬墙的控车模式；
若存在，则采用第二控车模式；第二控车模式为撞硬墙和撞软墙相结合的控车模式；
前车距离估算模块，用于在第二控车模式下，根据从地面RBC接收前车位置、前车最新出清闭塞分区的长度以及占用时间，估算出前车的紧急制动距离；
系统控车模块，用于根据第二控车模式下当前行驶列车的常用制动曲线和紧急制动曲线，对当前行驶列车行驶状态进行控制；同时根据前车的紧急制动距离以及当前行驶列车的实时位置和速度，对当前行驶列车行驶状态进行实时调整。
10.根据权利要求9所述的一种高速铁路列控系统控车系统，其特征在于，前车距离估算模块中前车的紧急制动距离的计算式为：
Figure 538352DEST_PATH_IMAGE001
；其中，
Figure 878197DEST_PATH_IMAGE002
表示前车对应的紧急制动距离，
Figure 812655DEST_PATH_IMAGE003
表示前车的走行时间，
Figure 337177DEST_PATH_IMAGE004
表示一个出清闭塞分区的长度，
Figure 481720DEST_PATH_IMAGE005
表示前车的列车长度，
Figure 749890DEST_PATH_IMAGE006
表示前车紧急制动减速度，
Figure 538855DEST_PATH_IMAGE007
表示前车制动的出清速度。
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