[发明专利]铁路车辆中的自动列车操作系统

权利要求书

1.一种铁路车辆中的自动列车操作系统，其安装在铁路车辆上并且被配置为当执行自动或无人操作时控制铁路车辆的速度，所述系统包括：

速度曲线产生单元，被配置为基于从外部输入的有限速度曲线来产生速度曲线信息；

轨道数据库，存储有每个轨道段的轨道梯度信息和轨道曲率信息；

列车速度控制器，被配置为使用从外部输入的列车的当前位置、当前速度以及速度曲线信息来控制列车的速度；以及

推进系统故障诊断单元，被配置为基于从列车速度控制器输入的列车的当前速度、轨道梯度信息、轨道曲率信息以及推进等级信息来诊断推进系统的故障状态，以及被配置为当推进系统故障时计算性能减损率和被配置为提供性能减损率给列车速度控制器，

其中，所述推进系统故障诊断单元包括：

牵引计算单元，被配置为使用当前速度和推进等级信息来计算要求的牵引；以及

列车模型单元，被配置为使用当前速度、计算的要求的牵引、轨道曲率信息和轨道梯度信息来计算要求的加速度，

其中，推进系统故障诊断单元在相对加速度误差大于设定值时判定推进系统异常，否则判定推进系统正常，并且

其中，通过从要求的加速度减去当前加速度并将计算结果除以要求的加速度来计算相对加速度误差。

2.如权利要求1的自动列车操作系统，其中轨道数据库为存储有列车的当前位置、轨道梯度信息和轨道曲率信息的数据库，当存在来自推进系统故障诊断单元的请求时将轨道数据库提供给推进系统故障诊断单元。

3.如权利要求1的自动列车操作系统，其中当列车的当前位置处的曲线速度大于列车的当前速度时列车速度控制器输出推进指令，并且当列车的当前位置处的曲线速度小于列车的当前速度时输出刹车指令。

4.如权利要求1的自动列车操作系统，其中列车速度控制器输出与列车的当前位置处的曲线速度和列车的当前速度之间的误差大小成比例的推进等级信息。

5.如权利要求1的自动列车操作系统，其中列车速度控制器通过响应于推进系统故障诊断单元提供的性能减损率的程度而增加推进等级所增加的推进等级值来补偿性能减损。

6.如权利要求1的自动列车操作系统，其中推进系统故障诊断单元包括：

加速度计算单元，被配置为使用列车的当前速度和之前存储的速度来计算当前的加速度；以及

故障状态诊断单元，被配置为通过接收当前加速度和要求的加速度来计算相对加速度误差以及通过当相对加速度误差大于设置值时判定推进系统故障来响应于误差程度而计算性能减损率。

7.如权利要求6的自动列车操作系统，其中牵引计算单元包括用推进等级信息和每个速度的要求的牵引所配置的查找表，并使用查找表来计算要求的牵引。

8.如权利要求6的自动列车操作系统，其中列车模型单元使用下面的等式来计算要求的加速度：

其中，A_D(k)为根据当前速度和推进等级预测的要求的加速度，F_D(k)为要求的牵引，c1、c2、c3为与行驶阻力相关的常数，V(k)为当前速度，m为列车的等价质量，g为重力加速度常数，r(k)为轨道曲率，c4为与曲率阻力相关的常数，以及θ(k)为轨道梯度。

9.如权利要求6的自动列车操作系统，其中故障状态诊断单元被配置为使用下面的等式来计算性能减损率：

其中，DR为性能减损率，A_D(k)为要求的加速度，A(k)为当前加速度，α(0<α<1)为设置值，以及，为相对加速度误差。

10.如权利要求6的自动列车操作系统，其中当相对加速度误差小于设置值时，性能减损率计算为0％，当相对加速度误差大于1时，性能减损率计算为100％，以及当相对加速度误差在设置值和1之间时性能减损率响应于{100/(1-设置值)}值而按比例计算。