CN116654052A - 一种基于信号系统的列车速度提示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于信号系统的列车速度提示方法。包括：若实时速度≥推荐速度，发送一级报警信息，司机控制手柄发出低频短促振动，列车HUD显示系统显示一级报警信息；若实时速度≥牵引切除速度，发送二级报警信息，司机控制手柄发出高频短促振动，列车HUD显示系统显示二级报警信息，切除牵引；若实时速度≥紧急制动触发速度，发送三级报警信息，司机控制手柄发出高频持续振动，列车HUD显示系统显示三级报警信息，施加紧急制动。本发明增加触觉交互，通过视觉、听觉、触觉多种模态共同传递信息，能够确保各类信息的传递及时到位，也能使司机感知到不同信息的紧急程度，缓解驾驶员视觉疲劳，提升司机驾驶体验和安全度。
Description
技术领域
本发明涉及列车控制系统技术领域，具体是一种基于信号系统的列车速度提示方法。
背景技术
为防止意外，司机在列车人工行驶过程中需一直按压主控制手柄上的警惕按钮，若松开会有风笛报警，松开一定时间(初始设定为3s，可调节)，则通过联锁触头施加紧急制动。如果在时间间隔内再次按下警惕按钮，不会紧急制动。
现有技术中，列车驾驶状态下的司机可能在进行各类信息的确认，包括但不限于观察前方轨道状态、接收调度指令等，这些信息占用了视觉、听觉等感觉通道，有概率让司机分神。所以基于视觉提醒有可能被忽视，如HMI人机交互页面上显示的信息提醒和告警，司机未必能第一时间在繁杂的信息中发现；而且，由于交互页面吸引了司机视觉注意，容易使司机忽视前方轨道的状态等。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种基于信号系统的列车速度提示方法。
本发明采用如下技术方案：一种基于信号系统的列车速度提示方法，包括如下步骤：
步骤S1获取列车的推荐速度和实时速度；
步骤S2若实时速度＜推荐速度，则不做提示；
若实时速度≥推荐速度，发送一级报警信息至列车TCMS系统，列车TCMS系统发送一级振动触发模式信号至司机控制手柄，同时列车TCMS系统发送一级报警信息至列车HUD显示系统；
步骤S3司机控制手柄发出低频短促振动，列车HUD显示系统显示一级报警信息；
步骤S4获取列车的牵引切除速度；
步骤S5若实时速度≥牵引切除速度，发送二级报警信息至列车TCMS系统，并同时发送牵引切除信号至列车牵引系统；
列车TCMS系统发送二级振动触发模式信号至司机控制手柄；同时，列车TCMS系统发送二级报警信息至列车HUD显示系统；
步骤S6司机控制手柄发出高频短促振动，列车HUD显示系统显示二级报警信息，列车牵引系统切除牵引；
步骤S7获取列车的紧急制动触发速度；
步骤S8若实时速度≥紧急制动触发速度，发送三级报警信息至列车TCMS系统，并同时发送紧急制动触发硬线信号至列车制动系统；
列车TCMS系统发送三级振动触发模式信号至司机控制手柄；同时，列车TCMS系统发送三级报警信息至列车HUD显示系统，列车TCMS系统发送触发硬线信号至报警器控制回路；
步骤S9司机控制手柄发出高频持续振动，列车HUD显示系统显示三级报警信息，报警器控制回路发出紧急制动音效提醒，列车制动系统对列车施加紧急制动直至列车速度降为0。
优选的：所述列车HUD显示系统在列车司机室前风挡玻璃上显示彩色的行车信息。
优选的：所述司机控制手柄中的主控制手柄上警惕按钮位置处安装有振动马达；振动马达根据不同的控制信号做出对应的动作，动作包括低频短促振动、高频短促振动和高频持续振动。
优选的：所述列车TCMS系统包括安装在列车驾驶室中司机控制器内部的PLC控制模块，PLC控制模块用于控制所述振动马达。
优选的：所述振动马达中凸轮的转动方向与主控制手柄运动方向垂直。
优选的：所述司机控制手柄的低频短促振动，提示司机当前列车速度已超过列车的推荐速度，但尚在牵引切除速度之内；
所述司机控制手柄的高频短促振动，提示司机当前列车速度已超过列车的牵引切除速度，但尚在紧急制动触发速度之内；
所述司机控制手柄的高频持续振动，提示司机当前列车速度已超过列车紧急制动触发速度；同时由列车TCMS系统发出持续硬线信号驱动紧急制动触发蜂鸣器，提醒司机此时车辆已触发紧急制动；
3种模式的司机控制手柄振动提示持续15秒后失效；
紧急制动触发蜂鸣器音效提示持续3秒后失效。
优选的：所述步骤S4中，牵引切除速度由列车ATP系统计算获取，牵引切除速度为紧急制动触发速度减去一个设定的固定值。
