一种制动曲线切换控制方法及轨道车辆与流程

1.本技术涉及轨道车辆技术领域，具体为一种制动曲线切换控制方法及轨道车辆。


背景技术：

2.随着城市规模的快速扩大，大量人口涌入城市中，而既有的城市轨道规模无法满足流动人口的增长，只能提高既有线路的运营能力，同时修建新的线路以满足运能。而新的线路则需要与既有线路无缝结合，才能更加方便人员的乘坐方便性，同时也提高运营效率。
3.对于新建线路来说，相应的标准会随着技术提高而要求更高，例如线路运营速度更高。同样对于车辆来说，新线路的车辆行驶速度可能会高于既有线路，新旧车辆的运营速度，以及减速度曲线会不一样，而这对于新旧线路的互联互通需求来说，则存在着一定的困难。
4.既有信号系统控车的策略是基于单线运营，一条线路上只能运营一种车辆，车辆的牵引以及制动特性是固定的。如果新建线路、新造车辆与既有的线路、既有车辆等参数不一致，则无法实现新旧线路的贯通运营，造成线路运力浪费。
5.一般来说，车辆在方案设计时采用固定的牵引以及制动特性曲线，信号系统则根据固定的车辆特性曲线，去设置固定的控车策略。如果让车辆在不同线路上运营，信号系统还采用原有的控车策略，就会造成原有的控车策略与车辆特性不匹配，严重影响到运营安全性，无法充风利用线路运力。
6.如果为了实现新旧线路，以及车辆实现互联互通，至少需要对信号系统，车辆等信号进行统型改造，无论是升级既有线路信号系统以及车辆性能，还是新建线路采用原有信号系统，以及降低车辆性能参数，对于用户来说，都会造成极大的成本浪费。
7.而降低新造车辆的性能参数去匹配既有线路的能力，这样的结果是没有充分发挥车辆的性能，造成运营成本的浪费。


技术实现要素：

8.为了解决上述技术缺陷之一，本技术实施例中提供了一种制动曲线切换控制方法。
9.根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种制动曲线切换控制方法，用于控制轨道车辆经过不同线路时切换制动曲线，所述不同线路具有不同最高运营限速，所述轨道车辆针对所述不同最高运营限速预设有相应的制动曲线；包括如下步骤：
10.轨道车辆通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；所述地面信号标志设置在连通的a线路和b线路之间；
11.所述车载信号设备将所述信息传递至车辆控制系统；
12.车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线。
13.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种轨道车辆，所述轨道车辆按照一种
制动曲线切换控制方法，在经过不同线路时切换制动曲线，所述不同线路具有不同最高运营限速，所述轨道车辆针对所述不同最高运营限速预设有相应的制动曲线；
14.轨道车辆的用于通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；所述地面信号标志设置在连通的a线路和b线路之间；
15.所述车载信号设备用于将所述信息传递至车辆控制系统；
16.车辆控制系统用于根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线。
17.采用本技术实施例中提供的一种制动曲线切换控制方法，对a线路和b线路的不同运营速度，车辆采用不同的减速度曲线，实现在a线路和b线路的混跑，而在这个过程中信号系统的改造成本较小，通过此方法，可以实现轨道车辆根据当前线路切换制动曲线，进而实现在不同线路的互联互通运营。在此过程中，乘客不需要进行额外的换乘，节省出行时间，提高线路运能。同时对于新造车辆来说，更加充分利用车辆性能，节省运营成本。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
19.图1为本技术实施例提供的双减速度曲线示意图；
20.图2为本技术实施例提供的车辆跨线运行示意图；
21.图3为本技术实施例提供的制动曲线切换控制方法示意图；
22.图4为本技术实施例提供的一种轨道车辆的灵活编组运行控制方法流程示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.在实现本技术的过程中，发明人发现，现有技术中，为了实现新旧线路，以及车辆实现互联互通，需要对信号系统，车辆等信号进行统型改造，无论是升级既有线路信号系统以及车辆性能，还是新建线路采用原有信号系统，以及降低车辆性能参数，对于用户来说，都会造成极大的成本浪费。
25.针对上述问题，本技术实施例中提供了一种制动曲线切换控制方法，如图1-3所示，用于控制轨道车辆经过不同线路时切换制动曲线，不同线路具有不同最高运营限速，轨道车辆针对不同最高运营限速预设有相应的制动曲线，制动曲线至少包括紧急制动曲线和常用制动曲线；包括如下步骤：
26.轨道车辆通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；地面信号标志设置在连通的a线路和b线路之间；
27.车载信号设备将信息传递至车辆控制系统；
28.车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动曲线。本技术中，信息包括a线路的最高运营限速va、b线
