[发明专利]车辆限速目标距离的实时计算方法及跟驰运行控制方法

说明书

技术领域

本发明属于陆地交通工具运行控制技术领域，涉及一种车辆运行控制方法，尤其是车辆跟驰运行控制方法。

背景技术

车载设备控车情况下，从初速度制动到目标速度的制动距离，按照以下公式，结合工程实际数据计算确定，并应取不同类型车辆计算值的最大值：

L＝L₁-L₂+L₃+L₄

其中：L₁表示车辆从初速度制动到0km/h的最大制动距离；

L₂表示车辆从目标度制动到0km/h的最小制动距离；

L₃表示车辆按初速度运行的空走距离；

L₄表示车辆安全防护距离。

上述限速目标距离的计算公式，为陆地交通工具在跟驰运行过程中所普遍遵循。公路交通需要考虑跟驰过程中的变道问题，轨道交通领域列车跟驰运行则不存在变道问题。限速目标距离的计算与运用，对轨道交通领域的行车组织和列车运行控制具有更加重要的意义。另一方面，未来铁路移动闭塞系统列车间距在跟驰过程中具有“移动”和“长度变化”的特征，必须从安全、高效和平稳(舒适)跟驰运行出发，在列车跟驰运行的任意时刻给出列车间距“长度变化”的依据，才能为列车运行的科学控制和跟驰车距的科学调整奠定良好的基础和前提条件。

基于上述限速目标距离的计算公式，铁道部科技运[2010]第138号文《列控中心技术规范》给出了若干不同初速度和0km/h、45km/h两种目标速度，以及坡度为0‰、-10‰、-20‰、-30‰下的限速目标距离值。

与“安全车距”的概念不同，“限速目标距离”不仅涉及到列车安全运行的指导性原则，而且兼顾到列车运行状态调整的细节，在目标车距的基础上对目标速度做出具体的规定，或在目标速度的基础上对目标车距做出具体的规定，实现了“安全行车”与“列车运行控制”的完美结合。

限速目标距离，是目标距离速度控制模式实施的前提和基础。但是，限速目标距离的计算公式为静态计算公式，在工程上只能给出若干离散的限速目标距离值，不能在全速域范围内给出从0km/h至最大速度值之间任意值作为初速度和目标速度的限速目标距离值，因为列车从0km/h至最大速度值之间有无数个速度值点；如果不解决任意跟驰形势下的限速目标距离的实时计算问题，将无法给出全速域范围内列车跟驰运行过程中列车间距“长度变化”的科学依据，未来的铁路移动闭塞系统中高速列车跟驰控制就很难在任意跟驰形势下同时兼顾到安全、高效和平稳(舒适)等几个方面，并实现综合最优。目前，高速列车在运行过程中限速目标距离的实时计算问题尚未得到有效地解决，其难点在于必须能够适应高速列车任意跟驰形势和运行控制的需求。所谓任意跟驰形势，主要是指前、后列车速度不同且可为列车性能和线路状况约束下的全速域范围内任意速度值的组合。列车运行控制需求，可分为相对制动模式下的跟驰运行控制、绝对制动模式下的跟驰运行控制、绝对制动模式下的定点停车和停车位置点无法预知的紧急停车等情形。对当前限速目标距离计算方法进行讨论，针对其存在的不足之处作出改进，并结合高速列车运行过程中在任意跟驰形势下对限速目标距离的不同需求，提出一种限速目标距离实时计算方法，显然是非常必要的，将有助于高速列车全速域范围内任意跟驰形势下的实时控制，以实现列车安全、高效运行。

目标距离速度控制模式给出了列车减速停车的一次连续制动曲线，主要基于安全行车的考虑，把制动停车作为首选控制措施，时刻将“安全”作为第一考量，并未就列车在安全行车前提下如何提高跟驰效率给出具体的、具有可操作性的实现方案。因此，研究限速目标距离的实时计算方法，并基于目标距离速度控制模式，对列车运行控制进行广泛、深入的研究，对于列车运行控制技术的发展必然也是有益的，特别是对于采用目标距离速度控制模式的准移动闭塞系统(CTCS-3级列控系统)和移动闭塞系统(CTCS-4级列控系统)，将有助于在安全行车前提下进一步挖掘铁路运输的潜能。

跟驰运行在陆地载运工具交通领域已经司空见惯。实现载运工具安全、高效跟驰运行，以及在跟驰运行过程中平稳(舒适)地进行运行状态的调整，既是交通领域研究的热点和难点问题之一，又是安全行车前提下提高路网车辆吞吐能力利用效率的有效举措。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆限速目标距离的实时计算方法及基于该实时计算方法的跟驰运行控制方法，以实现对车辆在全速域范围内的限速目标距离的实时计算并据此控制车辆的跟驰运行。