[发明专利]一种基于贝叶斯博弈的列车自主防护方法和系统

权利要求书

1.一种基于贝叶斯博弈的列车自主防护方法，其特征在于，包括：

基于列车行驶数据，获得用于构建贝叶斯博弈模型的参数；

基于该参数，构建具有列车损失函数的贝叶斯博弈模型；

求解贝叶斯博弈模型，获得边界概率和后验概率，基于该边界概率和后验概率，判别列车的通信状态；

若列车的通信状态异常，对前车进行修正控制；

所述的用于构建贝叶斯博弈模型的参数包括：上一周期列车与前车距离s_a、列车上一周期内平均速度v_m、前车位置信息更新周期T、列车当前位置s_n和车车通信传输回的前车位置s_q；

所述的基于参数，构建具有列车损失函数的贝叶斯博弈模型包括：

基于所述参数，通过公式获得列车与前车的距离

令贝叶斯博弈中的车车通信的状态空间为φ∈Φ＝{φ₀,φ₁} (2)；当φ＝φ₀时，车车通信状态正常，前后车距离正确；当φ＝φ₁时，车车通信状态异常，列车获得的前后车距离错误；

令列车对的动作策略空间为r_k∈R＝{0,1} (3)；当r_k＝1时表示列车选择相信的取值正确，并判别车车通信状态正常；当r_k＝0时表示列车选择不相信正确，并判别车车通信状态异常，此时需对该进行修正；

令列车损失函数C^k为其中，为后验概率，表示当前车位置信息为时车车通信状态为φ的概率，为列车损失函数子项；

令车车通信正常(φ＝φ₀)时的列车损失函数子项为

其中，β_e∈[0,1]是效率权重系数，为常数， M(s_a,v_m)表示利用s_a与v_m重新计算的一个新的列车与前车距离，M(s_a,v_m)＝s_a-(v_m×T)，α₁是一个常数，表示列车选择不相信时的任务成本，α₁∈R⁺；

令车车通信状态异常(φ＝φ₁)时列车损失函数子项为

其中，β_s∈[0,1]为安全权重系数，且β_s+β_e＝1，J为调整参数，是一个常数，α₂为常数，表示列车不相信时的任务成本，α₂∈R⁺；

所述的求解贝叶斯博弈模型，获得边界概率和后验概率包括：

对所述列车损失函数C^k进行展开，获得

当时，基于公式(7)获得

当时，基于公式(7)获得

通过公式获得边界概率p；

通过公式获得后验概率

所述的基于边界概率和后验概率，判别列车的通信状态包括：

当时，获得

当时，获得

当时，获得执行所述的对前车进行修正控制的步骤；

所述的对前车进行修正控制包括：

设前车位置在某个周期内无变化；

通过M(s_a,v_m)＝s_a-(v_m×T) (12)获得该某个周期内列车与前车的距离；

基于该某个周期内列车与前车的距离更新前车的移动授权，使前车不在移动授权终点之内。

2.一种基于贝叶斯博弈的列车自主防护系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的方法，包括列车信息采集模块、贝叶斯博弈判别模块和列车位置修正模块；

所述列车信息采集模块用于基于列车行驶数据，获得用于构建贝叶斯博弈模型的参数，并将该参数发送到所述贝叶斯博弈判别模块；

所述贝叶斯博弈判别模块用于基于接收到的所述参数，构建具有列车损失函数的贝叶斯博弈模型；还用于求解贝叶斯博弈模型，获得边界概率和后验概率，基于该边界概率和后验概率，判别列车的通信状态；

所述列车位置修正模块用于当列车的通信状态异常时，对前车进行修正控制。