一種列車網絡控制與監測系統輔助人工駕駛控制車速方法與流程
2023-06-28 08:23:46 2
本發明涉及一種列車網絡控制與監測系統輔助人工駕駛控制車速方法。
背景技術：
現有城市軌道交通由列車網絡控制與監測系統（TCMS）輔助人工駕駛。在人工駕駛模式下，操作人員通過司控器手柄（DCH）輸出控制列車速度的力值和指令，TCMS系統僅把司控器的力值和指令轉發給實施主體（牽引和制動系統）。在這種控制模式下，列車的速度和速度變化完全由操作人員控制。由於人工操作的局限性，可能導致列車超速、列車速度變化不平穩和衝擊過大等問題，影響行車安全和乘車舒適性。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：克服上述現有技術的缺陷，提供一種列車網絡控制與監測系統輔助人工駕駛控制車速方法。
為了解決以上技術問題，本發明的一種列車網絡控制與監測系統輔助人工駕駛控制車速方法，根據目標速度設置調速區間 [x1,x3]和限速區間[y1,y3]，以及電機牽引工況下的保護速度x2和電機制動工況下保護速度y2，其中，x1<x2<x3< y1<y2<y3，所述控制車速方法如下：
A、列車速度小於x3的情況下，
1）、若DCH手柄在牽引範圍，根據DCH手柄實際位置s1計算車速控制的牽引起點速度x=x3-（x1-x3）*s1；列車當前速度V<x，則TCMS系統根據DCH手柄的位置輸出牽引力參考值；列車當前速度滿足x≤V＜x3，則TCMS系統輸出牽引力參考值為100%-（V-x1）/(x3-x1); 列車當前速度V≥x3，TCMS系統輸出的牽引力參考值為0%；當車速下降滿足x2≤V＜x3，TCMS系統輸出的牽引力參考值為0%，當列車當前速度下降低於x2，即V＜x2，TCMS系統重新發送牽引指令，輸出的牽引力參考值為100%-（V-x1）/(x3-x1)；
2）、若DCH手柄在制動範圍，則TCMS系統根據DCH手柄位置輸出制動力參考值和制動指令；
B、列車速度大於y1的情況下，
1）、若DCH手柄在牽引範圍，列車當前速度滿足y1≤V＜y3，則TCMS系統輸出制動力參考值為（V-y1）/(y1-y3)*100%；列車當前速度V≥y3, 則TCMS系統輸出全常用制動力值；當列車速度減小至y2以下：y1＜V ≤y2，則TCMS系統輸出制動力參考值0%；
2)、若DCH手柄在制動範圍，根據DCH手柄實際位置s2計算車速控制的制動起點速度y=y1+（y1-y3）*s2，當列車當前速度V<y, TCMS系統根據DCH手柄位置輸出制動力參考值；列車當前速度滿足y≤V＜y3，則TCMS系統輸出的制動力參考值為（V-y1）/(y1-y3)*100%；列車當前速度V≥y3，則TCMS系統輸出全常用制動力值;
C、列車速度介於x3和y1之間的情況下，
TCMS系統輸出為0%。
本發明還具有以下特徵：
1、x3取值為牽引目標速度。
2、y1取值為制動目標速度。
3、電機牽引工況下保護速度x2取值範圍為[x3-2km/h, x3-1km/h]。
4、電機制動工況下保護速度y2取值範圍[y1+1km/h, y1+2km/h]。
本方案中TCMS系統在綜合考慮司控器手柄輸出的力值和指令、列車速度等的條件情況下，對司控器發出的力值和指令進行處理，達到TCMS系統輔助人工駕駛控制車速的目的。本方案可使列車在平直道或者坡道行駛達到目標速度後，在誤差允許的範圍內保持該速度，達到控制列車運行的最高速度和穩定車速的目的。特別是對於列車在人工駕駛模式下通過長大坡道時，可通過計算最低粘著下列車通過坡道允許的速度，結合該方案中的控制策略，使列車平穩的上/下坡道。本方案可應用於列車運行時的衝擊控制輔助、限速運行輔助和長大坡道控制輔助等。
附圖說明
圖1為車速控制曲線圖。
具體實施方式
下面結合實例對本發明作進一步詳細描述。但是本發明不限於所給出的例子。
本發明實施例列車網絡控制與監測系統輔助人工駕駛控制車速方法，根據目標速度設置調速區間 [x1,x3]和限速區間[y1,y3]，以及電機牽引工況下的保護速度x2和電機制動工況下保護速度y2，其中，x1<x2<x3< y1<y2<y3，可繪製車速控制曲線圖（見圖1）。本例中，x3取值為牽引目標速度；y1取值為制動目標速度；電機牽引工況下保護速度x2取值x3-1km/h；電機制動工況下保護速度y2取值y1+1km/h。
控制車速方法如下：
A、列車速度小於x3的情況下：
1）、若DCH手柄在牽引範圍，根據DCH手柄實際位置s1計算車速控制的牽引起點速度x=x3-（x1-x3）*s1；列車當前速度V<x，則TCMS系統根據DCH手柄的位置輸出牽引力參考值；列車當前速度滿足x≤V＜x3，則TCMS系統輸出牽引力參考值為100%-（V-x1）/(x3-x1); 列車當前速度V≥x3，TCMS系統輸出的牽引力參考值為0%；當車速下降滿足x2≤V＜x3，TCMS系統輸出的牽引力參考值為0%，當列車當前速度下降低於x2，即V＜x2，TCMS系統重新發送牽引指令，輸出的牽引力參考值為100%-（V-x1）/(x3-x1)。
2）、若DCH手柄在制動範圍，則TCMS系統根據DCH手柄位置輸出制動力參考值和制動指令。
B、列車速度大於y1的情況下：
1）、若DCH手柄在牽引範圍，列車當前速度滿足y1≤V＜y3，則TCMS系統輸出制動力參考值為（V-y1）/(y1-y3)*100%；列車當前速度V≥y3, 則TCMS系統輸出全常用制動力值；當列車速度減小至y2以下：y1＜V ≤y2，則TCMS系統輸出制動力參考值0%。
2)、若DCH手柄在制動範圍，根據DCH手柄實際位置s2計算車速控制的制動起點速度y=y1+（y1-y3）*s2，當列車當前速度V<y, TCMS系統根據DCH手柄位置輸出制動力參考值；列車當前速度滿足y≤V＜y3，則TCMS系統輸出的制動力參考值為（V-y1）/(y1-y3)*100%；列車當前速度V≥y3，則TCMS系統輸出全常用制動力值;
C、列車速度介於x3和y1之間的情況下，
TCMS系統輸出為0%。
除上述實施例外，本發明還可以有其它實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。