[发明专利]一种基于动态地图的能量监控方法、设备及介质

说明书

本发明涉及一种基于动态地图的能量监控方法、设备及介质，该方法包括以下步骤：步骤A：获取列车当前位置和列车可运行范围在标准电子地图中位置；步骤B：以车尾最小安全位置为坐标原点构建一维坐标地图；步骤C：离线计算重力做功和列车制动做功，并将其计算结果添加到一维坐标地图中；步骤D：计算列车能量和各个限制点能量，并判断列车是否超能；步骤E：下周期根据新的列车位置更新从步骤A重新计算。与现有技术相比，本发明具有能极大的降低程序复杂度，很好的提升程序性能等优点。

技术领域

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于动态地图的能量监控方法、设备及介质。

背景技术

电子地图是基于通信的列车自动控制系统的重要组成部分，其包含列车运行所需要的列车参数信息(列车车长、应答器天线位置)和线路信息(应答器位置、信号机位置、道岔位置、站台区域等)数据。《中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会.CZJS/T 0040-2016.互联互通车载电子地图技术规范[S].2016》中统一了各个信号厂家的电子地图生成方式，包括轨道区段及划分原则、电子地图方向、坐标点位置等内容。

基于能量监控的自动列车防护方法是一种先进的自动列车防护技术，其一般实现方式是假设当前列车发出紧急制动指令，列车会按如图1所示的方式运行，图中横坐标为列车位移，纵坐标为速度，列车车头位于坐标原点X0。从制动指令发出到停车会经历三个阶段，出自IEEE Std1474.1-1999(IEEE Standard for Communications-Based TrainControl(CBTC)Performance and Functional Requirements，基于通信的列车控制系统的性能与功能标准)。分别是X0到X1牵引力尚未切除，制动力也未施加，列车在牵引力和重力(坡度)共同作用下的加速阶段；X1到X2列车牵引力已切除，但制动力还未施加，列车受关系和重力(坡度)影响的惰行阶段；X2到XC紧急制动已施加，列车受紧急制动力和重力(坡度)共同作用下的紧急制动阶段。列车运行中不同的X0速度对应的形成一个紧急制动触发曲线，如图2所示。列车按照最不利情况计算列车当前动能，三个阶段中的牵引力做功、制动力做功、重力做功，在到达下游限速或停车点时是否满足相应要求。若满足则认为是安全的，否则立即施加紧急制动，确保安全停车。

中国专利公开CN 102897193A中实现的一种基于能量守恒原理的自动列车保护方法，其实现方式是：

根据公式Ek＝Ek0+Wg+Wtraction+Wbraking可得到列车的动能，并判断该列车动能是否超过限制点的最大允许动能，若为是，立即触发列车紧急制动，否则正常运行。式中Ek为列车动能；Ek0为列车动能初始值；Wg为重力做功；Wtraction为牵引力做功；Wbraking为制动力做功。

在使用电子地图进行各个能量计算时候，由于列车可运行范围内通常有多个区段，需要将X1、X2、XC根据相对于X0的位置转换到划分好区段的标准电子地图上，以计算到相应位置时重力做功。如图3所示，以从左到右的方向为电子地图的UP方向，X0点用标准电子地图表示为(B0，0)，B0为根据互联互通规范划分的区段编号，0为在B0区段内的偏移；X1点表示为(B0，x)，x为X1到X0的距离；X2点表示为(B1，x)即B1区段内X2点相对于B1区段起始位置的偏移；XC点表示为(B3，x)，x为XC点相对于B3起点的距离。从X0向下游遍历过程中找XC点会经过道岔P，根据授权的道岔位置信息在B3上查找XC即可找到。电子地图的查找还会有灯泡线的情况，灯泡线如图4所示，B0的下游方向为UP，B1的上游方向也为UP，此种灯泡线被成为UP型灯泡线。对称的会有都为DOWN的灯泡线。由于电子地图中区段内坐标均是相对于UP方向的起点偏移，故在搜索过程中遇到灯泡线除了需要变换方向外还需要根据当前搜索方向计算某个点的坐标计算方式。