路的最高运营限速vb以及列车运行方向。
29.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，其判断结果至少包括：a线路的最高运营限速va与b线路的最高运营限速vb的大小关系、va和vb中较小者与轨道车辆当前速度v
车
的大小关系、轨道车辆运行方向、轨道车辆当前运行工况、第一制动曲线、第二制动曲线；
30.其中，轨道车辆当前运行工况包括牵引工况、惰行工况和制动工况。
31.本领域技术人员应当理解的是，制动曲线是轨道车辆进行制动时的减速度曲线，因此，行业中通常也将制动曲线称为制动减速度曲线、减速度曲线等。轨道车辆的制动分为紧急制动和常规制动，因此通常制动曲线相应包含紧急制动曲线和常用制动曲线。
32.本技术中，第一制动曲线为轨道车辆针对a线路设定的制动曲线，包括第一紧急制动曲线和第一常用制动曲线；第二制动曲线为轨道车辆针对b线路设定的制动曲线，包括第二紧急制动曲线和第二常用制动曲线。本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：
33.若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；
34.判断车辆当前速度大于vb，且车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统采用第一制动曲线中的第一常用制动曲线进行制动，直至车辆速度小于等于vb时制动结束，然后将制动曲线切换为第二制动曲线。
35.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：
36.若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；
37.判断车辆当前速度大于vb，且车辆处于制动工况，则指示制动系统维持当前动作，直至制动结束后，制动系统将制动曲线切换为第二制动曲线；
38.其中，制动结束的条件为当前制动指令结束且车辆速度小于等于vb；若当前制动指令结束时，车速大于vb，则继续当前制动，直至车速小于等于vb。
39.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：
40.若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；
41.判断车辆当前速度小于等于vb，且车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并将制动曲线切换为第二制动曲线。
42.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：
43.若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；
44.判断车辆当前速度小于等于vb，且车辆处于制动工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并在制动结束后，将制动曲线切换为第二制动曲线。
45.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：
46.若va＞vb，且车辆运行方向为自b线路向a线路运行时；
47.判断车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并将制
动曲线切换为第一制动曲线。
48.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：
49.若轨道车辆当前为紧急制动工况，则指示制动系统维持当前制动工况，直至轨道车辆速度为零，将制动曲线切换为第一制动曲线或第二制动曲线。其中a线路向b线路运行时，切换为第二制动曲线；b线路向a线路运行时，切换为第一制动曲线。
50.本技术中，车辆控制系统根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线后，还包括：
51.若va＞vb，且车辆运行方向为自b线路向a线路运行时，指示轨道车辆控制系统按照a线路的最高运营限速va和第一制动曲线重新设置车辆防护距离；
52.若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时，指示轨道车辆在行驶预定距离后，按照b线路的最高运营限速vb和第二制动曲线重新设置车辆防护距离。
53.为便于对本技术方案进行详细阐述，本技术的实施例中，将a线路的最高运营限速va设定为200km/h，将b线路的最高运营限速vb设定为160km/h。该最高运营限速在其他实施例中可以是其他数值。
54.如图1所示，优选160km/h车辆的紧急制动为纯空气制动，常用制动为电制动+空气制动混合形式，其中要求160km/h～0紧急制动平均减速度≥1.2m/s2，160km/h～0常用制动平均减速度≥1.0m/s2，其中160km/h车辆常用制动减速度曲线采用变减速模式(采用变减速模式可以充分利用电制动)，即在100km/h为减速度曲线转折点；其紧急制动减速度采用恒减速模式。
