[发明专利]一种列车司机辅助驾驶方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通列车运行控制，特别是涉及一种列车司机辅助驾驶方 法及系统。

背景技术

能源和经济是我国经济发展的基础，是制约社会经济发展的重要因素。铁 路运输作为我国综合交通体系的重要组成部分，承担着全国客运周转量总量 的三分之一、全国货运周转总量的一半，这使得铁路运输部门成为我国国民 经济中能耗最大的单位之一。

以北京城市轨道交通为例，2015年北京轨道交通网规划用电为13.9亿度， 约占北京市用电总量的1.2％。根据对城市轨道交通用电负荷的统计分析，能 耗主要分布在列车牵引用电和各种动力辅助及照明设备用电，其中尤其以牵 引供电能耗最大，有近50％来自于列车牵引能耗。因此，减少城市轨道交通 系统耗能的重要途径之一就是降低列车牵引能耗。列车牵引能耗用于列车运 行，因此实现列车的节能运行成为降低列车牵引能耗最为有效的重要手段。

相关文献显示，在铁路货物运输过程中，在线路条件、机车车辆特性以及 运行速度等相同的情况下，不同的操纵方式对列车的能耗有着重要影响，由 于司机操纵技术水平的高低所引起的列车运行过程中的能耗差异可达30％。 有经验的司机能够保证运输需求的前提下，掌握好操作的时机，减少诸如接 近限速时被迫使用制动减速、制动时机过早损失动能、惰行使用时机不当等 造成的能源浪费。

因此，在当前我国建设资源节约型、环境友好型社会的背景下，研究列车 的能耗情况，为列车司机提供实时的具体的合理化的驾驶建议对于列车节能 运行尤为重要。

因此，需要一种新型的列车辅助驾驶方法和系统，以满足铁路发展的需 求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种列车司机辅助驾驶方法及系统，以解 决列车运行能耗高，机车磨损严重，以及对驾驶员进行模拟培训的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种列车司机辅助驾驶方法，该方法的步骤包括

S1、配置列车和线路基础数据信息，并通过手动输入或文件导入的方式存 入数据库；

S2、根据所述基础数据信息计算节能驾驶序列，并保存生成的目标速度曲 线和目标操作序列；

S3、定时获取列车的GPS定位信息，基于所述基础数据信息，计算列车当 前位置；

S4、根据列车当前位置信息和历史位置信息计算列车当前速度；

S5、根据列车当前速度和位置判断列车是否到达终点；若是，则直接根据 列车的基础数据信息和运行信息计算列车的总能耗和晚点时间信息，若否，则 执行步骤S6；

S6、根据列车目标速度曲线计算列车运行偏差时间；若偏差时间超出设定 的阈值范围，则根据剩余运行时间和距离重新计算节能驾驶序列，并保存生成 的目标速度曲线和目标操作序列；若偏差时间在设定的阈值范围内，则执行步 骤S7；

S7、将计算得到的当前和下一目标操作，以可视数据的形式显示给驾驶人 员，并以倒计时形式显示距离下一目标操作切换的时间。

优选的，所述列车和线路基础数据信息包括车站信息、司机信息、线路地 理信息、列车时刻表、车次信息及车辆信息、坡度信息和限速信息。

优选的，该方法进一步包括

S8、记录列车运行数据，该数据包括列车运行信息、列车速度距离曲线、 司机操作序列和GPS信息；

S9、获取并显示当前列车前后区段的限速、坡度、曲率、列车目标速度距 离曲线和历史速度距离曲线，返回步骤S3；

S10、重复步骤S3至S9，直至检测到列车到达终点。

优选的，所述计算节能驾驶序列的步骤包括

S21、计算巡航速度下限值V_l和巡航速度上限值V_h，确定巡航速度搜索范 围，并计算巡航速度下限值V_l和巡航速度上限值V_h所对应的节能驾驶序列能 耗E_l和E_h；

S22、基于二分法，计算中值巡航速度V_m；

S23、计算中值巡航速度对应的节能操作序列能耗E_m；

S24、更新巡航速度下限值V_l和巡航速度上限值V_h及其对应的能耗；