[发明专利]一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统

说明书

本发明提供一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，以车辆段线路设备，包括轨道单元、道岔、车档等为物理对象，建立相对应的线路设备数字对象；以列车为物理对象建立列车的数字对象。通过构建数据传输通道，物理对象与数字对象建立实时数据传输，保证物理对象与数字对象之间的数据同步。构建车辆段的数字孪生体，对车辆段的线路、列车等设备的实时状态进行同步、监察、分析、控制。本发明以列车之间的位置关系、列车与道岔之间的位置关系、列车与其他障碍点位置关系为条件，建立列车防护距离，结合列车防护距离、列车牵引制动性能以及线路条件，计算列车目标速度距离曲线，并进行运行控制。保证出车安全的同时提升车辆段出车效率。

技术领域

本发明涉及地铁车辆段列车调度技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统。

背景技术

车辆段作为地铁运营中的重要设备，承担着地铁列车的停放、修检、洗刷、清扫等维修和保养工作。在运营日开始，车辆段按照当日的运营计划进行列车出车作业，以满足日常的列车运载要求。随着地铁客流量的不断增加，列车行车间隔不断压缩，车辆段出车效率受到了重大考验。同时，车辆段出车能力也成为了线路运能调配的瓶颈之一。目前，车辆段出车采用CI(Computer Interlock计算机联锁系统)进行防护，车辆段出车过程经历排进路、进路锁闭、进路解锁、进路恢复保护等过程。车辆段出车过程中，线路占用长度远大于列车本身长度，导致线路利用率不高，出车效率低下。传统的车辆段出车方式已经不能满足日益增长的高频发车需求，随着定位、测速、快速无线数据传输、可视化等技术的发展，基于列车、线路等设备的精准信息采用数字孪生技术快速出车、精细化使用车辆段线路资源成为可能；

本技术设想来源于数字孪生下物理实体与数字对象相互交互控制的思想以及移动闭塞下列车安全防护理论。数字孪生利用信息手段对物理对象进行数字化构建，物理实体实时发送各种状态、属性数据到数字孪生体，数字孪生体通过精准分析评估，向物理实体发送控制命令，从而实现物理实体和数字孪生对象状态保持同步。移动闭塞下列车安全防护理论，指列车基于与其运行前方障碍点的位置关系，生成目标速度距离控制曲线，列车在该防护曲线下进行安全运行，防护曲线的生成与列车的牵引制动性能、线路条件有关。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法和系统，用于解决现有技术中存在的如下问题：无法对车辆段内列车时空位置进行精细化、精准化把控，不能基于列车实时位置信息进行列车调度；无法对车辆段内线路设备精细化利用。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于数字孪生的车辆段快速出车的控制方法，包括：

基于车辆段的线路基础数据，构建车辆段静态的数字孪生对象；

基于列车的基础数据，构建列车的数据孪生对象；

为目标列车分配出车路径；

在目标列车出车过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的出车条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该出车条件，结合列车的牵引制动性能，计算获得目标列车的目标速度距离曲线，基于车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并结合该列车目标速度距离曲线，对目标列车进行出车控制；

在目标列车运行过程中，实时监察该出车路径的防护距离内的运行条件，实时同步车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，并根据该运行条件、车辆段静态的数字孪生对象和列车的数据孪生对象，结合列车目标速度距离曲线，对目标列车进行运行控制。

优选地，车辆段的线路基础数据包括：车辆段内轨道的起点坐标点、终止坐标点、轨道编码、轨道长度、道岔起点坐标，定位终点坐标、反位终点坐标、道岔的名称、道岔定位区段长度、道岔反位区段长度和道岔编码。