一种虚拟编队列车运行控制系统及方法与流程

本公开涉及列车自动控制，特别涉及一种虚拟编队列车运行控制系统及方法。

背景技术：

1、为匹配时空分布不均衡的客流需求和满足低碳绿色、降本增效、资源有效利用的运营需求，将多组(含两组)列车重联形成长编组列车、并在需要时通过摘解恢复为多组(含两组)独立运行列车的列车灵活编组运行方式已得到轨道交通的应用。

2、列车灵活编组运行方式为两种：一是列车通过车钩连挂的传统方式；一种是不通过车钩硬连挂，而是通过控制系统实现列车间短间距的追踪运行的虚拟连挂/虚拟编组的方式。

3、虚拟编组每列列车在运行过程中，受车辆特性(加减速性能、命令响应延迟等)、列车间最小间距、车-车通信延迟以及线路环境因素所带来的约束及扰动影响会使得单个列车运行产生不稳定的波动(如速度变化、与前车距离变化引起的速度急速变化等)，该波动会传递给虚拟连挂/虚拟编组列车车队中的相邻列车，并引起相邻列车自动驾驶系统对波动做出响应调整，以致整个虚拟连挂车队产生累加效应，且既有的自动驾驶系统是以列车的移动授权为限制目标点进行策略控制，前车的波动需转换成后车的移动授权后再影响后车的自动驾驶，影响不直接，时间开销大，严重影响车队列车的自动驾驶控制的稳定性和舒适度，甚至引起自动驾驶的不可用。

技术实现思路

1、本公开旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一，为此提出了一种虚拟编队列车运行控制系统，包括：

2、调度指挥系统、地面安全控制设备及至少两辆列车的车载列控设备，所述车载列控设备包括atp模块；其中，

3、所述调度指挥系统，被配置为根据列车运行计划生成编队信息；

4、所述地面安全控制设备，被配置为：确定所述编队信息的合法性；及根据合法编队信息生成编队指令；

5、所述车载列控设备，被配置为：基于所述atp模块处理所述编队指令，实现其所在列车与其他列车的虚拟编队。

6、进一步的，所述atp模块，被配置为：

7、接收所述地面安全控制设备发送的虚拟编队列车id序列；及

8、根据所述虚拟编队列车id序列，建立其所在列车、虚拟编队前车及虚拟编队首车之间的通信连接。

9、进一步的，所述atp模块，被配置为：

10、将本车的地图信息发送至与其建立通信连接的其他列车atp模块；所述地图信息包括列车id。

11、进一步的，所述atp模块，被配置为：

12、根据编队指令与接收自其他atp模块的地图信息，确定编队指令是否合法。

13、进一步的，所述atp模块，被配置为：

14、在确定所述编队指令不合法时，向所述地面安全控制设备上报编队失败，并解除与其他atp模块的通信连接。

15、进一步的，所述atp模块，被配置为：

16、在确定所述编队指令合法时，向所述地面安全控制设备上报编队成功。

17、进一步的，所述atp模块，被配置为：

18、在虚拟编队建立或断开时，根据地面安全控制设备发送的信号授权相邻前车的信息生成移动授权，进行列车自动防护。

19、进一步的，所述车载列控设备，还包括：

20、无线通信模块与ato模块；其中，

21、所述无线通信模块，被配置为实现其所在车载列控设备与调度指挥系统、地面安全控制设备及其他车载列控设备之间的通信；

22、所述ato模块，被配置为：当所述车载列控设备所在列车为虚拟编队首车时，根据虚拟编队所有列车的性能参数，确定自身驾驶策略；及当所述车载列控设备所在列车不为虚拟编队首车时，根据虚拟编队首车的自动驾驶参数，确定自身驾驶策略。

23、进一步的，所述车载列控设备，还包括：测速测距模块；

24、所述测速测距模块，包括激光雷达与二次雷达；

25、所述测速测距模块，被配置为测量其所在列车与相邻列车的相对速度与相对距离。

26、本公开还提出一种虚拟编队列车运行控制方法，包括：基于上述的虚拟编队列车运行控制系统进行虚拟编队列车运行控制。

27、与现有技术相比，本公开的有益效果是：本公开给出的方案突破既有自动驾驶指令和参数计算方式，做到编队列车协同控制，保证列车自动驾驶指令的实时性、稳定性和可靠性。并且，统一使用编队列车中的最不利参数，使编队运行变得更稳定可行。而移动授权和安全包络间隔双曲线线防护，实现列车安全防护，通过地面安全设备实现列车编队的控制，实现编队命令和信号授权的有机融合，简化降级流程，保证降级安全和运营秩序。

28、本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的描述。

技术特征：

1.一种虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述atp模块，被配置为：

3.如权利要求2所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述atp模块，被配置为：

4.如权利要求3所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述atp模块，被配置为：

5.如权利要求4所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述atp模块，被配置为：

6.如权利要求4所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述atp模块，被配置为：

7.如权利要求1-6任意一项所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述atp模块，被配置为：

8.如权利要求1所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述车载列控设备，还包括：

9.如权利要求1所述的虚拟编队列车运行控制系统，其特征在于，所述车载列控设备，还包括：测速测距模块；

10.一种虚拟编队列车运行控制方法，其特征在于，包括：基于权利要求1-9任意一项所述的系统进行虚拟编队列车运行控制。

技术总结
本公开涉及列车控制技术领域，特别涉及一种虚拟编队列车运行控制系统及方法，该系统包括：调度指挥系统、地面安全控制设备及至少两辆列车的车载列控设备，所述车载列控设备包括ATP模块；其中，所述调度指挥系统，被配置为根据列车运行计划生成编队信息；所述地面安全控制设备，被配置为：确定所述编队信息的合法性；及根据合法编队信息生成编队指令；所述车载列控设备，被配置为：基于所述ATP模块处理所述编队指令，实现其所在列车与其他列车的虚拟编队。本公开给出的方案中采用移动授权和安全包络间隔双曲线线防护，实现列车安全防护，通过地面安全设备实现列车编队的控制，实现编队命令和信号授权的有机融合，简化降级流程。

技术研发人员：杨明春,崔俊锋,邢毅,刘岭,王舟帆,李亚光,刘长波,程露竹,苏筱玲,金鑫,黄小华
受保护的技术使用者：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5