55.高速线路200km/h车辆的减速度首先设置同160km/h车辆一样的减速度曲线，用于在既有线路上运营，同时为了在高速线路上充分发挥车辆运营速度，另外设置减速度曲线，要求200km/h～0紧急制动平均减速度≥1.12m/s2，160km/h～0常用制动平均减速度≥0.9m/s2，其中200km/h车辆常用制动减速度曲线采同样用变减速模式，即在140km/h为减速度曲线转折点(200km/h电制动能力较强，为了充分利用电制动，因此设置较高的曲线转折点)；其紧急制动同样采用恒减速度模式，即在160km/h～200km/h区间保持恒减速，在速度160km/h时提高减速度，保持和现有低速线路160km/h车辆一样的紧急制动减速度。
56.以图2为例，详细说明车辆跨线运行的方案。假设新造速度200km/h的线路为a线路，现有速度160km/h的线路为b线路，需要在两条线路中间设置地面信号标志，地面信号标志可以地面信号系统的一部分，其可以设置在两条线路交界处一个信号标志点，也可以设置在两条线路交界处的一个距离区间内多个信号标志点。轨道车辆在跨线运行经过信号标志点时，车载信号设备会接收信号标志点发送的信息，并将信息传递至车辆控制系统，车辆控制系统判断此时的车辆运行状态，并根据判断结果提示车辆进行减速度曲线的切换，亦即根据车辆在经过该信号标志处的不同运行状态，有不同的控制方案。
57.在车辆经过信号标志点时，车载信号设备或车辆控制系统会发送信号给司机室，起到提示作用，同时车辆控制系统会发送相关信号给制动系统，制动系统再根据该信号准备进行减速度曲线的切换。同时，车辆控制系统判断车辆速度是否大于160km/h，以及当前车辆处于何种状态，并进行如下切换操作。
58.(1)当车辆处于牵引状态时，如果车辆速度≤160km/h，则车辆维持当前牵引状态，
直至车辆施加制动，而此时制动系统则会采用减速度曲线2(即b线路160km/h的减速度曲线)；如果车辆速度＞160km/h，则车辆会触发制动，并采用减速度曲线1(即a线路200km/h的减速度曲线)，直至车辆速度≤160km/h时本次制动结束，制动结束后，制动系统则会切换采用减速度曲线2，用于后续制动操作；
59.(2)当车辆处于制动状态时，如果车辆速度≤160km/h，则制动系统则会采用减速度曲线2，而不再采用a线路上的减速度曲线；如果车辆速度＞160km/h，则车辆仍采用采用减速度曲线1，直至本次制动结束，制动结束后，制动系统则会切换采用减速度曲线2，用于后续制动操作；
60.(3)当车辆处于惰行状态时，如果车辆速度≤160km/h，则车辆维持当前状态，直至车辆施加制动，而车辆施加制动时制动系统则会采用减速度曲线2；如果车辆速度＞160km/h，则车辆会触发制动，并采用减速度曲线1，直至车辆速度≤160km/h时本次制动结束，制动结束后，制动系统则会切换采用减速度曲线2，用于后续制动操作；
61.(4)当车辆处于紧急制动时，无论车辆速度是否大于160km/h，或者无论车辆速度如何，车辆制动系统维持当前紧急制动工况，按照原有的紧急制动曲线进行制动，直至车速降为0后，切换采用减速度曲线2，用于后续制动操作。优选地，车辆会按照a线路和b线路的运行限速设置各自时速下的紧急制动减速度曲线，如图1所示，因此按照原有的紧急制动曲线进行制动，则是按照图1所示的紧急制动减速度曲线施加相应的紧急制动力，即车速大于160km/h时采用200km/h的紧急制动减速度紧急制动，紧急制动过程中，车速小于等于160km/h时，则跳阶至160km/h对应的紧急制动减速度进行紧急制动。
62.同时，在原有b线路上，信号系统按照速度160km/h以及紧急制动减速度曲线设置相应的防护距离，避免前后车辆发生碰撞，而考虑到从a线运行到b线时，车辆速度会大于160km/h，出于安全的考虑，可以从信号标志点开始的预设距离内，例如从信号标志点到b线路第一个，或第二个站点的防护距离按照200km/h速度等级以及紧急制动减速度曲线设置防护距离，而后续站点则采用160km/h速度等级以及紧急制动减速度曲线设置防护距离；
63.同理，当车辆从b线路运行到a线路时，在经过信号标志点时，制动系统会收到减速度曲线的切换信号，而a线路上的信号系统是按照200km/h速度运行，以及设置防护距离，因此无论车辆处于何种运行状态，都不会影响到车辆跨线的过程。
64.上述情形中，减速度曲线1为a线路的减速度曲线，减速度曲线2为b线路的减速度曲线，车辆在a线路和b线路间跨线运行时，预先设置好相应的两种减速度曲线，减速度曲线1和减速度曲线2形成双减速度曲线，并在经过信号标志点时，根据车辆运行状态进行减速度曲线的切换。
65.上述情形着重介绍了车辆从a线路(高速线路，通常对应新建线路，例如运营限速200km/h)向b线路(低速线路，通常对应既有线路，例如运营限速160km/h)跨线运行的减速度曲线切换控制，若车辆从b线路向a线路，考虑到b线路为低速线路，原则上车辆运行速度不会超过160km/h，更不会超过a线路的最高运营限速200km/h，因此，从b线路向a线路跨线运行时，控制切换减速度曲线的情形相对简单。具体地，车辆控制系统判断车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并将制动曲线切换为a线路的第一制动曲线，以便在下次制动操作时，采用第一制动曲线进行制动；若车辆控制系统判断车辆处于制动工况，则指示制动系统维持当前工作状态(即仍然以b线路160km/h速度等级减速曲线