优选的：所述步骤S7中，紧急制动触发速度由列车ATP系统计算获取；紧急制动触发速度是根据列车位置，以及移动授权终点，采用安全制动模型进行计算所得到的当前列车的限速。
本发明的有益效果在于：
本发明引入了信号系统超速保护机制，设置主控制手柄振动模式，用于提醒司机当前列车速度，辅助司机驾驶。同时，本发明融入HUD平视显示系统，在车辆司机室前风挡玻璃上显示彩色重要行车信息，尽量保持司机视线维持不动，观察前方轨道情况，降低司机低头看司机显示单元(diver display unit)信息的频率，缓解视觉疲劳，提升司机驾驶体验和安全度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明一种基于信号系统的列车速度提示方法的流程图。
图2为本发明一种基于信号系统的列车速度提示方法的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1和图2所示，一种基于信号系统的列车速度提示方法，包括如下步骤：
步骤S1从列车ATO系统中获取列车的推荐速度，从列车ATP系统中获取列车的实时速度。
步骤S2若实时速度＜推荐速度，则不做提示；此时，列车ATP系统判断列车处于正常行驶状态下，不发送报警信息至列车TCMS系统(列车控制管理系统)，司机控制手柄无振动提醒，列车HUD显示系统无报警提示；
若实时速度≥推荐速度，列车ATP系统发送一级报警信息至列车TCMS系统；列车TCMS系统发送一级振动触发模式信号至司机控制手柄，同时列车TCMS系统发送一级报警信息至列车HUD显示系统。HUD即为平视显示器(Head Up Display)，用于在列车司机室前风挡玻璃上显示彩色的行车信息。
步骤S3司机控制手柄发出低频短促振动，列车HUD显示系统显示一级报警信息。
步骤S4获取列车的牵引切除速度；牵引切除速度由列车ATP系统计算获取，具体是：牵引切除速度为紧急制动触发速度减去一个设定的固定值。
步骤S5若实时速度≥牵引切除速度，列车ATP系统发送二级报警信息至列车TCMS系统，列车ATP系统发送牵引切除信号至列车牵引系统；
列车TCMS系统发送二级振动触发模式信号至司机控制手柄；同时，列车TCMS系统发送二级报警信息至列车HUD显示系统。
步骤S6司机控制手柄发出高频短促振动，列车HUD显示系统显示二级报警信息，列车牵引系统切除牵引。
步骤S7获取列车的紧急制动触发速度；紧急制动触发速度由列车ATP系统计算获取，具体是：紧急制动触发速度是根据列车位置，以及移动授权终点(MA)，采用安全制动模型进行计算所得到的当前列车的限速。
步骤S8若实时速度≥紧急制动触发速度(EBI)，列车ATP系统发送三级报警信息至列车TCMS系统，列车ATP系统发送紧急制动触发硬线信号至列车制动系统；
列车TCMS系统发送三级振动触发模式信号至司机控制手柄；同时，列车TCMS系统发送三级报警信息至列车HUD显示系统，列车TCMS系统发送触发硬线信号至报警器控制回路；报警器控制回路包括提示用的蜂鸣器。
步骤S9司机控制手柄发出高频持续振动，列车HUD显示系统显示三级报警信息，报警器控制回路发出紧急制动音效提醒，列车制动系统对列车施加紧急制动直至列车速度降为0方可缓解或解除紧急制动。
本实施例中，司机控制手柄中的主控制手柄上警惕按钮位置处安装有振动马达。振动马达根据不同的控制信号做出对应的动作，动作包括低频短促振动、高频短促振动和高频持续振动。振动马达中凸轮的转动方向与主控制手柄运动方向垂直。这样，不会引起主控制手柄的误动，而且主控制手柄本身的定位部分和阻尼部分也能保证主控制手柄能够稳定停留在某个位置。列车TCMS系统包括安装在列车驾驶室中司机控制器内部的PLC控制模块，通过该PLC控制模块来控制振动马达。
本实施例中，司机控制手柄具有三种振动模式：
第一级：司机控制手柄的低频短促振动，提示司机当前列车速度已超过列车的推荐速度，但尚在牵引切除速度之内；
第二级：司机控制手柄的高频短促振动，提示司机当前列车速度已超过列车的牵引切除速度，但尚在紧急制动触发速度之内；
第三级：司机控制手柄的高频持续振动，提示司机当前列车速度已超过列车紧急制动触发速度；同时由列车TCMS系统发出持续硬线信号驱动紧急制动触发蜂鸣器，提醒司机此时车辆已触发紧急制动；紧急制动触发蜂鸣器音效提示持续3秒后失效；
3种模式的司机控制手柄振动提示持续15秒后失效，高级的振动模式可覆盖低级的振动模式，或者，列车速度下降至推荐速度以下时，停止触发振动及振动触发模式信号发送。
