[发明专利]一种智能化程度高的无人驾驶列车

权利要求书

1.一种智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，包括工况建模模块、场景建模模块、控制模块和评价模块，所述工况建模模块用于对列车的行驶工况进行建模，所述场景建模模块用于对列车的运行场景进行建模，所述控制模块根据运行场景通过控制列车的行驶工况实现对列车的控制，所述评价模块用于对列车运行情况进行评价。

2.根据权利要求1所述的智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，所述工况建模模块用于对列车的行驶工况进行建模，具体为：将列车的行驶工况划分为牵引工况、惯性工况和制动工况，在牵引工况下，列车产生一个牵引力，带动列车运动，在惯性工况下，列车不产生牵引力和制动力，依靠惯性前进，在制动工况下，列车产生于运动方向相反的制动力，阻止列车运动。

3.根据权利要求2所述的智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，所述场景建模模块用于对列车的运行场景进行建模，具体为：将列车的运行场景划分为客流高峰场景和客流平峰场景，在客流高峰场景下，乘客人数多，发车间隔时间短，在客流平峰场景下，乘客人数少，发车间隔时间长。

4.根据权利要求3所述的智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，所述控制模块包括第一控制模块、第二控制模块，所述第一控制模块在客流高峰场景下对列车进行控制，在最短时间内控制列车完成运行，所述第二控制模块在客流平峰场景下对列车进行控制，控制列车以最小能源消耗完成运行。

5.根据权利要求4所述的智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，所述在最短时间内控制列车完成运行，具体采用以下控制方式：列车以最大牵引力进行加速，达到速度v后以该速度匀速行驶，当列车需要进行制动时，采用最大制动力对列车进行制动；

所述速度v通过下式确定：

上述式子中，v₀表示列车的限制速度，v₁表示路段的限制速度，min(v₀,v₁)表示v₀和v₁的最小值，σ₁表示列车与轨道的滑动摩擦系数，σ₂表示空气能见度距离；

所述列车需要进行制动时，制动位置通过以下方式确定：

将列车在阻力和最大制动力共同作用下的停靠过程看作是列车从停靠点在阻力和最大制动力共同作用下进行反向牵引的逆过程，列车从停靠位置出发，在阻力和最大制动力共同作用下反向牵引加速到速度v的位置作为制动位置，制动位置与停靠位置的距离d通过下式确定：

上述式子中，m表示列车的质量，F₁表示列车阻力，F₂表示列车最大制动力。

6.根据权利要求5所述的智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，所述第二控制模块控制列车以最小能源消耗完成运行，具体采用以下方式：列车以最大牵引力进行加速，达到速度v后改为惯性工况，当列车速度低于速度0.8v时，改为牵引工况，列车交替采用牵引工况和惯性工况行驶，当列车需要进行制动时，采用最大制动力对列车进行制动。

7.根据权利要求6所述的智能化程度高的无人驾驶列车，其特征在于，所述评价模块包括第一评价模块、第二评价模块和综合评价模块，所述第一评价模块用于对客流高峰场景下的列车运行情况进行评价，获取第一评价值，所述第二评价模块用于对客流平峰场景下的列车运行情况进行评价，获取第二评价值，所述综合评价模块根据第一评价值和第二评价值对列车运行情况进行综合评价；所述第一评价值采用下式确定：上述式子中，D₁表示第一评价值，t₁表示无人驾驶时列车在运行区段运行时间，t₂表示有人驾驶时列车在运行区段运行时间，所述第二评价值采用下式确定：上述式子中，D₂表示第二评价值，n₁表示有人驾驶时列车在运行区段的能耗，n₂表示无人驾驶时列车在运行区段的能耗，根据第一评价值和第二评价值确定综合评价值Z：综合评价值越大，表示无人驾驶列车运行情况越好。