进行制动)，并在制动结束后，将制动曲线切换为a线路的第一制动曲线。
66.此外，值得说明的是，本技术上述实施例中，判断车辆运行状态是有车辆控制系统自动完成，在具体实施时，也可由车辆司机来完成车辆运行状态的判断，并向控制系统作出相应动作和制动曲线切换操作。由司机完成上述操作，可以保证司机操作的优先级，也可避免车辆控制系统出现故障带来的安全隐患，同时也支持了轨道车辆制动曲线的自动和手动均可实现切换。
67.本技术采用了双减速度的制动控制方法，通过设置两条减速度曲线，同时满足两条线路的运营要求，实现车辆的安全运营，后续涉及到车辆配置多条减速度曲线，去实现多条线路的互联互通运营要求，能够有效解决高速线路与低速线路之间的互联互通运营问题。通过该方法，可以实现新造车辆兼容两条线路的运行，同时将线路在硬件方面进行相应改造降至最低，能够有效降低互联互通的运营成本。
68.本技术的另一实施例提供一种轨道车辆，包括车辆控制系统、制动系统和车载信号设备，轨道车辆按照前述实施例的制动曲线切换控制方法，在经过不同线路时切换制动曲线，不同线路具有不同最高运营限速，轨道车辆针对不同最高运营限速预设有相应的制动曲线；轨道车辆的用于通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；地面信号标志设置在连通的a线路和b线路之间；车载信号设备用于将信息传递至车辆控制系统；车辆控制系统用于根据信息对轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线。即本技术实施例提供的轨道车辆按照前述实施例中的控制方法实现制动曲线切换控制，这要求轨道车辆对应不同的运行线路预设对应的减速度曲线，同时满足两条线路的运营要求。轨道车辆按照上述实施例的控制方法进行制动曲线切换控制，能够在两条不同线路之间跨线运行，同时将线路在硬件方面进行相应改造降至最低。
69.可以预期的是，在轨道车辆实现跨线路的互联互通运行后，将会面临与不同线路上运行的既有车辆进行编组运行。这种编组运行通常会采用灵活编组，而不是联挂编组。本技术实施例进一步对不同车辆的灵活编组运行控制进行更详细阐述。
70.如图4所示，为本技术实施例针对轨道车辆的灵活编组运行控制方法流程示意图。该方法应用于第一列车。
71.其中，第一列车为任一组已独立编组或独立编组运行的轨道车辆，该列车通过本实施例提供的方法与其他列车(如第二列车，为已建立编组的任一其他轨道)建立灵活编组并对灵活编组进行间隔控制。
72.第一列车是一组已独立编组或独立编组运行的轨道车辆，第一列车中的“第一”仅为标识作用，为了区分其他列车，不具备任何其他含义。值得说明的是，在本技术实施例中，第一列车将预设有至少两种不同的制动曲线，并包括车辆控制系统、制动系统和车载信号设备，第一列车能够按照前述实施例的制动曲线切换控制方法，在不同线路上运行时切换制动曲线。同样，第二列车也是一组已独立编组或独立编组运行的轨道车辆，第二列车中的“第二”仅为标识作用，为了区分其他列车，不具备任何其他含义。在某些实施例中，第一列车和第二列车可以是本来运行在不同线路上的不同车辆，也可以是运行在同一线路上的相同车辆。
73.灵活编组运行控制方法的实现过程如下：
74.101，获取数据交互中心发送的列车信息列表。
75.其中，列车信息列表是由数据交互中心发送的。
76.在执行步骤101之前，各列车(包括第一列车，第一列车为所有列车中的任一组列车)均会实时向地面控制中心发送运行信息，地面控制中心接收到各列车发送的运行信息之后，会将该运行信息发送至数据交互中心，由数据交互中心根据运行信息确定列车信息列表，并发送给列车。例如，数据交互中心获取位置信息。从位置信息和运行信息中识别出同一轨道上、同向行驶的列车。根据识别到的列车确定列车信息列表。将列车信息列表发送给列车。
77.102，实时监测与第二列车之间的距离。
78.具体的，通过灵活编组控制单元实时监测与第二列车之间的距离。
79.当监测到与第二列车之间的距离小于最小距离后，将通过灵活编组控制单元实时监测转为通过间隔控制单元实时监测与第二列车之间的距离。
80.其中，最小距离为预设值，如最小距离为200米。
81.103，根据列车信息列表和与第二列车之间的距离，与第二列车建立灵活编组。
82.具体的，
83.103-1、解析列车信息列表，得到列车数量。
84.103-2、若列车数量大于1，且与第二列车之间的距离满足临界通信距离，则与第二列车进行通信。
85.其中，第二列车为除第一列车之外的任一组列车，该列车也待进行灵活编组的建立。第二列车与第一列车为两组不同的列车，第一列车和第二列车通过步骤103建立灵活编组。
86.其中，临界通信距离为在任何情况下两列车都不会出现碰撞事故的距离，设前车为静止状态，此情况下计算出的两车距离最远，为最大常用制动距离与预设值的积。
87.以预设值为1.5为例，临界通信距离＝最大常用制动距离*1.5。
88.103-3、基于通信，接收第二列车发送的第二拓扑帧。
89.其中，第二拓扑帧中的“第二”仅为标识作用，为了区分其他列车发送的拓扑帧，不具备任何其他含义。也就是说，第二拓扑帧是拓扑帧，是由第二列车发送的拓扑帧，即第二列车的拓扑帧。