触觉是一种比较好的交互方式，能够直接向人类的身体传递信息，本实施例设置主控制手柄振动模式，由于司机在列车行驶过程中需要一直按压主控制手柄上的警惕按钮，因此司机始终能获得来自主控制手柄的振动信息，不易遗漏触觉反馈；
本实施例增加触觉交互，通过视觉、听觉、触觉多种模态共同传递信息，能够确保各类信息的传递及时到位，也能使司机感知到不同信息的紧急程度；
本实施例这种提示方法更为直接、快速、有效，在特定情况下可以让司机对危险情况作出更快的反应。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1获取列车的推荐速度和实时速度；
步骤S2若实时速度＜推荐速度，则不做提示；
若实时速度≥推荐速度，发送一级报警信息至列车TCMS系统，列车TCMS系统发送一级振动触发模式信号至司机控制手柄，同时列车TCMS系统发送一级报警信息至列车HUD显示系统；
步骤S3司机控制手柄发出低频短促振动，列车HUD显示系统显示一级报警信息；
步骤S4获取列车的牵引切除速度；
步骤S5若实时速度≥牵引切除速度，发送二级报警信息至列车TCMS系统，并同时发送牵引切除信号至列车牵引系统；
列车TCMS系统发送二级振动触发模式信号至司机控制手柄；同时，列车TCMS系统发送二级报警信息至列车HUD显示系统；
步骤S6司机控制手柄发出高频短促振动，列车HUD显示系统显示二级报警信息，列车牵引系统切除牵引；
步骤S7获取列车的紧急制动触发速度；
步骤S8若实时速度≥紧急制动触发速度，发送三级报警信息至列车TCMS系统，并同时发送紧急制动触发硬线信号至列车制动系统；
列车TCMS系统发送三级振动触发模式信号至司机控制手柄；同时，列车TCMS系统发送三级报警信息至列车HUD显示系统，列车TCMS系统发送触发硬线信号至报警器控制回路；
步骤S9司机控制手柄发出高频持续振动，列车HUD显示系统显示三级报警信息，报警器控制回路发出紧急制动音效提醒，列车制动系统对列车施加紧急制动直至列车速度降为0。
2.根据权利要求1所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：所述列车HUD显示系统在列车司机室前风挡玻璃上显示彩色的行车信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：所述司机控制手柄中的主控制手柄上警惕按钮位置处安装有振动马达；振动马达根据不同的控制信号做出对应的动作，动作包括低频短促振动、高频短促振动和高频持续振动。
4.根据权利要求3所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：所述列车TCMS系统包括安装在列车驾驶室中司机控制器内部的PLC控制模块，PLC控制模块用于控制所述振动马达。
5.根据权利要求3所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：所述振动马达中凸轮的转动方向与主控制手柄运动方向垂直。
6.根据权利要求1所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：
所述司机控制手柄的低频短促振动，提示司机当前列车速度已超过列车的推荐速度，但尚在牵引切除速度之内；
所述司机控制手柄的高频短促振动，提示司机当前列车速度已超过列车的牵引切除速度，但尚在紧急制动触发速度之内；
所述司机控制手柄的高频持续振动，提示司机当前列车速度已超过列车紧急制动触发速度；同时由列车TCMS系统发出持续硬线信号驱动紧急制动触发蜂鸣器，提醒司机此时车辆已触发紧急制动；
3种模式的司机控制手柄振动提示持续15秒后失效；
紧急制动触发蜂鸣器音效提示持续3秒后失效。
7.根据权利要求1所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：所述步骤S4中，牵引切除速度由列车ATP系统计算获取，牵引切除速度为紧急制动触发速度减去一个设定的固定值。
8.根据权利要求1所述的一种基于信号系统的列车速度提示方法，其特征在于：所述步骤S7中，紧急制动触发速度由列车ATP系统计算获取；紧急制动触发速度是根据列车位置，以及移动授权终点，采用安全制动模型进行计算所得到的当前列车的限速。
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