[发明专利]多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通安全技术领域，具体地，涉及一种多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置。

背景技术

铁路运输是近现代以来发展较为迅速、普及较为广泛的运输方式。相对于航空运输、河运、海运等而言，其安全系数较高、承载量较大，不但方便了人们的出行，而且带动了社会的进步和发展。

但是，对于较为恶劣的天气环境下，例如大风、低温、雷雨等，列车在行驶过程中也可能发生一定的事故。其中，尤以大风天气环境下对列车的运行影响较为普遍和巨大。其原因在于，当风速、和风向满足一定的条件时，大风对列车产生的作用力会使列车产生倾覆，从而造成严重的事故，导致铁路的瘫痪和人员的伤亡。

因此，有必要针对上述问题提出一种多元协同行车安全预警系统，使得能够在风/车/路/网/墙/地形地貌下，对多源异类信息进行有机融合，进而实现时空同步配准，实现 “列车是否进入风区、风区内如何安全运行”的科学决策。

发明内容

本发明的目的是提供一种多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置，以用于解决上述现有技术的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置，其包括：步骤S1，采集风特性参数及路况信息；步骤S2，建立列车气动力-路况模型和列车气动力-风特性参数-车速模型；步骤S3，建立车辆倾覆稳定模型；步骤S4，根据所述车辆倾覆稳定模型确定列车保持安全运行的速度限值。

优选的，在所述 步骤S4之后还包括步骤：步骤S5，建立风速-时长间隔的变化曲线；步骤S6，建立“梯级”安全行车速度限值。

其中，所述步骤S1包括：实时采集风速信息和风向信息；根据预先建立的风速-位置预测模型获得预测风速；将实时采集的风速信息与预测风速进行数值融合，以得到离散的风速-时间档位。

其中，所述步骤S2包括：基于所述采集的风特性参数及路况信息，通过数值模拟计算获得列车气动力特性；基于列车气动力特性和所述路况信息建立大风环境下的列车气动力-路况模型；基于列车气动力特性和所述风特性参数建立列车气动力-风特性参数-车速模型；以及基于所述列车气动力-风特性参数-车速模型建立风特性参数-空气动力系数的关系模型。

其中，所述步骤S3包括：建立多元信息耦合的车辆倾覆稳定模型；其中，所述多元信息至少包括下述信息：风速信息、风向信息、列车信息、路况信息、弓网信息、防风设施信息、线路信息、行车条件信息。

所述列车信息至少包括：列车行驶位置、车型、装载、编组；所述防风设施信息至少包括：挡风墙类型、过渡段、桥梁挡风结构、风屏障；以及所述行车条件信息至少包括：速度等级、信号闭塞、调度、区间长度。

其中，所述步骤S4包括：根据所建立的车辆倾覆稳定模型，确定离散的风速/风向/车型/路况/弓网/防风设施/线路条件下的列车安全运行速度限值；通过数值插值计算得到连续的风速/风向/车型/路况/弓网/防风设施/线路条件下的列车安全运行速度限值。

其中，所述步骤S5包括：通过在铁路沿线路上的若干测风站实时采集风速信息；根据所述采集的风速信息建立风速-时长间隔的变化曲线。

其中，所述步骤S6包括：根据所述列车安全运行速度限值与风速-时长间隔的变化曲线建立风速变化曲线图下的“梯级”安全行车速度限值。

根据本发明的另一方面，提供了一种融合多元信息的铁路安全行车预警系统，所述预警系统包括：风连续监测网络，用于对风速和风向进行连续监测，所述风连续监测网络包括沿铁路沿线分布的若干测风站；铁路TMIS和TDCS系统；风监测预警行调指挥系统；远程诊断维护系统；多元信息数据存储、处理、态势评估及发布中心。

与现有技术相比，本发明的多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置通过综合考虑风速、风向、车型、路况、弓网、防风设置、线路条件等综合信息，建立多元信息之间的关系式。基于该关系式，获得列车安全运行下的速度限值，从而对列车的运行进行指导。

附图说明

图1是本发明的多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置的运行原理示意图；

图2是本发明的多元信息融合的铁路行车安全态势评判方法及装置的流程示意图；

图3为本发明所示铁路安全行车预警方法一具体实施例的铁路地形与测风点分布图；

图4为图3所示实施例的风速变化曲线图下的普通列车安全行车速度限值曲线图；

图5为图3所示实施例的风速变化曲线图下的高铁列车安全行车速度限值曲线图；