90.另外，拓扑帧中包括初运行标志、ip地址列表、初运行完成标志等。
91.初运行标志用于描述所属列车是否禁止编组。
92.初运行完成标志用于描述所属列车是否完成初运行。
93.在步骤103-3中，除了基于通信，接收第二列车发送的第二拓扑帧，还会同时接收第二列车发送的第二信息帧。
94.其中，第二信息帧中的“第二”仅为标识作用，为了区分其他列车发送的信息帧，不具备任何其他含义。也就是说，第二信息帧是拓扑帧，是由第二列车发送的信息帧，即第二列车的信息帧。
95.103-4、根据第二拓扑帧建立灵活编组。
96.具体的，
97.1、确定运行曲线
98.·
若根据第二拓扑帧确定不满足编组条件，则
99.1.1当第一列车位于第二列车前时，确定自动驾驶。
100.1.2当第一列车位于第二列车后时，根据第二列车的运行信息确定灵活编组的运行曲线。
101.由于拓扑帧中包括初运行标志，初运行标志用于描述所属列车是否禁止编组，因此根据第二拓扑帧确定不满足编组条件的具体判断方式为：
102.若第二拓扑帧的初运行标志为禁止(如即第二列车拒绝编组)，则确定不满足编组条件。
103.或者，
104.若第一列车的第一拓扑帧的初运行标志为禁止(如即第一列车拒绝编组)，则确定不满足编组条件。
105.其中，第一拓扑帧中的“第一”仅为标识作用，为了区分其他列车发送的拓扑帧，不具备任何其他含义。也就是说，第一拓扑帧是拓扑帧，是第一列车的拓扑帧。
106.或者，
107.若第一拓扑帧的初运行标志不为禁止，且第二拓扑帧的初运行标志不为禁止，但第一列车与第二列车符合禁止编组情况，则确定不满足编组条件。
108.其中，第一列车与第二列车符合禁止编组情况为：
109.第一列车和第二列车中的前车弯道减速。或者，
110.第一列车和第二列车中的前车进入限速路段。或者，
111.第一列车和第二列车不能同时运行编组规定的时间。
112.例如，编组规定的时间为10分钟。也就是说，两列车建立灵活编组的前提是辆车可以编组运行10分钟。
113.如果本列车(即第一列车)拒绝编组(拓扑帧中初运行标志为禁止)或邻车(即第二列车)拒绝编组(拓扑帧中初运行标志为禁止)或两列车不具备编组条件(前车弯道减速、前车进入限速路段、不能同时运行编组规定的时间)则前车保持自动运行(即第一列车位于第二列车前时，第一列车为前车，此时确定自动驾驶)，后车根据前车的运行信息确定灵活编组的运行曲线(即第一列车位于第二列车后时，第一列车为候车，此时，根据第二列车的运行信息确定灵活编组的运行曲线)。
114.·
若根据第二拓扑帧确定满足编组条件，则
115.2.1当第一列车位于第二列车后时，根据第二列车的运行数据确定灵活编组的运行曲线。
116.其中，运行数据包括但不限于如下的一种或多种：位置，速度，加速度。
117.另外，在根据第二列车的运行数据确定灵活编组的运行曲线之后，还会确认通信是否稳定，如果稳定则认为灵活编组建立完成。
118.确定通信稳定的方式为：连续接收到n个通信周期的报文不丢包，其中，n为预设的正整数，例如，n＝10，即连续10个通信周期报文不丢包。
119.由于在步骤103-3中会基于通信，接收第二列车发送的第二拓扑帧，那么，连续接收到n个通信周期的报文不丢包，即连续接收到n个通信周期的第二拓扑帧报文不丢包。如果在步骤103-3中会基于通信，接收第二列车发送的第二拓扑帧，同时，还接收第二列车发
送的第二拓扑帧，那么，连续接收到n个通信周期的报文不丢包，即连续接收到n个通信周期的第二拓扑帧报文不丢包，或者，连续接收到n个通信周期的第二信息帧报文不丢包。
120.另外，根据列车信息列表与第二列车进行通信之后，还包括：另外，在执行步骤103-2之后，还会向第二列车发送第一拓扑帧和第一信息帧。
121.其中，第一信息帧中的“第一”仅为标识作用，为了区分其他列车发送的信息帧，不具备任何其他含义。也就是说，第一信息帧是信息帧，是第一列车的信息帧。
122.第一列车向第二列车发送第一拓扑帧和第一信息帧的步骤，与步骤103-3之间的关系可以有多种，例如第一列车先向第二列车发送第一拓扑帧和第一信息帧，再执行步骤103-3。再例如，第一列车先执行步骤103-3，再向第二列车发送第一拓扑帧和第一信息帧。还例如，第一列车同时既向第二列车发送第一拓扑帧和第一信息帧，又执行步骤103-3。
123.由于一组列车存在两组邻车(即第一列车的前一列车和后一列车)，对于第一列车来说，第二列车是其一组邻车，那么第一列车还会有另一组邻车，为了清楚区分两组不同邻车，将另一组邻车命名为第三列车。即第三列车为第一列车的邻车，且第三列车与第二列车不同。
124.其中，第三列车中的“第三”仅为标识作用，为了区分其他列车，不具备任何其他含义。也就是说，第三列车是一组列车，该列车是为第一列车除第二列车之外的另一组邻车。
125.第一列车在发送第一拓扑帧和接收第二拓扑帧的过程中，还会接收第三列车发送的第三拓扑帧。
126.其中，第三拓扑帧。中的“第三”仅为标识作用，为了区分其他列车的拓扑帧，不具备任何其他含义。也就是说，第三拓扑帧是一拓扑帧，该拓扑帧是第三列车发送的，即第三列车的拓扑帧。
127.若第三拓扑帧中不包括第一列车的第一ip地址，则
128.1、根据第三列车与第一列车的位置关系更新第一列车的第一ip地址列表。
129.具体的，
130.·
若第三列车位于第一列车前(即第三列车为第一列车的前车)，则
