一种列车司机辅助驾驶方法与系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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】
[0007] 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。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0009] -种列车司机辅助驾驶方法，该方法的步骤包括
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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；
[0014] 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;
[0015] 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;
[0016] 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。
[0017]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。
[0018] 优选的，该方法进一步包括
[0019] 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；
[0020] 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;
[0021] S10、重复步骤S3至S9,直至检测到列车到达终点。
[0022] 优选的，所述计算节能驾驶序列的步骤包括
[0023] S21、计算巡航速度下限值Vi和巡航速度上限值Vh，确定巡航速度搜索范围，并计算 巡航速度下限值％和巡航速度上限值Vh所对应的节能驾驶序列能耗EjPEh;
[0024] S22、基于二分法，计算中值巡航速度Vm;
[0025] S23、计算中值巡航速度对应的节能操作序列能耗Em;
[0026] S24、更新巡航速度下限值h和巡航速度上限值Vh及其对应的能耗；
[0027] S25、若巡航速度下限值Vi和巡航速度上限值Vh的差的绝对值小于给定的值e，即 Vh-Vi | <e，则计算结束，若否，则重复步骤S22至S25直至满足| Vh-Vi | <e。
[0028] 优选的，所述步骤S21包括 [0029] S211、确定优化有效限速带；
[0030] S212、对确定的优化有效限速带，进行优化子区间划分；
[0031] S213、计算每个子区间列车运行时间与能耗的函数曲线E(t);
[0032] S214、对每个区间的运行时间进行优化分配；
[0033] S215、计算所有限速带和优化子区间的节能操作序列，并汇总成为整个列车运行 区间的节能操作序列，及各个操作对应的起始和持续时间。
[0034]优选的，所述步骤S24包括
[0035] S241、计算Ei、EjPEm中的最小值对应的巡航速度值：
[0036] Vi = {v|v e (F；, Vh, Vm E{v)^min(EvE.：h,Em)};
[0037] S242、计算Ei、Eh和Em中的最大值对应的巡航速度值：
[0038] ^ ;
[0039] S243、对巡航速度下限值Vi和巡航速度上限值Vh及其对应的Ει和Eh进行更新，获得 更新后的巡航速度上限值Vh和其对应的能耗值Eh:
[0040] 匕
[0041 ] Eh= {E I Ee {Ei,Eh,Em} ,min(Ei,Eh,Em)<E<max(Ei,Eh,Em)}；
[0042]获得更新后的巡航速度下限值Vi和其对应的能耗值Ei:
[0043] V}=Vl
[0044] Ei=min(Ei,Eh,Em) 〇
[0045] 优选的，所述列车晚点时间的计算方式为:列车晚点时间=列车到达车站时间-列 车计划到站时间；
[0046] 所述列车的总能耗Ε_为:Esum= 2F(k) [x(k)-x(k_l)]，式中F(k)通过列车动力学
求得，其中，m为列车质量，ΔΤ为采样间隔，v (k)为k时刻的列车运行速度，X (k)为k时刻的列车运行位置，F (k)为k时刻的列车牵引力，r [v(k)]为k时刻的列车运行基本阻力，G[x(k)]为k时刻的坡度重力分量;利用步骤S3中获得 的列车位置，根据坡度基础数据计算列车在x(k)位置处的重力分量:G[x(k)]=m · g · j，其 中g为重力常数，j为坡度千分数值。
[0047] -种列车司机辅助驾驶系统，该系统包括
[0048] GPS定位模块，基于GPS系统，对列车当前位置定位；
[0049] 数据采集模块，用于接收列车的GPS定位信息，并发送至计算单元；
[0050] 计算单元，用于对列车的节能驾驶序列、列车的位置和速度、切换倒计时、列车运 行偏差和列车能耗进行计算；
[0051] 数据库模块，用于存储外部输入或导入的基础数据信息、存储计算单元的计算结 果和基于外部设备调用指令，输出目标操作序列或目标速度曲线。
[0052]优选的，所述计算单元包括
[0053]节能驾驶序列计算模块，用于根据基础数据信息计算节能驾驶序列，并生成的目 标速度曲线和目标操作序列；
[0054] 位置和速度计算模块，基于基础数据信息，列车位置的计算:利用直接投影算法计 算列车当前位置，以及列车速度计算：
[0055] 切换倒计时计算模块，利用Td = Tn_T。计算切换倒计时，其中，Tn为下一目标操作对 应的目标时间，T。为读取的当前时间；
[0056] 列车运行偏差计算模块，利用1 = 1'。-1'[)计算列车运行偏差时间，其中，^为根据列 车当前位置查询目标操作序列所对应的时间，T。为读取当前的时间;和
[0057] 能耗计算