[发明专利]一种列车下坡运行控制方法、系统

说明书

本发明提出一种列车下坡运行控制方法、系统，通过设计重载列车运行控制策略并生成目标速度曲线；使列车在通过长大下坡线路时，降低列车和线路的磨损，避免车钩拉断；在跟踪目标速度曲线时，将实际跟踪速度与目标速度的误差控制在合理的范围内，实现对列车的速度跟踪控制。本发明的方法首先通过设计线路数据的描述形式确定列车运行前方最严格的目标速度和位置；其次，根据最严格的目标速度和位置，结合线路坡度完成对长大下坡参考速度曲线设计，实现长大下坡区间列车提前降速，保证ATO速度在安全范围内；最后，根据充风和放风时间以及下坡坡度值调节空气制动施加和撤销的速度下界，保证空气制动输出的平缓性。

技术领域

本发明属于列车控制领域，特别涉及一种列车下坡运行控制方法、系统。

背景技术

列车自动运行(ATO，Automatic Train Operation)系统利用地面信息实现对列车的牵引、制动控制以及列车自动折返。ATO系统实现列车自动驾驶，在列车自动防护(ATP，Automatic Train Protection)的防护下完成列车自动驾驶控制，实现对车辆的牵引、制动、巡航等控制。

在长大下坡上运行时，对机车受力分析发现沿坡道方向的重力分力增大，导致机车前进方向的加速度变大，运行速度必须通过空气制动来调节。在使用空气制动的同时，空气压力不断变小导致制动力依次衰减。特别是采用较大空气减压量进行制动时，空气量消耗较大，需要通过机车缓解制动来进行充风以满足下次制动。机车惰行过程中速度不断增加直至再次接近区间限速，此时再进行空气制动来调节速度，如此循环直至机车驶出长大下坡道。这就是机车在长大下坡道上特有的循环制动。

循环制动时，每次空气制动消耗的压缩空气必须在下次制动前得到补充，即“再充风”，如果再充风不足，将影响下次空气制动的制动力。随着制动的持续，机车闸瓦的温度也在不断上升，这不仅会加剧机车闸瓦的损耗，也会对后续制动造成影响，因此单次制动时间不宜过长，在两次制动间也需要足够的时间以满足闸瓦的降温。

机车空气制动包括制动和缓解两个阶段，并且相邻两次空气制动之间应满足缓解再充风约束，才能保证第二次空气制动的制动效果。针对货运机车在长大下坡道空气制动无法恒速且相邻两次空气制动之间需满足缓解再充风约束的特点，以司机实际操纵中普遍采用的50～70kPa减压调速为依据,建立货运机车的最优控制问题。根据充风和放风时间以及下坡坡度值调节巡航下界保证级位输出的平缓性；长大下坡提前降速设计，由于空气制动延时响应时间较长，在遇到长大下坡之前需提前降速，保证ATO速度在安全范围内。

重载机车不同于普通机车，其载重大、编组长。且随着机车的牵引重量的不断增大，纵向冲动也越来越明显。重载机车在运行过程中，若产生的纵向冲动过大，会导致机车间的车钩磨损严重甚至断裂，列车脱轨等安全事故。尤其是当机车在路况复杂的长大下坡道行驶时，由于线路坡度较大，使得机车之间会产生较为剧烈的冲撞，此时如何对列车进行操控显得极为关键。重载机车长大下坡道的安全运行问题受到人们的广泛关注。

在重载列车自动驾驶技术的研发过程中，为了保证重载列车长大下坡道的安全运行，故需设计一种重载列车长大下坡运行控制方法、系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种列车下坡运行控制方法，所述方法包括：

确定列车运行前方最严格目标速度和最严格目标位置；

根据所述最严格目标速度和所述最严格目标位置确定参考速度曲线；

根据所述参考速度曲线，调节恒速或减速时的空气制动，控制列车运行。

进一步的，所述空气制动调节包括施加和撤销。

进一步的，确定列车运行前方最严格目标速度和最严格目标位置包括以下步骤：

确定线路数据曲线；

根据线路数据曲线确定目标速度和目标位置；