一种高铁列车调度模拟实训方法和系统转让专利
申请号 : CN202111351378.2
文献号 : CN113788053B
文献日 : 2022-02-08
发明人 : 曹绍杰 , 丛向超 , 赵洋洋 , 张涛 , 应志鹏 , 宋鹏飞
申请人 : 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 , 中国国家铁路集团有限公司 , 中国铁道科学研究院集团有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种高铁列车调度模拟实训方法,其特征在于,所述方法包括:S1.获取高铁列车的预设运行计划,其中,所述预设运行计划包括:所述高铁列车从始发站的出口出发的计划出发时间、所述高铁列车到达各个中转站的入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股道;
S2.设置高铁列车群故障;
S3.根据所述预设运行计划、高铁列车群故障,基于动力学方程,对高铁列车运行信息进行调整,形成实际运行计划;
S4.控制模拟地面设备向高铁列车发送实际运行计划,所述实际运行计划包括所述高铁列车从始发站的出口出发的计划出发时间、所述高铁列车到达各个中转站的入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股道;
S5.生成站间区间信息,所述站间区间信息包括当前车站出站信号机位置与最近的下一个车站出站信号机之间的区间长度、区间坡度、区间运行限制速度曲线;
S6.控制列车群按照所述实际运行计划的出发时间从所述始发站的出口出发;
S7.基于动力学方程、当前时刻所述列车群在所述实际运行计划中的位置、该位置距离所述实际运行计划中的最近的下一个车站出站信号机之间的距离、所述当前时刻与到达所述下一个车站出站信号机的计划时间之间的时间差、所述站间区间信息,实时确定出需要运行的速度;
S8.根据所述需要运行的速度,控制所述列车群按照所述实际运行计划运行;
S9.根据列车群根据实际运行计划的实时运行情况,基于动力学方程,对高铁列车运行信息进行调整,形成调整运行计划;
所述设置高铁列车群故障包括:
设置高铁列车故障状态 , 表示为故障时间长度、故障空间长度、故障列车类型的函数 , ,其中i表示具体运行区间、I表示全部运行区间、 表示故障时间长度、 表示故障空间长度、表示故障列车类型;
设置高铁列车群故障 ,其中 表示高铁列车j在区间i出现故障状态k时的故障数据,i表示具体运行区间、I表示全部运行区间、j表示列车编号、J表示列车群的全部列车编号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述区间运行限制速度曲线是以高铁列车前向每一个区间的出站信号机位置,考虑绝对安全距离,作为实际起始点,以每一个区间的最低运行速度作为目标速度,按照列车类型计算对应目标速度的制动曲线,从而计算出高铁列车在该区间的速度控制曲线,以所述速度控制曲线作为所述区间运行限制速度曲线。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述实时确定出需要运行的速度,包括基于当前时刻所述高铁列车在所述实际运行计划中的位置,确定出所述位置至所述下一个车站之间的各个闭塞分区的最大运行速度;
基于动力学方程、各个闭塞分区的最大运行速度、各个闭塞分区的长度以及所述时间差,实时确定出所述高铁列车需要运行的速度;
所述根据所述需要运行的速度,控制所述列车群按照所述实际运行计划运行,包括根据所述位置和所述下一个车站的入口信息,确定出位于所述位置和所述下一车站之间的各个闭塞分区;根据所述需要运行的速度,控制所述高铁列车按照所述实际运行计划依次经过各个闭塞分区。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取高铁列车的预设运行计划包括:获取初始运行计划,包括高铁列车从初始始发站的出口出发的初始计划出发时间、所述高铁列车到达各个中转站的入口的初始计划时间,从各个中转站的出口出发的初始计划时间,以及到达所述终到站的入口的初始计划时间;
获取所述高铁列车开始运行的实际时间;
在所述实际时间和所述初始计划出发时间不同时,根据所述实际时间和所述初始计划出发时间,对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划;
若所述初始始发站为所述始发站,所述根据所述实际时间和所述初始运行计划出发时间,对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划,包括:在所述实际时间晚于所述初始运行计划出发时间时,根据所述实际时间与所述初始运行计划出发时间之间的差值,将所述初始运行计划中的各个初始运行计划时间向后推移所述差值,以对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划;或在所述实际时间晚早于所述初始运行计划出发时间时,根据所述实际时间述初始运行计划出发时间之间的差值,将所述初始运行计划中的各个初始计划时间向前推移所述差值,以对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述形成调整运行计划,包括:高铁列车反馈列车运行的实际情况,根据高铁列车实际运行情况调整实际运行计划,当高铁列车当前运行情况发生变化时,从所述实际运行计划中删除该高铁列车在当前车站之前的运行计划,以对所述实际运行计划进行调整,得到所述调整运行计划。
6.一种高铁列车调度模拟实训系统,其特征在于,所述系统包括获取单元、行车调度中心系统;
所述获取单元,用于获取高铁列车的预设运行计划,其中,所述预设运行计划包括:所述高铁列车从始发站的出口出发的计划出发时间、所述高铁列车到达各个中转站的入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股道;