131.1)获取第二拓扑帧中的第二ip地址列表。
132.2)将第二ip地址列表放入第一ip地址列表中第一ip地址之后，形成更新的第一ip地址列表。
133.·
若第三列车位于第一列车后(即第三列车为第一列车的后车)，则
134.1)获取第二拓扑帧中的第二ip地址列表。
135.2)将第二ip地址列表放入第一ip地址列表中第一ip地址之前，形成更新的第一ip地址列表。
136.2、根据更新的第一ip地址列表形成新的第一拓扑帧。
137.也就是说，第一列车和第二列车在互发拓扑帧过程中同时计算新的拓扑帧，如果前车(如第三列车)接收到的拓扑帧中不含有本车(即第一列车)的ip地址则将后车(即第二列车)的拓扑帧ip地址列表放在自己(即第一列车)ip地址后边组成新的ip地址列表形成拓扑帧，如果后车(如第三列车)接收到的拓扑帧不含有本车(即第一列车)的ip地址则将前车(即第二列车)的ip地址列表放在自己(即第一列车)ip地址前面形成新的ip地址列表形成拓扑帧，如果列车接收到的拓扑帧跟本列车的拓扑帧一致则判断初运行成功，设置初运行
完成标志后再发送新的拓扑帧，当所有列车接收和发送的拓扑帧的初运行完成标志都一致，则确定灵活编组建立完成，进而编组完成标志，以及，设定列车参考方向。
138.另外，在根据第二拓扑帧建立灵活编组之后，前车还会获取到后车的控制权。
139.例如，
140.·
若第一列车位于第二列车前(即第一列车为前车)，则
141.向第二列车发送控制权获取请求，控制权获取请求用于指示第二列车反馈控制权转移响应。
142.接收到第二列车反馈的控制权转移响应后，向第二列车发送控制指令，控制指令用于指示第二列车停止自动驾驶。
143.·
若第一列车位于第二列车后(即第一列车为后车)，则
144.接收第二列车发送控制权获取请求。
145.向第二列车反馈控制权转移响应。
146.接收第二列车发送的控制指令。
147.根据控制指令停止自动驾驶。
148.例如，如果第一列车为前车，那么第一列车判断编组完成标志为1时，发送控制命令给后车(即第二列车)要求获取控制权，当后车(即第二列车)判断编组完成标志为1且收到前车(即第一列车)的控制命令后发送控制权转移响应给前车(即第一列车)；前车(即第一列车)收到后车(即第二列车)的响应帧后发送具体控制命令给后车(即第二列车)，后车(即第二列车)收到后执行前车(即第一列车)控制命令而不再自动驾驶。
149.再例如，如果第一列车为后车，那么接收到前车(即第二列车)要求获取控制权后，断编组完成标志为1后发送控制权转移响应给前车(即第二列车)；前车(即第二列车)收到后车(即第一列车)的响应帧后发送具体控制命令给后车(即第一列车)，后车(即第一列车)收到后执行前车(即第二列车)控制命令而不再自动驾驶。
150.需要说明的是，列车之间(如第一列车与第二列车，第一列车与第三列车等)如果距离在200米以上可采用lte-r或5g进行通信，如果距离200米以下可以用wifi或雷达进行通信。
151.104，对灵活编组进行间隔控制。
152.在执行步骤103之后第一列车和第二列车之间已经建立了灵活编组，在步骤104则会对灵活编组进行控制。控制时，前车对灵活编组进行间隔控制体现在：前车会根据后车的牵引力/制动力信息确定各时刻牵引力/制动力，并将确定的牵引力/制动力发送给后车。后车对灵活编组进行间隔控制体现在：向前车发送自身的牵引力/制动力信息，并执行前车确定的牵引力/制动力。如果第一列车位于第二列车前，则第一列车为前车，如果第一列车位于第二列车后，则第一列车为后车。
153.下面分别针对第一列车位于第二列车前和第一列车位于第二列车后两种情形，分别描述第一列车如何对灵活编组进行间隔控制。
154.第一种情况：第一列车位于第二列车前，此时第一列车为前车，第二列车为后车。第一列车需要根据后车的牵引力/制动力信息确定各时刻牵引力/制动力，并将确定的牵引力/制动力发送给后车。第二列车需要向第一列车发送自身的牵引力/制动力信息，并执行第一列车确定的牵引力/制动力。
155.具体的，第一列车会
156.a.1确定灵活编组的当前运行阶段。
157.a.2根据当前运行阶段对灵活编组进行间隔控制。
158.·
若当前运行阶段非停车阶段，则
159.计算下一时刻牵引力/制动力，并根据下一时刻牵引力/制动力进行间隔控制。
160.·
若当前运行阶段为停车阶段，则
161.当与第二列车之间的距离不小于停车间隔时，基于单车运行曲线减速停车，并计算下一时刻牵引力/制动力，根据下一时刻牵引力/制动力进行间隔控制。
162.当与第二列车之间的距离小于停车间隔时，在确定满足制动条件后，根据当前速度计算制动距离。每当获取到地面位置信息，则基于制动距离以及获取到的地面位置信息计算当前制动率，根据当前制动力进行减速制动，并计算下一时刻牵引力/制动力，根据下一时刻牵引力/制动力进行间隔控制。
163.无论当前运行阶段为何种阶段，只要计算下一时刻牵引力/制动力，其计算方法均为：获取第二列车的牵引力/制动力信息，根据牵引力/制动力信息，计算下一时刻牵引力/制动力。
164.其中，根据牵引力/制动力信息，计算下一时刻牵引力/制动力的过程为：
165.a.1根据预先得到的速度-间隔距离曲线、与第二列车之间的距离以及当前速度，计算速度偏差。
166.a.2确定间隔控制最小距离。
167.具体的，通过如下公式计算间隔控制最小距离：
