[发明专利]冶金工厂铁水运输物流仿真系统中的机车自动避碰方法

说明书

技术领域

本发明涉及物流系统仿真方法，具体是一种冶金工厂铁水运输物流仿真系统中的机车自动避碰的方法。

背景技术

铁水运输物流仿真系统的建立是为了对冶金工厂中的铁水运输系统进行仿真分析，以优化和合理调配资源，从而达到节能减排的目的。铁水运输物流仿真系统分为多个模块，其中最为重要的模块为机车自动避碰模块。

在钢铁厂的实际生产过程中，机车的调度与避碰是由调度员操作信号机完成的，机车的避碰行为完全取决于调度员的工作方式。而铁水运输物流仿真模型是按照计算机程序的逻辑在计算机中自动完成的，无法人工的干预其中的机车避碰行为。所以应该建立让机车在运行过程中自动的预测碰撞，并选择合理的方式躲避碰撞的机车自动避碰模块。从而使机车自动避碰方式与实际情况相一致，既要遵循机车信号调度的基本规则，又要从调度员的行为方式中总结一般的规律。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：在铁水运输物流仿真系统中建立一个机制，可以使机车在运行过程中自动的预测可能发生的碰撞，并根据实际情况，合理的决定躲避碰撞所应该采取的行为。

冶金工厂铁水运输物流仿真系统中机车自动避碰方法，首先由系统设置铁路路段、机车运行方式、机车运行路段；其次在机车运行过程中，系统对机车运行方式和机车运行路段进行分析，将可能产生碰撞行为的两辆机车设为碰撞对，通过判断碰撞对的两辆机车的优先级和判断碰撞对的碰撞模式来决定应该采取的避碰行为，并由系统将判断结果通过发送相应的信号指令给碰撞对的两辆机车，从而使碰撞对机车根据信号指令自动避碰。

各部分具体步骤如下：

步骤一、预处理：

根据铁路信号机的位置，将铁路分成路段，每一路段内只能有一辆机车在行驶，并对每一路段都设定一个独有的编号；

将机车运行方式设置为先预约路段，预约成功后，再行驶，直至到达指定位置，机车通过一个路段后，立即解除对该路段的预定；机车的行驶由出发路段编号、出发路段起始位置、到达路段编号、到达路段停车位置这四个参数决定的。中间路段集的选择由最短路径算法决定。命名机车一次行驶所经历的包括起始路段、到达路段和中间路段集的所有路段为总路段集。对于正在行驶的机车，总路段集可分为两部分，已通过路段集和未通过路段集(Lf)；

机车预约的路段数为动态的，机车在不同的铁路区域，预约的路段数是不同的。比如，在高炉区域、倒罐区域等机车数量多、铁路道岔多、工作繁忙而且机车经常换向的区域，预约的路段数少；而在长距离行驶、铁路道岔少、机车不换向的路段，预约的路段数多。

步骤二、机车运行路段设置：

根据机车的运行状况，将机车运行路段分成如下三种情况：

1)当前行驶路段(Lc)：一列机车在其行驶方向上的最前端点所在的那一条路段；

2)避碰行为路段集(La)：在机车行驶方向上与当前行驶路段相连的两条路段；

3)动态预定路段集(Ld)：在机车行驶方向上与避碰行为路段集相连的路段；

所述最前端点是机车的行驶方向上的最前端，由机车的行驶方向和机车与罐车的相对位置决定的。比如，机车拉动一个罐车从左向右行驶，那么这个最前端点就在机车的最右端。如果机车推动一个罐车从右向左行驶，那么这个最前端点就在罐车的最左端。

步骤三、当一辆机车发现需要预约的路段被其他机车预约，那么这两辆机车将被设为碰撞对，并通过计算优先级和判断碰撞模式来决定应该采取的避碰行为；

机车只在当前行驶路段(Lc)发生变化的瞬间来预判碰撞是否会发生，并计算合理的避碰方式。

避碰方式选择：

首先，碰撞对在决策避碰行为时先计算两辆机车的优先级；

其次，判断碰撞模式，碰撞模式分为两种：

碰撞模式A：当前行驶的机车在预约避碰行为路段集的其中一个路段时，发现该路段为另一辆机车的当前行驶路段；

碰撞模式B：当前行驶的机车在预约避碰行为路段集的其中一个路段时，发现该路段为另一辆机车的避碰行为路段集或动态预定路段集中的一个路段；

再次，根据碰撞对获得的优先级和碰撞模式，选择不同的避碰行为：

在碰撞模式A时，默认当前行驶的机车的优先级低于另一辆机车，判断另一辆机车的未通过路段集是否包含当前行驶的机车的当前行驶路段，如果不包含，则当前行驶的机车临时停车，等待另一辆机车通过后再预约行驶，如果包含，则判断当前行驶的机车前方是否有岔道，如果有则当前行驶的机车通过岔道避碰，如果没有则当前行驶的机车停止并反向行驶，以绕行另一辆机车或临时停车；