所述行车调度中心系统包括故障设置单元、实际运行计划生成单元、计划发送单元、站间区间信息生成单元、第一控制单元、速度计算单元、第二控制单元、调整单元;
所述故障设置单元,用于设置高铁列车群故障;
所述实际运行计划生成单元,用于根据所述预设运行计划、高铁列车群故障,基于动力学方程,对高铁列车运行信息进行调整,形成实际运行计划;
所述计划发送单元,控制模拟地面设备向高铁列车发送实际运行计划,所述实际运行计划包括所述高铁列车从始发站的出口出发的计划出发时间、所述高铁列车到达各个中转站的入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股道;
所述站间区间信息生成单元,用于生成站间区间信息,所述站间区间信息包括当前车站出站信号机位置与最近的下一个车站出站信号机之间的区间长度、区间坡度、区间运行限制速度曲线;
所述第一控制单元,用于控制列车群按照所述实际运行计划的出发时间从所述始发站的出口出发;
所述速度计算单元,用于基于动力学方程、当前时刻所述列车群在所述实际运行计划中的位置、该位置距离所述实际运行计划中的最近的下一个车站出站信号机之间的距离、所述当前时刻与到达所述下一个车站出站信号机的计划时间之间的时间差、所述站间区间信息,实时确定出需要运行的速度;
所述第二控制单元,用于根据所述需要运行的速度,控制所述列车群按照所述实际运行计划运行;
所述调整单元,用于根据列车群根据实际运行计划的实时运行情况,基于动力学方程,对高铁列车运行信息进行调整,形成调整运行计划;
所述故障设置单元用于:
设置高铁列车故障状态 , 表示为故障时间长度、故障空间长度、故障列车类型的函数 , ,其中i表示具体运行区间、I表示全部运行区间、 表示故障时间长度、 表示故障空间长度、 表示故障列车类型;
设置高铁列车群故障 ,其中 表示高铁列车j在区间i出现故障状态k时的故障数据,i表示具体运行区间、I表示全部运行区间、j表示列车编号、J表示列车群的全部列车编号。
7.一种电子设备,其特征在于,包括存储器以及处理器,所述存储器中存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被所述处理器读取并运行时,执行如权利要求1‑5中任一项所述的方法。
8.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被计算机读取并运行时,执行如权利要求1‑5中任一项所述的方法。
说明书 :
一种高铁列车调度模拟实训方法和系统
技术领域
背景技术
员的业务水平,尤其是提高及时处置计划实现过程中的各种问题的能力,各铁路局都高度
重视培训工作,为了提高调度员和车站值班员的业务水平,尤其是提高及时处置计划实现
过程中的各种问题的能力,搭建了模拟实训系统。在模拟实训系统的使用中,列车群的计划
生成和列车群的模拟仿真是基础前提。
段内的列车调度运行计划和当前时间,确定出位于预设范围内的每个列车的位置;根据每
个列车的位置,在仿真实训系统中模拟调度台的调度范围内生成列车模型,可以保证实训
场景列车模型的真实性,提升实训效果。中国发明专利授权公告号CN113204737B公开了一
种针对于车站值班员的考核评价系统列车群生成方法,获取列车的运行计划,包括:列车从
始发站的出口出发的计划出发时间、列车到达各个中转站的入口的计划时间,从各个中转
站的出口出发的计划时间,以及到达终到站的入口的计划时间;控制虚拟的列车以计划出
发时间从始发站的出口出发;基于动力学方程、当前时刻虚拟的列车在运行计划中的位置、
该位置距离运行计划中的最近的下一个站台之间的距离,以及当前时刻与到达下一个站台
的计划时间之间的时间差,实时确定出需要运行的速度;根据需要运行的速度,控制虚拟的
列车按照运行计划运行。现有技术根据事先获取的列车运行计划实现列车群的生成,虽然
涉及了对列车区间停车、区间折返、列车救援作业等情况的处理手段,但是无法应对由于受
到线路条件、设备故障、突发事件等诸多影响所导致的列车运行计划的改变,导致无法真实
反映列车运行情况的复杂性和突发性,无法有效地对高铁列车调度人员或车站值班员进行
实训。
发明内容
个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股道;
时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股
道;
所述下一个车站出站信号机的计划时间之间的时间差、所述站间区间信息,实时确定出需
要运行的速度;
故障时间长度、 表示故障空间长度、 表示故障列车类型;
表示列车群的全部列车编号。
按照列车类型计算对应目标速度的制动曲线,从而计算出高铁列车在该区间的速度控制曲
线,以所述速度控制曲线作为所述区间运行限制速度曲线。
闭塞分区的最大运行速度;
的各个闭塞分区;根据所述需要运行的速度,控制所述高铁列车按照所述实际运行计划依
次经过各个闭塞分区。
初始计划时间,从各个中转站的出口出发的初始计划时间,以及到达所述终到站的入口的
初始计划时间;
移所述差值,以对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划;或
差值,以对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划。
划,当高铁列车当前运行情况发生变化时,从所述实际运行计划中删除该高铁列车在当前
车站之前的运行计划,以对所述实际运行计划进行调整,得到所述调整运行计划。
入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列
车到发股道;
中转站的入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计
划时间、列车到发股道;
运行限制速度曲线;
离、所述当前时刻与到达所述下一个车站出站信号机的计划时间之间的时间差、所述站间