168.s
min
＝t
sum
*v
back
+δs+d。
169.其中，
170.s
min
为隔控制最小距离。
171.t
sum
为延时时间，t
sum
＝tc+t
p
+tb，tc为通信中断时间，t
p
为算法执行时间，tb为制动命令发出到制动施加时间。
[0172]vback
为第二列车运行速度。
[0173]
δs为第一列车与第二列车紧急制动距离差。
[0174]
d为安全余量，例如，d为2米。
[0175]
a.3在满足间隔控制最小距离的前提下，根据速度偏差、列车限速、限加速度、限加加速度值以及牵引力/制动力信息，计算下一时刻牵引力/制动力。
[0176]
另外，无论当前运行阶段为何种阶段，只要根据下一时刻牵引力/制动力进行间隔控制，其控制过程均为：
[0177]
通过灵活编组控制单元将下一时刻牵引力/制动力发送给第二列车的灵活编组控制单元。以使第二列车通过灵活编组控制单元将下一时刻牵引力/制动力转发给第二列车的ccu(central control unit，中央控制单元)，通过第二列车的ccu施加下一时刻牵引力/制动力，以便控制第二列车的速度。
[0178]
第二种情况：第一列车位于第二列车后，此时第二列车为前车，第一列车为后车。第二列车需要根据后车的牵引力/制动力信息确定各时刻牵引力/制动力，并将确定的牵引力/制动力发送给后车。第一列车需要向第二列车发送自身的牵引力/制动力信息，并执行
第二列车确定的牵引力/制动力。
[0179]
具体的，第一列车会向第二列车发送牵引力/制动力信息，以使第二列车根据牵引力/制动力信息，计算下一时刻牵引力/制动力，根据下一时刻牵引力/制动力进行间隔控制。
[0180]
除此之外，还会通过灵活编组控制单元接收第二列车发送的下一时刻牵引力/制动力。通过灵活编组控制单元将下一时刻牵引力/制动力转发给第二列车的ccu。通过ccu施加下一时刻牵引力/制动力，以便控制第一列车的速度。
[0181]
通过步骤104对灵活编组进行间隔控制的过程，可以在多列车之间无线编组、自动运行的基础上，实现编组内列车作为一个整体，统一由头车编组运行控制。主要是列车编组后，计算间隔控制曲线，控制列车在灵活编组行进过程中保持行车间隔。
[0182]
例如，前车根据车辆位置、实时速度、制动距离、制动系统工况等实时状态信号，结合列车制动距离，控制编组内列车行进速度，保持灵活编组列车行车间距，保证列车在特殊工况下能够安全制动，避免追尾。
[0183]
其中，编组运行的工况如表1所示：
[0184]
表1
[0185][0186]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0187]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0188]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，
可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0189]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0190]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种制动曲线切换控制方法，其特征在于，用于控制轨道车辆经过不同线路时切换制动曲线，所述不同线路具有不同最高运营限速，所述轨道车辆针对所述不同最高运营限速预设有相应的制动曲线；包括如下步骤：轨道车辆通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；所述地面信号标志设置在连通的a线路和b线路之间；所述车载信号设备将所述信息传递至车辆控制系统；车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动曲线。2.根据权利要求1中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：所述信息包括a线路的最高运营限速va、b线路的最高运营限速vb以及列车运行方向。3.根据权利要求2中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：所述车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，其判断结果至少包括：a线路的最高运营限速va与b线路的最高运营限速vb的大小关系、va和vb中较小者与轨道车辆当前速度v
车