区间信息,实时确定出需要运行的速度;
故障时间长度、 表示故障空间长度、表示故障列车类型;
表示列车群的全部列车编号。
发性,有效地对高铁列车调度人员或车站值班员进行实训。
附图说明
具体实施方式
的,旨在对本发明提供进一步的说明。
从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发股道;
计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列车到发
股道;
达所述下一个车站出站信号机的计划时间之间的时间差、所述站间区间信息,实时确定出
需要运行的速度;
施方式为本领域熟知技术。例如:
度由列控系统和RBC系统实时决定,其中列控系统会给出每个区间的最大运行速度,RBC系
统会根据环境进路排列情况和设备状况,实时反馈列车可运行最大位移(MA),并依据MA计
算最高速度,RBC计算结果优先级高于列控系统。列车再运行过程中,从速率计算公式中,实
时获取当前速度。当列车达到峰值速率后,如果剩余时间小于于列车到达时间与当前时间
的差值,列车运行速率会自动降低到平均速率(剩余距离/(列车到达时间‑当前时间))。
述虚拟的列车在所述运行计划中的位置、该位置距离所述运行计划中的最近的下一个站台
之间的距离,以及所述当前时刻与到达所述下一个站台的计划时间之间的时间差,实时确
定出所述虚拟的列车需要运行的速度,以保证根据所述需要运行的速度,能够控制所述虚
拟的列车按照所述运行计划中所规定的计划时间到达各个站台,同时,由于本申请考虑到
了列车的行驶速度不会一直保持不变,在行驶过程中会存在加速或者减速的过程,最终使
得所模拟的列车的运行视频更贴近真实情况。
故障时间长度、 表示故障空间长度、表示故障列车类型;
表示列车群的全部列车编号。
障,天气因素具体包括雨雪、大雾、大风天气,基础设施故障包括信号机故障关闭、进路不能
完全解锁、轨道区段停电和失去分路等,故障列车类型参数 包括列车故障停车。
照列车类型计算对应目标速度的制动曲线,从而计算出高铁列车在该区间的速度控制曲
线,以所述速度控制曲线作为所述区间运行限制速度曲线。
塞分区的最大运行速度;
的各个闭塞分区;根据所述需要运行的速度,控制所述高铁列车按照所述实际运行计划依
次经过各个闭塞分区。
始计划时间,从各个中转站的出口出发的初始计划时间,以及到达所述终到站的入口的初
始计划时间;
移所述差值,以对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划;或
差值,以对所述初始运行计划进行更新,得到所述预设运行计划。
际运行计划中删除该高铁列车在当前车站之前的运行计划,以对所述实际运行计划进行调
整,得到所述调整运行计划。
入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计划时间、列
车到发股道;
中转站的入口的计划时间、从各个中转站的出口出发的计划时间、到达终到站的入口的计
划时间、列车到发股道;
运行限制速度曲线;
离、所述当前时刻与到达所述下一个车站出站信号机的计划时间之间的时间差、所述站间
区间信息,实时确定出需要运行的速度;
间、I表示全部运行区间、 表示故障时间长度、 表示故障空间长度、 表示故障列车类
型;设置高铁列车群故障 ,其中 表示高铁列车j在区间i出现
故障状态k时的故障数据,i表示具体运行区间、I表示全部运行区间、j表示列车编号、J表示
列车群的全部列车编号。
述的方法。所述电子设备可以为个 PC、平板电脑、智能手机、(personal digital
assistant,PDA) 个人数字助理等。
Only Memory,ROM) 只读存储器,(Programmable Read‑Only Memory,PROM) 可编程只读存
储器,(Erasable Programmable Read‑Only Memory,EPROM) 可擦除只读存储器,
(Electric Erasable Programmable Read‑Only Memory,EEPROM) 电可擦除只读存储器
等。
等;还可以是 (DSP) 数字信号处理器、(ASIC) 专用集成电路、(FPGA) 现场可编程门阵列
或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行
本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器,也可以是
任何常规的处理器等。
了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能
和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部
分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行
指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附
图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可
以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个
方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于
硬件的装置来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技
术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将
上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构
思和技术方案直接应用于其它场合的,均应视为本发明的保护范围。