的大小关系、轨道车辆运行方向、轨道车辆当前运行工况、第一制动曲线、第二制动曲线；其中，轨道车辆当前运行工况包括牵引工况、惰行工况和制动工况；所述第一制动曲线为轨道车辆针对a线路设定的制动曲线，包括第一紧急制动曲线和第一常用制动曲线；所述第二制动曲线为轨道车辆针对b线路设定的制动曲线，包括第二紧急制动曲线和第二常用制动曲线。4.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；判断车辆当前速度大于vb，且车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统采用第一制动曲线中的第一常用制动曲线进行制动，直至车辆速度小于等于vb时制动结束，然后将制动曲线切换为第二制动曲线。5.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；判断车辆当前速度大于vb，且车辆处于制动工况，则指示制动系统维持当前动作，直至制动结束后，制动系统将制动曲线切换为第二制动曲线；其中，所述制动结束的条件为当前制动指令结束且车辆速度小于等于vb。6.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；判断车辆当前速度小于等于vb，且车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并将制动曲线切换为第二制动曲线。7.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根
据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时；判断车辆当前速度小于等于vb，且车辆处于制动工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并在制动结束后，将制动曲线切换为第二制动曲线。8.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若va＞vb，且车辆运行方向为自b线路向a线路运行时；判断车辆处于牵引工况或惰行工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并将制动曲线切换为第一制动曲线。9.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若va＞vb，且车辆运行方向为自b线路向a线路运行时；判断车辆处于制动工况，则指示制动系统维持当前工作状态，并在制动结束后，将制动曲线切换为第一制动曲线。10.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线，具体为：若轨道车辆当前为紧急制动工况，则指示制动系统维持当前制动工况，直至轨道车辆速度为零，将制动曲线切换为第一制动曲线或第二制动曲线。11.根据权利要求3中所述的一种制动曲线切换控制方法，其特征在于：车辆控制系统根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动减速度曲线后，还包括：若va＞vb，且车辆运行方向为自b线路向a线路运行时，指示轨道车辆控制系统按照a线路的最高运营限速va和第一制动曲线重新设置车辆防护距离；若va＞vb，且车辆运行方向为自a线路向b线路运行时，指示轨道车辆在行驶预定距离后，按照b线路的最高运营限速vb和第二制动曲线重新设置车辆防护距离。12.一种轨道车辆，包括车辆控制系统、制动系统和车载信号设备，其特征在于，所述轨道车辆按照如权1-11中任一项的方法，在经过不同线路时切换制动曲线，所述不同线路具有不同最高运营限速，所述轨道车辆针对所述不同最高运营限速预设有相应的制动曲线；轨道车辆的用于通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；所述地面信号标志设置在连通的a线路和b线路之间；所述车载信号设备用于将所述信息传递至车辆控制系统；车辆控制系统用于根据所述信息对所述轨道车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示所述轨道车辆的制动系统动作并切换制动曲线。13.根据权利要求12所述的轨道车辆，其特征在于，所述轨道车辆作为第一列车通过如下方法与第二列车建立灵活编组：
获取数据交互中心发送的列车信息列表；根据所述列车信息列表与第二列车进行通信；基于所述通信，接收所述第二列车发送的第二拓扑帧；根据所述第二拓扑帧建立灵活编组。14.根据权利要求13所述的一种轨道车辆，其特征在于，所述轨道车辆用于与地面控制中心通信连接，所述获取数据交互中心发送的列车信息列表之前，还包括：实时向地面控制中心发送运行信息，以使所述地面控制中心将所述运行信息发送至数据交互中心，由所述数据交互中心根据所述运行信息确定列车信息列表，并发送给所述第一列车。

技术总结
本申请实施例提供一种制动曲线切换控制方法及轨道车辆，该方法用于控制轨道车辆经过不同线路时切换制动曲线，不同线路具有不同最高运营限速，车辆针对不同最高运营限速预设有相应的制动曲线；包括如下步骤：车辆通过车载信号设备接收地面信号标志的信息；地面信号标志设置在连通的A线路和B线路之间；车载信号设备将信息传递至车辆控制系统；车辆控制系统根据信息对车辆运行状态进行判断，并根据判断结果，指示轨道车辆的制动系统动作并切换制动曲线。本申请的车辆在经过不同线路的地面信号标志时，切换对应线路的制动曲线，在不同线路的互联互通运营，乘客不需要进行额外的换乘，节省出行时间，提高线路运能，且对线路和车辆的改造成本低。改造成本低。改造成本低。


技术研发人员：朱立强 陈磊 刘帅 田越 王振宏 高珊 李化明 焦东明
受保护的技术使用者：中车唐山机车车辆有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8